Генератор световых импульсов. Дете́кторный приёмник

1)Классификация радиоприёмников

Радиоприёмные устройства делятся  по следующим признакам:

• по основному назначению: радиовещательные, телевизионные, связные, пеленгационные, радиолокационные, для систем радиоуправления, измерительныеи др.;
• по роду работы: радиотелеграфные, радиотелефонные, фототелеграфные и т. д.;
• по виду модуляции, применяемой в канале связи: амплитудная, частотная, фазовая;
• по диапазону принимаемых волн, согласно рекомендациям МККР:
• мириаметровые волны — 100-10 км, (3кГц-30кГц), СДВ
• километровые волны — 10-1 км, (30кГц-300кГц), ДВ
• гектометровые волны — 1000—100 м, (300кГц-3МГц), СВ
• декаметровые волны — 100-10 м, (3МГц-30МГц), КВ
• метровые волны — 10-1 м, (30МГц-300МГц), УКВ
• дециметровые волны — 100-10 см, (300МГц-3ГГц), ДМВ
• сантиметровые волны — 10-1 см, (3ГГц-30ГГц), СМВ
• миллиметровые волны — 10-1 мм, (30ГГц-300ГГц), миллиметровые волны
• приёмник, включающий все широковещательные диапазоны (ДВ, СВ, КВ, УКВ) называют всеволновым.
• по принципу построения приёмного тракта: детекторные, прямого усиления, прямого преобразования, регенеративные, сверхрегенераторы,супергетеродинные с однократным, двукратным или многократным преобразованием частоты;
• по способу обработки сигнала: аналоговые и цифровые;
• по применённой элементной базе: на кристаллическом детекторе, ламповые, транзисторные, на микросхемах;
• по исполнению: автономные и встроенные (в состав др. устройства);
• по месту установки: стационарные, носимые;
• по способу питания: сетевое, автономное или универсальное.

Основные  показатели

• чувствительность
• избирательность (селективность)
• уровень собственных шумов
• динамический диапазон
• помехоустойчивость
• стабильность

В самом общем виде принцип  работы радиоприёмника выглядит так: колебания электромагнитного поля (смесь полезного радиосигнала и помех разного происхождения) наводят в антенне переменный электрический ток; полученные таким образом электрические колебания фильтруются для отделения требуемого сигнала от помех; из сигнала выделяется (детектируется) заключенная в нём полезная информация; полученный в результате сигнал преобразуется в вид, пригодный для использования: звук, изображение на экране телевизора, поток цифровых данных, непрерывный или дискретный сигнал для управления исполнительным устройством (например, телетайпом или рулевой машинкой) и т. д. В зависимости от конструкции приёмника сигнал в его тракте может проходить, кроме детектирования, многоэтапную обработку: фильтрацию по частоте и амплитуде, усиление, преобразование частоты (сдвиг спектра), оцифровкус последующей программной обработкой и преобразованием в аналоговый вид.

История

В 1887 году немецкий физик Генрих Герц построил искровой передатчик радиоволн (радиопередатчик) с катушкой Румкорфа и полуволновой дипольной передающей антенной (первый в мире радиопередатчик радиоволн) и искровой приёмник радиоволн (первый в мире радиоприёмник), осуществил первую в мире радиопередачу и радиоприём радиоволн, доказал существование радиоволн, предсказанное Максвеллом и Фарадеем и изучил некоторые основные свойства радиоволн (прохождение, поглощение, отражение, преломление, интерференция, стоячая волна и др.).

Датой рождения радиоприёма  считается 7 мая 1895 года, когда А. С. Попов продемонстрировал первый в мире радиоприёмник (грозоотметчик) на заседании Русского физико-химического общества. Первая публикация сообщения о «разрядоотметчике Попова» сделана Д. А. Лачиновым во втором издании его учебника «Метеорология и климатология» (июль 1895).

В 1899 построена первая линия связи, протяжённостью 45 км, которая соединяла остров Гогланд и город Котка. В период первой мировой войны начинают применяться электронные лампы и получает развитие приёмник прямого усиления.

В 1917—1918 г. во Франции (Л. Леви), в Германии (В. Шоттки) и в США (Э. Армстронг) был предложен принцип супергетеродинного приёма. Из-за несовершенства тогдашних электронных ламп супергетеродин не мог быть качественно реализован.

В 1929-30гг. с появлением радиоламп  с экранной сеткой (тетродов и пентодов) супергетеродинный приёмник становится основным типом.

В 1950-х — 1960-х годах распространяются транзисторные радиоприёмники. Первый в мире полностью транзисторный коммерческий приёмник Regency TR-1поступил в продажу в США в ноябре 1954 г.

С середины 1970-х гг. начинается широкое применение в приёмниках интегральных микросхем.

