Cum funcționează emițătorul. Comunicare radio. Tipuri de unde radio și intervale de frecvență

În exemplu, luăm în considerare receptorul radio Mountaineer, model - 321 \foto nr. 1\. Pe panoul frontal sunt:

comutator de gamă pentru unde lungi și medii;
comutator radio cu control de volum

și un buton de acordare.

Pe peretele din spate al receptorului există prize pentru conectarea:

antenă externă;

împământare;

căștile

și o priză pentru conectarea unui conector cu un fir de la sursa de alimentare \foto nr. 2\. Radioul aparține clasei a treia, fabricat în 1982.

Componente si piese - Receptor Mountaineer

Pentru a inspecta piesele și structura internă a receptorului, trebuie să deșurubați doar două șuruburi \foto nr. 3, foto nr. 4\, ale căror capete de șurub sunt făcute pentru a se potrivi cu o șurubelniță cu cap plat.

Principalele componente și părți ale receptorului Alpinist-321 sunt situate pe placa de circuit imprimat \foto nr. 5\. Corpul receptorului în sine este fabricat din polistiren. La nodurile receptor radio include scheme electrice plăci de circuite imprimate:

alimentare electrică;

unitate VHF;

bloc ULF;

bloc KSDV

Piesele receptorului \componentele radio\ includ:

rezistențe;

condensatoare;

placa de circuit imprimat;

transformator de putere

și piesele montate pe o placă de circuit imprimat necesare pentru stabilizarea și redresarea curentului. Adică pe lângă transformator de putere, - de obicei, o astfel de schemă constă din mai multe:

rezistențe;

tranzistoare

si un condensator.

Indicarea detaliilor - pe placa receptorului

Pe patru fotografii \foto nr. 6,7,8,9\ ale receptorului Alpinist-321, bobinele circuitelor de intrare sunt indicate cu un stilou:

pentru unde lungi \L3\;

pentru unde medii \L1\

și două bobine de comunicare:

Toate bobinele sunt înfăşurate tijă de ferită antenă magnetică. O antenă magnetică pentru acest receptor este necesară pentru a recepționa unde radio în două intervale - unde lungi și medii.

Și pentru a face acest lucru mai clar, să comparăm fotografiile \6,7,8,9\ cu designul unei antene magnetice pentru un receptor radio:

proiectarea antenei magnetice

Fotografia nr. 10 arată axa butonului de reglare. Folosind un dispozitiv vernier \transmission ratio mechanics\, forța este transmisă pentru a roti scripetele KPI - condensator capacitate variabila.

Acționarea dispozitivului vernier transmite mișcarea acestuia către indicatorul scalei, unde, la observarea vizuală a scalei, observăm frecvența semnalului recepționat pe care l-am setat. \foto nr. 11\.

Comutatorul de gamă comută semnalul recepționat pentru unde lungi și medii \foto nr. 12\.

Reglarea receptorului la frecvența de care avem nevoie este efectuată de o cutie de viteze cu două secțiuni. Astfel de blocuri, în designul lor, pot arăta fie ca un aer, fie ca un dielectric solid. Pentru acest receptor, dielectricul este aer, a cărui capacitate variază de la 9 la 280 picofarads \foto nr. 13,14\.

În general, această componentă radio se numește - condensator variabil, al cărui design include părți mobile și fixe ale plăcilor:

rotor - parte în mișcare;

stator - parte staționară

desene.

Indicarea detaliilor pe diagramă

În diagramă, condensatorul variabil arată astfel \foto nr. 15,16\:

Adică, pentru acest circuit putem observa că doi condensatori sunt conectați printr-o linie punctată și sunt, în general, un condensator cu două secțiuni.

Axă controlul volumului cand se roteste rezistenta in circuit se modifica \foto nr 17,18\. ÎN schiță generală, controlul volumului acționează ca un reostat.

