Основні параметри передавачів та приймачів. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Початківцю радіоаматору

 Коментарі до статті

Щоб зрозуміти, що є той чи інший девайс, потрібно знати його параметри. Якщо ми зібралися будувати приймачі і передавачі - непогано було б знати, за якими критеріями вони класифікуються.

Тепер усе по черзі.

Робоча частота (частотний діапазон)

Якщо передавач або приймач жорстко налаштовані на певну частоту - можна говорити про однією робочої частоти. Якщо в процесі роботи можна перебудовувати робочу частоту, то треба назвати діапазон робочих частот, не більше якого може здійснюватися регулювання.

Вимірюється в кілогерцях (кГц), мегагерцях (МГц) чи гігагерцях (ГГц).

Раніше визначення частотного діапазону частіше використовували не частоту, а довжину хвилі. Звідси пішли назви діапазонів ДВ (довгі хвилі), СВ (середні хвилі) КВ (короткі хвилі), УКХ (ультракороткі хвилі).

Щоб перерахувати довжину хвилі в частоту, потрібно розділити її у швидкість світла (300 000 000 м/с). Тобто,

де:

- Довжина хвилі (м)

c - швидкість світла (м/с)

F – частота (Гц)

Тепер вам неважко порахувати, що наші діди називали ультракороткими хвилями. Так так, не дивуйтеся, діапазон 65 ... 75 МГц - це вже не просто "короткі", а "ультракороткі". Адже їх довжина цілих 4 метри! Для порівняння, довжина хвилі мобільного телефону стандарту GSM - 15...30 см (залежно від діапазону).

З розвитком техніки та освоєнням нових частотних діапазонів, їм почали давати неймовірні назви на кшталт "надкороткі", "гіперкороткі" тощо. Зараз для позначення діапазону найчастіше використовують частоту. Це зручніше хоча б навіть тим, що не потрібно нічого перераховувати та пам'ятати швидкість світла. Хоча швидкість світла все одно пам'ятати не завадить :)

Ми, в основному, працюватимемо з мовними діапазонами УКХ. Їх два: УКХ-1 - те, що в народі так і називають "УКХ", і УКХ-2 - те, що прийнято називати "FM". Назва FM походить від англійської Frequency Modulation – Частотна Модуляція (про модуляцію читаємо нижче). Взагалі, якщо серйозно, то називати частотний діапазон на вигляд модуляції - технічно безграмотно. Однак, у народі ця назва міцно вкоренилася і стала номінальною. З цим уже нічого не вдієш.

Тип модуляції

Широко використовується два типи модуляції: амплітудна (АМ) та частотна (ЧМ). Буржуйською це звучить як AM і FM . Власне, всіма улюблений діапазон "FM" отримав назву саме завдяки частотній модуляції, з якою працюють усі радіостанції даного діапазону. Є ще фазова модуляція, скорочено – ФМ, але вже, нашенськими літерами. Попрошу не плутатися з буржуазним FM!

ЧС, на відміну АМ, більш захищена від імпульсних перешкод. Взагалі кажучи, на частотах, на яких розташовані радіостанції УКХ-діапазону, застосування ЧС зручніше, ніж АМ, тому вона там і застосовується. Хоча телевізійний сигнал все одно передається з амплітудною модуляцією, незалежно від частоти. Але це вже зовсім інша історія.

Частотна модуляція буває вузькосмугова та широкосмугова. У радіомовних радіостанціях використовується широкосмугова ЧС - її девіація становить 75 кГц.

У зв'язкових радіостанціях та іншій мовній радіотехніці частіше застосовують вузькосмугову ЧС, з девіацією близько 3 кГц. Вона більш захищена від перешкод, оскільки допускає гостріше налаштування приймача на несучу.

Отже, наші діапазони:

УКХ-1 - 65,0...74,0 МГц, модуляція - частотна

УКХ-2 ("FM") - 88,0...108,0 МГц, модуляція - частотна

Потужність вихідного сигналу

Чим потужніший передавач – тим далі він може передати сигнал, тим легше цей сигнал буде прийняти.