В настоящее время радиоприёмники развиваются методом большой  интеграции узлов структурной схемы  и широкого применения цифровой обработки сигналов, принятых на фоне помех.

Детекторный приемник

Презентация

2)НАША СТРАНА-РОДИНА РАДИО.   

7 мая 1895. В этот день  А.С. Попов демонстрировал ученым  на заседании физического отделения  Русского физико-химического общества  изобретенный им прибор, реагирующий  электромагнитные волны. А.С.Попов сказал:  "  В заключение могу выразить надежду, что мой прибор при дальнейшем

усовершенствовании его  может быть к передачи сигналов на расстояния. Трудно назвать более популярный вид научно-технического движения в нашей стране, чем  радиолюбительство. Многочисленный отряд армии радиолюбителей составляют школьники. Радиолюбительство помогает им закреплять  практике знания основ наук, получаемые в школе, приобщает общетехнический кругозор. Через радиолюбительство учащиеся делают первые шаги к познанию основ множества специальностей, связанных с радиотехникой и электроникой.

 Основная задача этих  кружков - подвести школьников  к самостоятельному конструированию  сравнительной несложной приемной  и усилительной радиоаппаратуры, развить их  творческую активность, самостоятельность, целеустремленность, привить навыки выполнения монтажных и наладочных работ.

Знакомство  с кружковцами, вызывая по имени и фамилии и каждого записавшегося в кружок, руководитель знакомит ребят с друг с другом. Затем  знакомит с оборудованием и техническим оснащением лаборатории, правилами безопасного обращения с электроосветительной сетью паяльником, приборами и  аппаратурой, от сети переменного тока.  Простейший радиоприемник.

 Но в программах  радиолюбительского кружка, детекторный  приемник сохранился, потому что  он приставляет собой познавательную  ценность. Детекторный приемник - наипростейшее  радиоприемное устройство. В нем  всего три функциональных элемента; колебательный контур, детектор  и  телефон. Первый из  служит для настройки приемника на несущую частоту радиовещательную станцию, второй для преобразования принятых высокочастотных модулированных в колебаний низкой частоты,   третий - для преобразования колебаний  низкой частоты в колебания воздуха, воспринимаемые нами как звук.  как звук .Элементы, выполняющие такие  же функции, есть в любом радиоприемнике. Без них  вообще  невозможен радиоприем.  Таким образом  сборку детекторного приемника и опыты с ним надо  рассматривать этап на пути к конструированию транзисторного радиовещательного приемника.

 Детекторному приемнику  источник постоянного тока не  нужен. Он работает исключительно  благодаря энергии радиоволн,  преобразованной его антенной  в  энергию модулированных колебаний высокой частоты. Без антенны, желательно наружной, и надежного заземления, являющихся составными элементами колебательного контура, добиться от детекторного приемника сколько-нибудь качественной работы не удастся. Применять нужно хорошую антенну и хорошее заземление.    

 Принципиальная схема  детекторного приемника.       Катушка Л1 конденсатор С1 и подключенные к ним антенна Ан1 и заземление образуют колебательный контур, являющийся селективным (избирательным) устройством приемника. Конденсатор С2, обозначенный на схеме штриховыми линиями, символизирует емкость антенного устройства, входящего в контур. Настройка контура на несущую частоту сигнала радиостанции может, осуществляется как подбором индуктивной катушки  Л!, так и емкости конденсатора С1, что на схеме обозначена звездочками. Подбирать индуктивность катушки можно,  например, изменением числа ее витков или введением в нее высокочастного сердечника. Контурный же конденсатор С1 может быть конденсатором переменной емкости. Роль второго элемента приемника  Д1 может выполнять любой полупроводниковый  точечный диод, например Д9 или Д2 с любым буквенным индексом. Третий элемент - высокоумные головные телефоны Тф1, например ТОН-1, ТА56. Низкомные телефоны (с катушками сопротивлением до 100-150 Ом) для детекторного приемника вообще непригодны.   

Конденсатор С2, подключаемые параллельно телефонам,- вспомогательная деталь. Без него приемник будет работать, но, возможно, несколько плохо. Этот конденсатор может быть бумажным (Мб) ,слюдяным или керамическим (КД,КТ) емкостью 3300-4700.

Наибольший интерес представляет три способа настройки. подбором числа витков катушки и емкости  конденсатора С1, высокочастотным сердечником  катушки ( при неизменной емкости  конденсатором С1 и конденсатором переменной емкости( при неизменной индуктивности катушки Л!