În circuitele radio \foto nr. 19,20\, controlul volumului are denumire grafică ca rezistor variabil, cu ajutorul căruia rezistența din circuit este controlată fără probleme. Din rezistor variabil\foto nr. 19\ după cum puteți vedea, linia punctată se extinde până la cheia de închidere și deschidere \fotografie nr. 20\. Din această denumire rezultă că controlul volumului nu numai că reglează sunetul, ci și pornește și oprește receptorul.

Următorul fragment al diagramei \foto nr. 21\ prezintă un compartiment cu baterii de 9 V. Acest compartiment, după cum se poate observa din diagramă, are o conexiune de contact detașabilă cu circuitul receptor.

Pe placa de circuit imprimat \foto nr. 22,23\ sunt indicate cu un stilou - condensatoare variabile trimmer containere Corpul condensatorului este realizat din ceramică cu un dielectric solid. Capacitatea condensatoarelor de reglare este mică și de obicei variază de la 1,5 la 20 de picofaradi, care sunt reglate din fabrică. Dacă te uiți cu atenție, lângă condensatoare sunt indicate numele lor - C1, C2. În continuare, uită-te la diagramă.

În consecință, astfel de condensatori de reglaj cu capacitate variabilă în circuit sunt desemnați după cum urmează \foto nr. 24,25\, a căror capacitate variază de la 5 la 20 picofarads \așa cum este indicat în diagramă\. Condensatoarele indicate \C1, C2\, după cum se poate vedea din diagramă, sunt conectate circuite de intrare antenă magnetică.

Două fotografii ale plăcii de circuit imprimat \foto nr. 26,27\ indică tăiați rezistențele cu reglare lină. Reglarea unor astfel de rezistențe se efectuează și în fabrică, în timpul fabricării receptorului.

Este ușor să trimiți munca ta bună la baza de cunoștințe. Utilizați formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

Postat pe http://www.allbest.ru/

Principii de funcționare a transmisiei radiocontor și receptor radio

tensiune emițător radio receptor radio

Emisiune radiotchik (dispozitiv de transmisie radio)- dispozitive pentru generarea de semnale radio destinate transmiterii de informații la distanță folosind unde radio. Generați semnale radio de la caracteristici date, necesare pentru funcționarea echipamentelor radio specifice. sisteme și le radiază în spațiu.

Din punct de vedere funcțional, emițătorul radio este format din următoarele părți:

Orice sistem de comunicații radio include dispozitive de transmisie radio, ale căror funcții includ conversia energiei de curent continuu din sursele de energie în vibratii electromagneticeși controlul acestor fluctuații.

Transferul de energie prin comunicație radio este utilizat pe scară largă în controlul obiectelor automate.

Principalele dispozitive de comunicație radio sunt un transmițător radio și un receptor radio. Emițătorul radio este conceput pentru a crea un semnal de înaltă frecvență, ai cărui parametri (frecvență, amplitudine sau fază) se modifică conform legii corespunzătoare informațiilor transmise. Frecvența semnalului de înaltă frecvență se numește purtătoare. Primele transmițătoare radio ale principiului de funcționare a scânteii bazate pe bobina Ruhmkorff au fost foarte simple în design - o descărcare de scânteie a servit ca emițător de unde radio, iar o cheie telegrafică a servit ca modulator. Cu ajutorul unui astfel de transmițător radio, informațiile au fost transmise în formă discretă codificată - de exemplu, cod Morse sau alt set convențional de semnale. Dezavantajele unui astfel de transmițător radio erau relativ putere mare, necesar pentru emisia eficientă a undelor radio printr-o descărcare de scânteie, precum și gama foarte largă de frecvență radio a undelor emise de aceasta. Ca urmare, funcționarea simultană a mai multor emițătoare de scânteie situate în apropiere a fost practic imposibilă din cauza interferenței semnalelor lor.