Майже у кожному описі жучка пишеться його дальність дії. Зазвичай - починаючи від 50 м-коду і закінчуючи трьома кілометрами... Серйозно сприймати цю інформацію не можна. Нізащо не спокушайтеся дальністю в 1 км в умовах міста, або не засмучуйтеся сильно п'ятдесятьма метрами на відкритій місцевості - адже автори ніколи не дають параметри приймача, з яким тестувався даний жучок. А саме – вони не називають чутливість цього приймача. Адже від неї багато залежить. Можна тестувати потужний передавач за допомогою приймача з паршивою чутливістю і отримати в результаті маленький радіус дії. Або навпаки, слухати малопотужний передавач через чутливий приймач – і здобути велику дальність. Тому, розглядаючи схему жучка, насамперед звертайте увагу не на гучні слова, а на голі факти. А саме – спробуйте прикинути потужність передавача. Зазвичай потужність в описі жучка не вказується (автори її просто не вимірюють, вважаючи достатнім поміряти "дальність"). Тому нам залишається лише "на око" визначити, на що здатний жук.

Для цього потрібно дивитися на:

- Напруга живлення. Чим більше - тим більше потужність (за інших рівних умов)

- Номінал транзистора, що стоїть в кінцевому каскаді (або генераторі, якщо антена підключена прямо до нього). Якщо стоїть якийсь паршивий КТ315 – великої потужності від схеми можна не чекати, не дочекаєтесь. А якщо спробуєте підняти – транзюк, нічого не кажучи, просто зрадницьки вибухне… Краще, якщо стоїть транзистор КТ6хх чи КТ9хх, наприклад, КТ608, КТ645, КТ904, КТ920 тощо.

- Опір транзисторів у колекторному та емітерному ланцюгах кінцевого каскаду. Чим вони менші - тим більше потужність (ппру).

Для порівняння скажу так: потужності в 1 Вт вистачає у міських умовах десь на кілометр за умови, що чутливість приймача – близько 1мкВ.

Чутливість приймача

Ну, ми вже почали говорити про чутливість.

Чутливість залежить відсотків на 90 від "шумності" вхідного каскаду приймача. Тому для досягнення хороших результатів необхідно використовувати малошумливі транзистори. Часто використовують польовики - вони менше шумлять.

У приймачів діапазону УКХ, чутливість зазвичай у межах 0,1…10мкВ. Наведені значення – крайнощі. Щоб отримати чутливість 0,1 - треба неабияк попітніти. Так само, як і треба дуже не поважати себе, щоб створити приймач з чутливістю 10мкВ. Істина десь посередині. Порядку 1 ... 3 мкВ - оптимальне значення чутливості.

Вихідний опір передавача

Це дуже важливо знати, тому що можна зробити дуже прекрасний потужний передавач і не отримати від нього та десятої частки номінальної потужності завдяки неправильному узгодженню з антеною.

Отже, антена має опір R, скажімо 100 Ом. Щоб випромінювати з допомогою цієї антени потужність P, припустимо - 4 Ватта, необхідно докласти до неї напруга U, яке розраховується за законом Ома:

U2 = PR

U2 = 100 * 4 = 400 U = 20 В

Отримали 20 Вольт.

При напрузі 20 Вольт вихідний каскад передавача повинен тримати потужність 4 Вт, при цьому через нього протікатиме струм

I = P/U = 0,2А = 200мА

Таким чином, цей передавач на опорі 100 Ом розвиває потужність 4 Вт.

А якщо замість антени на 100 Ом підключити антену на 200 Ом? (А напруга та ж - 20 В)

Вважаємо:

P = UI = U(U/R) = 20(20/200) = 2 Вт

В два рази менше! Тобто, фізично, вихідний каскад готовий прокачати 4 Ватта, але не може, оскільки обмежений напругою 20 Вольт.

Інша ситуація: опір антени – 50 Ом, тобто – у 2 рази менше. Що виходить? На неї піде подвійна потужність, через кінцевий каскад потече подвійний струм – і транзистор у кінцевому каскаді багатозначно накриється мідним тазом.

Коротше кажучи, до чого це все? А до того, що необхідно знати, яке навантаження ми маємо право підключити до виходу передавача, а яке не в праві. Тобто необхідно знати вихідний опір передавача.