 Катушка контура  намотать на каркасе диаметром 70-75 и высотой 100-110 мм на каркасе намотайте в один слой 250 витков проводом ПЭВ-0,15-0,2мм, делая отводы(в виде петель) через каждые 50 витков

. катушку закрепить. Катушка,  пригодна для контура, рассчитанного  на прием радиовещательных станций  длинноволнового (ДВ) и средневолнового  (СВ.) диапазонов. Ее индуктивность  будет изменяться включением в контур от одной  до всех пяти.

Добившись наилучшей настройки  на волну  этой радиостанции, точно так же  попытайтесь настроить приемник на другую станцию.

Теперь между и контуромЛ1С1 включите конденсатором емкостью 47-51пф.  Улучшилось селективность приемника, значительно ослабли или совсем перестали прослушиваться сигналы близких радиостанций по частоте.

Этот конденсатор ослабил  влияние антенны на настройку  контура. Если до этого в контур входила  емкость антенного устройства (150-300),то теперь она стало  меньше (при последовательном соединении конденсатором общая емкости). При этом не только улучшается селективность приемника, но и несколько расширятся( в сторону более коротких волн) диапазон волн , перекрываемый контур. Конденсатор, выполняющий такую функцию,- обязательная деталь всех простых приемников, рассчитываемых на работу с внешней наружной или комнатной антенной.

Для катушки контура потребуется  отрезок круглого стержня феррита  марки ; 400нн ( используют для магнитных  антенн транзисторных приемников длиною 50-60мм и каркаса длиною35-40мм.Стержень должен с небольшим трением входить каркас и удерживаться в нем . На каркасе намотайте 90-100витков провода 0,15-0,2мм .Намотка однослойная, виток к витку выводы укрепить на каркасе с отводами. Такая катушка расчитана на прием СВ. Настройка такого контура осуществляется только ферритовым стержнем.

Схема колебательного контура  третьего варианта Диапазон волн, перекрываемый  таким контуром, зависит от индуктивности  катушки Л1. Плавная же настройка контура на радиостанции этого диапазона осуществляется только конденсатором переменной емкости С2. Он может быть с твердым или воздушным диэлектриком любой конструкции с наибольшей емкостью 360-450 пФ.  Его роль может также выполнять построечным конденсатор с наибольшей емкостью 110-150 пФ, но в этом случае диапазон волн, перекрываемый контуром ,не сколько уменьшится.  При любой катушки наиболее коротковолновую станцию данного диапазона удастся принять при наименьшей емкости конденсатора С2 .наиболее длинноволновую - при наибольшей емкости этого конденсатора. Варианты,  кажется, разные, а выполняемые ими функция одна: настройка на несущую частоту радиостанции. Что же касается детекторной цепи, то она,  как вы в этом убедились, при любом контуре остается неизменной.

В чем сущность физических процессов, происходящих в цепях простейшего приемника? Разобраться в этом вопросе помогут графики, изображенные на рис. 13: график а иллюстрирует явления в колебательном контуре, график 6 — работу детектора, график в— ток в телефонах. Пока передачи нет, в контуре, настроенном точно на несущую частоту принимаемой станции, под действием радиоволн возникают колебания высокой частоты постоянной амплитуды, а во время передачи — колебания такой же частоты, но изменяющиеся по амплитуде со звуковой частотой.

Работе диода, выполняющего в простейшем приемнике роль детектора, посвящается пятая тема программы кружка. Здесь же лишь скажем, что этот полупроводниковый прибор обладает односторонней электропроводностью: хорошо проводит ток одного направления я плохо (для простоты считаем, что совсем не проводит) ток другого, т. е. обратного направления. При пропускании через диод переменного тока он как бы «срезает» полупериоды обратного направления. В результате в цепи детектора протекает высокочастотный переменный пульсирующий ток. Низкочастотная составляющая тока (огибающая высокочастотные импульсы) проходит через телефоны и преобразуется ими в звук. Для высокочастотной составляющей телефоны оказывают большое сопротивление, и она проходит через конденсатор, включенный параллельно телефонам.

Чем отличается простой транзисторный (или ламповый) приемник от детекторного? В основном только усилительными каскадами, благодаря чему достигается громкий радиоприем. Что же касается сущности детектирования и преобразования сигнала звуковой частоты в звук, во всех приемниках оно осуществляется принципиально одинаково. В заключение — один совет. Громкость звучания головных телефонов детекторного приемника во многом зависит от силы сигнала радиостанции, на волну которой он настроен. При значительном удалении места приема от радиостанции телефоны звучат очень тихо, и опыты с различными контурами могут оказаться не столь эффективными, как хотелось бы. В таком случае к выходу детекторного приемника, параллельно телефонам, желательно подключить какой-либо усилитель НЧ, например усилитель магнитофона, транзисторного или лампового приемника. Это позволит кружковцам следить за работой опытного приемника и делать соответствующие выводы.