Un transmițător radio modern este format din următoarele părți structurale:

· oscilator de frecvență principală (fix sau reglabil) al undei purtătoare;

· un dispozitiv modulator care modifică parametrii undei emise (amplitudine, frecvență, fază sau mai mulți parametri simultan) în conformitate cu semnalul care trebuie transmis (adesea oscilatorul principal și modulatorul sunt executate într-un singur bloc - excitatorul) ;

· amplificator de putere, care crește puterea semnalului excitatorului la nivelul necesar datorită sursă externă energie;

· un dispozitiv de potrivire care asigură cel mai eficient transfer al puterii amplificatorului către antenă;

· antenă care furnizează semnal de radiație.

Radio- un dispozitiv conectat la o antenă și utilizat pentru recepția radio.

Un receptor radio (dispozitiv de recepție radio) este un dispozitiv pentru recepția undelor electromagnetice ale domeniului radio (adică cu o lungime de undă de la câteva mii de metri la fracțiuni de milimetru) cu conversia ulterioară a informațiilor conținute în ele într-o formă în care ar putea fi folosit.

Clasificarea receptoarelor radio

Dispozitivele de recepție radio sunt împărțite în funcție de următoarele caracteristici:

· în scopul principal: radiodifuziune, televiziune, comunicații, goniometru, radar, pentru sisteme de radiocomandă, măsurare etc.;

· după tipul de muncă: radiotelegraf, radiotelefon, fototelegraf etc.;

· după tipul de modulaţie utilizat în canalul de comunicaţie: amplitudine, frecvenţă, fază;

· în funcție de gama undelor recepționate, conform recomandărilor CCIR:

· unde miriametre - 100-10 km, (3 kHz-30 kHz), VHF

· unde kilometrice -- 10-1 km, (30 kHz-300 kHz), LW

· unde hectometrice -- 1000--100 m, (300 kHz-3 MHz), NE

· unde decametre - 100-10 m, (3 MHz-30 MHz), HF

· unde metru -- 10-1 m, (30 MHz-300 MHz), VHF

· unde decimetrice - 100-10 cm, (300 MHz-3 GHz), UHF

· unde centimetrice -- 10-1 cm, (3 GHz-30 GHz), SMV

· unde milimetrice -- 10-1 mm, (30 GHz-300 GHz), MMV

Este apelat un receptor care include toate benzile de difuzare (LW, MW, HF, VHF). tot-undă.

· bazat pe principiul construcţiei calea de primire: detector, amplificare directă, conversie directă, regenerativă, super-regenerator, superheterodină cu conversie de frecvență simplă, dublă sau multiplă;

· prin metoda de procesare a semnalului: analog si digital;

· dupa baza elementului aplicat: pe un detector cu cristal, tub, tranzistor, pe microcircuite;

· conform designului: stand-alone și încorporat (ca parte a altor dispozitive);

· la locul de instalare: staționar, portabil;

· după metoda de alimentare: în rețea, autonomă sau universală.

Un element care influențează vibrațiile frecventa inalta, se numește modulator. Modulatorul este o parte integrantă a transmițătorului radio, deoarece generează un semnal de informare care trebuie transmis la o distanță. Vibrațiile de înaltă frecvență modulate sunt amplificate de un amplificator de putere și radiate în spațiul înconjurător folosind o antenă.

Scăderea intensității câmpului și, prin urmare, a fluxului de energie transferat de o undă radio de-a lungul suprafeței Pământului (unda de sol), se datorează conductivității suprafeței din această regiune. Un flux de energie apare de-a lungul suprafeței conductoare, direcționat în mediul conducător și care se descompune rapid pe măsură ce se propagă prin acesta. Adâncimea de pătrundere a undei radio în scoarța terestră este determinată de grosimea stratului și, prin urmare, crește odată cu creșterea lungimii de undă. Prin urmare, undele radio lungi și ultralungi sunt utilizate pentru comunicațiile radio subterane și subacvatice. deoarece Cum număr mai mare ciocniri, cea mai mare parte a energiei primite de electron din unde se transformă în căldură. Prin urmare, absorbția este mai mare în partea inferioară. zone ale ionosferei unde v este mai mare, deoarece densitate mai mare a gazului. Pe măsură ce frecvența crește, absorbția scade. Unde scurte experimenta o absorbție slabă și răspândire la distante mari. Prin urmare, undele scurte sunt folosite pentru transmisie

Unde scurte (3-30 MHz), tot ca urmare a reflectării lor din ionosferă, comunicarea este posibilă atât la distanțe scurte, cât și la distanțe lungi, cu un nivel de putere a transmițătorului semnificativ mai scăzut și mult mai mult antene simple decât în intervalele de frecvenţă mai joase.