Але нам треба знати і опір антени. А ось тут складніше: його дуже складно виміряти. Можна, звичайно, розрахувати, але розрахунок не надасть точного значення. Теорія завжди трохи розходиться із практикою. Як же бути?

Дуже просто. Існують спеціальні схеми, які дозволяють змінювати вихідний опір. Вони називаються "схеми узгодження". Найбільш поширені два види: на основі трансформатора та на основі П-фільтра. Схеми узгодження зазвичай ставляться на вихідний каскад підсилювача і виглядають приблизно так (зліва - трансформаторна, праворуч - на основі П-фільтра):

(Натисніть для збільшення)

Для налаштування вихідного опору трансформаторної схеми необхідно змінювати кількість витків II обмотки.

Для налаштування схеми з П-фільтром потрібно регулювати індуктивність L 1 і ємність C 3.

Налаштування здійснюється при включеному передавачі та підключеній штатній антені. При цьому потужність випромінюваного антеною сигналу вимірюється за допомогою спеціального приладу - хвилеміра (це такий приймач з мілівольтметром). У процесі налаштування досягають максимального значення випромінюваної потужності. Вкрай не рекомендується проводити налаштування потужних передавачів, перебуваючи в безпосередній близькості від антени. Якщо, звичайно, ваша мама хоче мати онуків… :)

Вхідний опір приймача

Майже теж саме. Окрім онуків. Прийнятий сигнал занадто слабкий, щоб нашкодити вітчизняному генофонду.

Узгодження опорів здійснюється за допомогою вхідного коливального контуру. Антена підключається або частини витків контуру, або через котушку зв'язку, або через конденсатор. Схеми ось:

(Натисніть для збільшення)

Сигнал з контуру також може зніматися безпосередньо, як показано на схемах, або через котушку зв'язку, або з частини витків. Загалом, залежить від волі конструктора та конкретних умов.

Коефіцієнт гармонік

Говорить нам про те, наскільки випромінюваний передавачем сигнал "синусоїдальний". Чим менше к.г. - тим більше сигнал нагадує синус. Хоча, буває й так, що візуально – начебто синус, а гармонік – темрява. Отже, все-таки – не синус. Людині властиво помилятися. Техніка об'єктивніша у своїй оцінці.

Ось так виглядає "чистий" синус (синусоїда згенерована звуковим генератором програми WaveLab):

Гармоніки виникають, як знаємо, через нелінійних спотворень сигналу. Спотворення можуть виникати з різних причин. Наприклад, якщо підсилювальний транзистор працює на нелінійній ділянці передавальної характеристики. Інакше кажучи, якщо за рівних змін струму бази, зміни струму колектора не рівні. Це може бути у двох випадках:

1. На транзистор подано недостатній струм усунення. Тобто за відсутності сигналу він повністю закритий, а відкриватися починає лише зі зростанням рівня сигналу. При цьому, у вихідний синусоїди виходять "спиляними" низи: 

   

   До речі, вихідні каскади більшості передавачів працюють у режимі С. Цей режим не передбачає наявності усунення бази.

   Тобто на виходах таких каскадів завжди буде сигнал із відрізаними низами. Але з цим миряться через високий ККД подібних каскадів. Гармоніки вирізуються фільтрами, що стоять після каскаду. До речі, каскади, зображені на схемах узгодження, працюють у режимі C.

2. Амплітуда вхідного сигналу дуже велика, і необхідний колекторний струм не може бути забезпечений.

   Наприклад:

   У колекторному ланцюгу транзистора стоїть резистор на 100 Ом,

   напруга живлення – 25 В.

   Відповідно, при повністю відкритому транзисторі, колекторний струм дорівнюватиме 25/100 = 0,25 А = 250 мА.

   Коефіцієнт посилення транзистора-50, тобто, колекторний струм у 50 разів більше струму бази.

   Тепер така ситуація: на базу подали струм 10 мА. Яким буде струм колектора?

