Приемники и передатчики.

Главным достоинством длинных волн, является возможность очень устойчивой связи, на большое расстояние - без ретранслятора.

Частоты от 0,3 до 3Мгц - принадлежат средневолновому диапазону, от 3 до 30Мгц - коротковолновому. Волны этих диапазонов способны отражаться от различных слоев ионосферы, что способствует сверхдальней связи, при относительно невысокой мощности передатчика и небольших размерах передающей антенны.

Распостранение радиоволн на большие расстояния за счет пространственных волн объясняется отражением в ионосфере. Наряду с отражением имеет место частичное поглощение, возрастающее с увеличением длины волны.

Отражение и поглощение в ионосфере также связано с концентрацией электронов - величиной непостоянной. Ее изменения носят циклический характер - суточные, сезонные и связанные с 11-летним солнечным циклом, но нередко случаются и внезапные изменения - из за вспышек на солнце и падения метеорных потоков.

Частоты от 30Мгц до 3Ггц - радиоволны ультрокороткого(метрового и дециметрового) диапазона. Радиоволны этого диапазона хорошо поглощаются земной поверхностью и проходят через ионосферу - устойчивая связь возможна до линии горизонта. Плюсом здесь является качественная связь, при крайне малой мощности передатчика - и сответственно,возможности миниатюризации его размеров.

Сверхвысокочастотный диапазон 3 - 30Ггц(сантиметровый) используется для космической связи. Электромагнитные колебания такой частоты по своим свойствам вплотную приближаются к свету. Их можно легко фокусировать с помощью сферических отражателей, для передачи на очень большие расстояния.

Эта схема генератора,сама вполне может служить маломощным передатчиком(при наличии антенны). Электромагнитные колебания генерируемой им частоты, сами по себе не несут никакой полезной информации. Что бы появилась возможность ее передачи, необходимо изменить несущую частоту, промодулировав ее полезным сигналом.

Применяются три вида модуляции - амплитудная, частотная и фазная. При амплитудной модуляции меняется амплитуда несущей частоты, в такт с амплитудой информационного сигнала. Частотная модуляция обуславливает девиацию (отклонения) несущей частоты в такт с амплитудой полезного сигнала. При фазной модуляции, подобное происходит соответственно, с фазой колебаний несущей частоты.

Процесс модуляции осуществляется с помощью различных электронных схем. Например, для частотной модуляции необходимо воздействовать на такие параметры задающего генератора, как емкость или индуктивность его колебательного контура. Если подать на переход база - эмиттер транзистора переменное напряжение низкой частоты, это вызовет изменение его емкости, с периодом поданной частоты. Соответственно, произойдет частотная модуляция задающего генератора.

Если собрать подобную схему, используя самые распостраненные высокочастотные транзисторы (например кт315), микрофон динамического типа, можно получить простейший радиомикрофон. С катушкой L1, состоящей из одного витка одножильного провода диаметром 1-1,5 см, он будет перекрывать радиовещательный диапазон FM.

Сигнал от такого устройства можно принимать на расстоянии от 50, до 150 метров, в зависимости от чувствительности используемого приемника. Точная подстройка осуществляется конденсатором С5.
Устройства для прослушки - жучки, собирают по схожим схемам.
Если требуется большая дальность передачи, сигнал задающего генератора необходимо дополнительно усилить, с помощью выходного усилителя мощности и подать на передающую антенну.

Пространство буквально набито электромагнитными колебаниями разной длины и силы. Первоочередной задачей радиоприема является выделение из этой массы сигнала определенной радиостанции. Входные цепи приемника содержат в себе селектор, на основе колебательного контура. Настроенный на определенную частоту он хорошо пропускает сигнал радиостанции, на этой частоте транслирующей.

Детекторный приемник самое простое устройство, позволяющее произвести прием радиовещательных радиостанций, использующих амплитудную модуляцию. Классический детекторный приемник рассчитанный на прием в диапазоне длинных и средних волн состоит из колебательного контура, амплитудного детектора, собранного на одном диоде и высокоомных головных телефонов (наушников, говоря по-просту). Рисунок иллюстрирующий принцип работы амплитудного детектора

На рисунке диод "обрезает" отрицательную составляющую радиосигнала. Затем, фильтрующая емкость производит выделение огибающей выпрямленного сигнала высокой частоты - получается сигнал низкой частоты. Вот так, может выглядеть схема реального детектороного приемника.

В качестве колебательного контура можно использовать конденсатор переменной емкости(C1), от любого неисправного промышленного приемника и магнитную антенну от него же. Наушники - старинные головные телефоны ТОН-2.

Без внешней антенны и заземления можно обойтись, модернизировав детекторный приемник - добавив к нему усилитель высокой частоты(УВЧ).

Такое устройство называется - приемник прямого усиления. Теперь приемник уже не нуждается во внешней антенне и заземлении - напряжения усиленного сигнала, полученного с магнитной антенны достаточно, для работы детектора. Добавив усилитель звуковой частоты(УЗЧ) и динамик, получим почти полноценный карманный транзисторный приемник, позволяющий прослушивать радиопередачи, без наушников.

Почему почти? Селективность(избирательность)входного контура такого приемника невысока, и в случаe приема нескольких радиостанций близкого диапазона, их сигналы будут сильно мешать друг - другу.

Эта проблема становится тем актуальней, чем меньше длина волн перекрываемого диапазона. Практически, диапазон коротких волн - уже не доступен для приемников, собранных по такой схеме. Кроме того, поднимать чувствительность до необходимых пределов, с помощью широкополосных высокочастотных каскадов крайне сложно, из-за их самовозбуждения.

Супергетеродин, приемник с преобразованием частоты - это наиболее распостраненная схема. Она содержит в себе маломощный генератор колебаний промежуточной частоты - гетеродин.

Частота генерации гетеродина меняется одновременно с изменением настройки входной частоты. Для этого применяется двухсекционный конденсатор переменной емкости - одна секция использована в входном колебательном контуре, вторая - в контуре гетеродина.

Причем, гетеродин настроен так, что разница между собственной его частотой и частотой радиосигнала остается примерно неизменной на протяжении всего перестраевомого диапазона. Это и есть промежуточная частота, которая выделяется в смесителе - каскаде где обе частоты встречаются. Причем, полученная таким образом промежуточная частота оказывается промодулированой полезным сигналом.

Далее, происходит усиление промежуточной частоты каскадами усилителя промежуточной частоты. Такие каскады имеют повышенный коэффициент усиления только на этой частоте, что исключает самовозбуждение усилителя. После усиления промежуточной частоты, происходит детектирование и окончательное усиление полезного сигнала. Супергетеродин обеспечивает высокую селективность и достаточную чувствительность для работы во всех радиовещательных диапазонах.

Кроме того, появляется возможность приема и детектирования частотно - модулированных сигналов на частотах УКВ, что значительно улушает качество воспроизведения звука. Самая распостраненная схема частотного детектора - балансная, содержит в себе два контура, настроенных на несущую частоту с некоторым отклонением - слегка рассогласоваными. Частота первого из них настраивается несколько выше, а второго - несколько ниже промежуточной частоты.

Модулированная промежуточная частота отклоняясь от своего среднего значения наводит колебания(может быть - звуковые) полезного сигнала выделяемые на резисторах R1 и R2.

Приемник прямого преобразования.