Postat pe Allbest.ru

Documente similare

Sisteme de transmitere a informațiilor folosind inginerie radio și dispozitive radio-electronice. Conceptul, clasificarea undelor radio, caracteristicile propagării și raza de acțiune a acestora. Factori care afectează gama și calitatea undelor radio. Refracția și interferența undelor radio.

rezumat, adăugat 27.03.2009

Dispozitive de transmisie radio, scopul și principiul lor de funcționare. Elaborarea unei scheme bloc a unui transmițător radio, definiția acestuia element de bază. Calculul electric și determinarea consumului de energie al unui transmițător radio. Siguranța muncii atunci când lucrați cu dispozitivul.

lucrare curs, adăugată 01.11.2013

Concepte de bază și clasificare a aparatelor de măsurare a tensiunii câmp electromagneticși interferențe. Măsurarea intensității câmpului electromagnetic. Metoda antenei de referință. Metoda de comparare. Receptoare de măsurare și contoare de intensitate a câmpului.

rezumat, adăugat 23.01.2009

Undele radio care călătoresc de-a lungul suprafata pamantului de la emițătorul radio la receptor, fără a folosi straturile superioare ale atmosferei. Unde electromagnetice cu frecvențe utilizate în comunicațiile radio tradiționale. Avantajele lucrului pe unde scurte.

prezentare, adaugat 13.03.2015

Schema bloc a unui emițător radio mobil cu modulație unghiulară. Calculul unui filtru trece-bandă, oscilator de referință (cuarț), limitator de amplitudine, integrator. Calculul electric al unui modulator de fază. Schema schematică a unui transmițător radio.

lucrare curs, adăugată 05/04/2013

Principii de selectare a numărului necesar de tranzistori și cascade și calculele energetice ale acestora. Realizare structurală și electrică scheme de circuite transmițător radio. Calculul unui multiplicator de frecvență, oscilator LC cu stabilizare parametrică a frecvenței.

lucrare curs, adaugat 26.05.2014

Scopul receptoarelor radio pentru recepția și redarea analogice și semnale digitale. Clasificarea dispozitivelor receptoare în funcție de principiul lor de funcționare. Construcția de receptoare VHF. Circuit receptor superheterodin. Calculul mixerului radio VHF.

teză, adăugată 06.05.2012

Schema bloc a dispozitivului. Emițător radio miniatural de microputere: clasificare după scop; selectarea gamei de indicatori de fiabilitate specificați; stabilirea criteriilor de eşec şi a stărilor limită. Calculul indicatorilor de menținere.

lucrare de curs, adăugată 03.04.2011

Clasificarea surselor de interferențe radio industriale. Mediul lor de distribuție. Suprimarea interferențelor radio industriale. Manifestarea lor într-un transmițător radio. Crearea celei mai mari intensități de câmp a interferențelor radio industriale de către liniile de transmisie și echipamentele acestora.

rezumat, adăugat 22.10.2009

Dispozitiv scheme generale organizații de comunicații radio. Caracteristicile unui sistem de transmisie de informații radio în care semnalele de telecomunicații sunt transmise prin unde radio către spatiu deschis. Caracteristici de propagare și zone de aplicare a undelor decametre.

Pagini de istorie

Radio (lat. radio - Emit, emit raze rază - rază) - varietate comunicare fără fir, în care undele radio, care se propagă liber în spațiu, sunt folosite ca purtător de semnal.