   Що? 500 мА? Ні дуля подібного! Ми ж щойно говорили, що при ПОВНІСТТІ відкритому транзисторі, колекторний струм становить 250 мА. Значить більше цього значення, він не зможе бути ні під яким соусом. Якщо ми збільшуватимемо струм бази від нуля до 10 мА, то колекторний струм зростатиме лише до тих пір, поки не стане рівним 250 мА. Після цього, він не збільшиться, скільки б ми не збільшували струм бази. Такий режим транзистора називається " режим насичення ". У момент досягнення колекторним струмом позначки 250 мА, базовий струм дорівнює 250/50 - 5 мА. Тобто, для коректної роботи даного каскаду, на його вхід не можна подавати струм більше 5 мА. Те саме відбувається і з сигналом. Якщо струм сигналу "зашкалює" за певне значення, то транзистор йде в насичення.На осцилограмі це проявляється у вигляді "спиляних" верхівок синусоїди:

   

Крім таких характерних спотворень, виникають й інші нелінійні спотворення сигналу. З усіма цими спотвореннями покликані боротися частотні фільтри. Зазвичай, використовуються фільтри нижніх частот (ФНЧ), оскільки, як говорилося раніше, частоти гармонік зазвичай вищі за частоту корисного сигналу. ФНЧ пропускає основну частоту і "вирізає" всі частоти, які вищі за основну. При цьому сигнал, як за помахом чарівної палички, перетворюється на синус чистої краси.

Вибірковість приймача

Цей параметр показує, як добре приймач може відокремити сигнал потрібної частоти від сигналів інших частот. Вимірюється в децибелах (дБ) щодо сусіднього частотного каналу чи дзеркального каналу (в гетеродинних приймачах).

Справа в тому, що в ефірі постійно летять тисячі різних електромагнітних коливань: від радіостанцій, телевізійних передавачів, наших улюблених "мобільних друзів" тощо. і т.п. Розрізняються вони лише за потужністю і частотою. Щоправда, за потужністю їм відрізнятись не обов'язково – це не є критерій вибору. Налаштування на будь-яку радіостанцію, чи це телеканал "MTV" або база вашого домашнього радіотелефону, відбувається саме за частотою. При цьому на приймачі лежить відповідальність: вибрати з тисяч частот - ту одну, єдину та неповторну, яку ми хочемо прийняти. Якщо на близьких частотах немає ознак розумного життя - добре. А якщо десь через півмегагерца від нашої радіостанції, знаходиться сигнал іншої радіостанції? Це не дуже добре. Ось тут і знадобиться хороша вибірковість приймача.

Вибірковість приймача залежить, в основному, від добротності коливальних контурів. Докладніше, ми розбиратимемося з вибірковістю при розгляді конкретних схем приймачів.

Чотири параметри, що залишилися, відносяться до НЧ тракту приймача і передавача.

Чутливість по НЧ входу передавача

Чим чутливіший вхід передавача, тим слабкіший сигнал можна на нього подавати. Цей параметр особливо важливий у жучках, де сигнал знімається з мікрофона і має дуже малу потужність. Якщо необхідно, чутливість збільшується додатковими каскадами посилення.

Потужність вихідного НЧ-сигналу приймача

Потужність сигналу, яку віддає вихід вихідник. Її необхідно знати, щоб правильно підібрати підсилювач потужності для подальшого посилення.

КНД (Коефіцієнт нелінійних спотворень)

Ну, загалом ми вже розібралися, що таке нелінійні спотворення і звідки вони беруться. Але! Якщо за ВЧ-трактом достатньо поставити фільтр - і все стане добре, то в звуковому тракті "лікувати" нелінійні спотворення значно складніше. Точніше – просто неможливо. Тому, зі звуковим або будь-яким іншим модулюючим сигналом, необхідно звертатися дуже дбайливо, щоб у ньому виникло якнайменше нелінійних спотворень.