Principiul de funcționare

Transmisia are loc astfel: pe partea de transmisie este generat un semnal cu caracteristicile cerute (frecventa si amplitudinea semnalului). Mai departe transmis semnal modulează o oscilație de frecvență mai mare (purtător). Semnalul modulat rezultat este radiat în spațiu de către antenă. Pe partea de recepție a undei radio, un semnal modulat este indus în antenă, după care este demodulat (detectat) și filtrat de un filtru trece-jos (scăpând astfel componenta de înaltă frecvență - purtătorul). semnalul modulat rezultat este radiat de antenă în spațiu.
Pe partea de recepție a undei radio, în antenă este indus un semnal modulat, după care este demodulat (detectat) și filtrat de un filtru trece-jos (scăpând astfel componenta de înaltă frecvență, purtătoarea). Astfel, se extrage semnalul util. Semnalul primit poate diferi ușor de cel transmis de emițător (distorsiune datorată interferențelor și interferențelor).

Intervalele de frecventa
Grila de frecvențe utilizată în comunicațiile radio este împărțită în mod convențional în domenii:

Unde lungi (LW) - f = 150-450 kHz ( l = 2000-670 m)
Unde medii (MV) - f = 500-1600 kHz ( l = 600-190 m)
Unde scurte (HF) - f = 3-30 MHz ( l = 100-10 m)
Unde ultrascurte (VHF) - f = 30 MHz - 300 MHz ( l = 10-1 m)
Frecvențe înalte (gamă HF-centimetru) - f = 300 MHz - 3 GHz ( l = 1-0,1 m)
Frecvențe extrem de înalte (EHF - gama milimetrică) - f = 3 GHz - 30 GHz ( l = 0,1-0,01 m)
Frecvențe hiper-înalte (HHF - interval micrometru) - f = 30 GHz - 300 GHz ( l = 0,01-0,001 m)

În funcție de gamă unde radio au propriile caracteristici și legi de distribuție:

LW-urile sunt puternic absorbite de ionosferă, principala importanță este undele de sol care se propagă în jurul pământului. Intensitatea lor scade relativ rapid pe măsură ce se îndepărtează de transmițător.
SW sunt puternic absorbite de ionosferă în timpul zilei, iar zona de acțiune este determinată de unda solului seara, sunt bine reflectate de ionosferă, iar zona de acțiune este determinată de unda reflectată;
HF se propagă exclusiv prin reflexie de către ionosferă, deci există o așa-numită zonă de tăcere radio în jurul emițătorului. În timpul zilei, undele mai scurte (30 MHz) călătoresc mai bine, iar noaptea, undele mai lungi (3 MHz). Undele scurte pot călători pe distanțe mari m e distanțe la putere scăzută a transmițătorului.
VHF se propagă în linie dreaptă și, de regulă, nu este reflectată de ionosferă. Se îndoaie cu ușurință în jurul obstacolelor și au o capacitate mare de penetrare.
HF nu se îndoaie în jurul obstacolelor și se propagă în linia de vedere. Folosit în WiFi, comunicatii celulare etc.
EHF nu se îndoaie în jurul obstacolelor, sunt reflectate de majoritatea obstacolelor și se propagă în linia de vedere. Folosit pentru comunicații prin satelit.
Frecvențele hiper-înalte nu se îndoaie în jurul obstacolelor, sunt reflectate ca lumina și se răspândesc în linia vizuală. Utilizarea este limitată.

Propagarea radio

Undele radio se propagă în vid și în atmosferă; suprafața pământului și apa sunt opace pentru ele. Cu toate acestea, datorită efectelor difracţie şi reflexii, comunicarea este posibila intre punctele de pe suprafata pamantului care nu au vizibilitate directa (in special cele situate la mare distanta).
Propagarea undelor radio de la o sursă la un receptor poate avea loc în mai multe moduri simultan. Această distribuție se numeștemulticale. Datorită căilor multiple și modificărilor parametrilor de mediu, decolorare ) - modificarea în timp a nivelului semnalului primit. Cu calea multiplă, se produce o modificare a nivelului semnalului din cauza interferenței, adică la punctul de recepție, câmpul electromagnetic este suma undelor radio deplasate în timp ale intervalului.