Публікація: radiokot.ru

Дивіться інші статті розділу Початківцю радіоаматору.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Шум транспорту затримує зростання пташенят 06.05.2024

Звуки, що оточують нас у сучасних містах, стають дедалі пронизливішими. Однак мало хто замислюється про те, як цей шум впливає на тваринний світ, особливо на таких ніжних створінь, як пташенята, які ще не вилупилися з яєць. Недавні дослідження проливають світло на цю проблему, вказуючи на серйозні наслідки для їхнього розвитку та виживання. Вчені виявили, що вплив транспортного шуму на пташенят зебрового діамантника може призвести до серйозних порушень у розвитку. Експерименти показали, що шумова забрудненість може суттєво затримувати їх вилуплення, а ті пташенята, які все ж таки з'являються на світ, стикаються з низкою здоровотворних проблем. Дослідники також виявили, що негативні наслідки шумового забруднення сягають і дорослого віку птахів. Зменшення шансів на розмноження та зниження плодючості говорять про довгострокові наслідки, які транспортний шум чинить на тваринний світ. Результати дослідження наголошують на необхідності ...>>

Бездротова колонка Samsung Music Frame HW-LS60D 06.05.2024

У світі сучасної технології звуку виробники прагнуть не тільки бездоганної якості звучання, але й поєднання функціональності з естетикою. Одним із останніх інноваційних кроків у цьому напрямку є нова бездротова акустична система Samsung Music Frame HW-LS60D, представлена ​​на заході 2024 World of Samsung. Samsung HW-LS60D – це не просто акустична система, це мистецтво звуку у стилі рамки. Поєднання 6-динамічної системи з підтримкою Dolby Atmos та стильного дизайну у формі фоторамки робить цей продукт ідеальним доповненням до будь-якого інтер'єру. Нова колонка Samsung Music Frame оснащена сучасними технологіями, включаючи функцію адаптивного звуку, яка забезпечує чіткий діалог на будь-якому рівні гучності, а також автоматичну оптимізацію приміщення для насиченого звукового відтворення. За допомогою з'єднань Spotify, Tidal Hi-Fi і Bluetooth 5.2, а також інтеграцією з розумними помічниками, ця колонка готова задовольнити ...>>

Новий спосіб управління та маніпулювання оптичними сигналами 05.05.2024

Сучасний світ науки та технологій стрімко розвивається, і з кожним днем ​​з'являються нові методи та технології, які відкривають перед нами нові перспективи у різних галузях. Однією з таких інновацій є розробка німецькими вченими нового способу керування оптичними сигналами, що може призвести до значного прогресу фотоніки. Нещодавні дослідження дозволили німецьким ученим створити регульовану хвильову пластину всередині хвилеводу із плавленого кремнезему. Цей метод, заснований на використанні рідкокристалічного шару, дозволяє ефективно змінювати поляризацію світла через хвилевід. Цей технологічний прорив відкриває нові перспективи розробки компактних і ефективних фотонних пристроїв, здатних обробляти великі обсяги даних. Електрооптичний контроль поляризації, що надається новим методом, може стати основою створення нового класу інтегрованих фотонних пристроїв. Це відкриває широкі можливості для застосування. ...>>

Випадкова новина з Архіву Антитерористичне крісло 08.11.2004 Американська фірма "Екко Дизайн" спроектувала крісло для офісу, яке допоможе вижити під час нападу терористів на будівлю, де знаходиться контора, а також у разі вибуху, пожежі або землетрусу. У спинці крісла заховані куртка з респіратором і шоломом, що захищає від вогню, аптечка, гострий ніж і трос. У куртку вбудований радіомаячок, який полегшує пошук людини під завалами, є також мініатюрний радіоприймач. Сама спинка насаджується на один із підлокітників і перетворюється на лопату для розгрібання завалів. Інший підлокітник може служити як вигнута ломика-фомка для розкриття дверей, що заклинилися, і зрушення різних перешкод. Тільки ніжка з коліщатками, як не дивно, не знайшла жодного надзвичайного застосування.

Інші цікаві новини:

▪ Підтримка DisplayPort у роз'ємі USB Type-C

▪ Професійний монітор RadiForce RX350

▪ Органічні світлодіоди різко подешевшають

▪ Пшеничне морозиво

▪ У Нью-Йорку очікується землетрус

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Цивільний радіозв'язок. Добірка статей

▪ Концепція сучасного природознавства. Конспект лекцій

▪ стаття Як працює вентиль автоматичного регулювання опалення приміщення? Детальна відповідь

▪ стаття Комплектувальник. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Підсилювач потужності на мікросхемі TDA1562 (55 Вт). Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Двотактний інвертор зі зниженим живленням, 190-230/6-27 вольт 6 ампер. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024