Efecte speciale

Efectul antipod - un semnal radio poate fi bine receptat într-un punct de pe suprafața pământului aproximativ opus transmițătorului.
Exemple descrise:

comunicarea radio a lui E. Krenkel (RPX), care se afla pe Ținutul Franz Josef la 12 ianuarie 1930. cu Antarctica (WFA).
comunicare radio a plutei Kon-Tiki (aproximativ 6° S 60° V) din Oslo, transmițător de 6 Watt.
ecou de la un val care călătorește în jurul Pământului (întârziere fixă)
un efect rar observat și prost înțeles al LDE (Long Delay Echo).
Efect Doppler O modificare a frecvenței (lungimea de undă) în funcție de viteza de apropiere (sau distanța) a emițătorului de semnal în raport cu receptorul. Pe măsură ce se apropie unul de celălalt, frecvența crește, iar pe măsură ce se depărtează, ea scade.

Comunicațiile radio pot fi împărțite în comunicații radio fără utilizarea repetitoarelor în funcție de lungimile de undă:

Conexiune SDV
Comunicare DV
Comunicarea NE
Comunicare HF
Comunicare HF prin undă de sol (de suprafață).
Comunicare HF prin undă ionosferică (unda cerului).
Comunicare VHF
Comunicare VHF prin linie vizuală
comunicare troposferică
Folosind repetitoare:
comunicatii prin satelit,
Comunicare prin releu radio,
Conexiune celulară.

Utilizarea transmisiei în flux

Conținutul transmis în flux este cel mai potrivit pentru scenarii asemănătoare navigării program de televiziune, cu conținut gestionat și transmis în flux de la punctul sursă sau de la server. Acest tip de punct de publicare este cel mai adesea folosit pentru a transmite date în flux live de la codificatoare, servere la distanță sau alte puncte de publicare difuzate. Dacă un client se conectează la un punct de publicare de difuzare, acesta primește date de difuzare care au început deja difuzarea. De exemplu, dacă o întâlnire a companiei începe difuzarea la ora 10:00 a.m., clienții care se conectează la ora 10:18 a.m. vor pierde doar primele 18 minute ale întâlnirii. Clienții pot porni și opri un flux, dar nu îl pot întrerupe, înainte rapid, derula înapoi sau îl omite.
În plus, la punctul de publicare de difuzare puteți efectua streaming fișiere și liste de redare de fișiere. Dacă sursa fișierului este un punct de publicare de difuzare, serverul difuzează fișierul sau lista de redare ca flux de difuzare. Cu toate acestea, playerul nu poate controla redarea, așa cum este cazul unui flux la cerere. Utilizatorii primesc date de transmisie codificate în direct. Clienții încep să reda fluxul deja transmis.
În mod obișnuit, un punct de publicare de difuzare începe difuzarea imediată la pornire și continuă transmiterea până când este oprit sau conținutul se epuizează.
Conținutul dintr-un punct de publicare de difuzare poate fi furnizat ca flux unicast sau multicast. Fluxul de la punctul de publicare difuzat poate fi salvat ca fișier de arhivă și apoi oferit utilizatorii finali ca o reluare a datelor transmise originale la cerere.

Comunicații radio civile

Deciziile SCRF a Rusiei (Comisia de Stat pentru Frecvențe Radio) pentru comunicații civile prin fizice și persoane juridice pe teritoriu Federația Rusă Există 3 grupuri de frecvență:

27 MHz (CB, „Citizens’ Band”, bandă civilă), cu o putere de ieșire permisă a transmițătorului de până la 10W. Radiourile auto din gama de 27 MHz sunt utilizate pe scară largă pentru organizarea comunicațiilor radio în serviciile de taxi și pentru comunicarea între șoferii de camioane;
433 MHz (LPD, „Low Power Device”), 69 de canale sunt alocate pentru radiouri cu o putere de ieșire a emițătorului de cel mult 0,01 W;
446 MHz (PMR, „Personal Mobile Radio”), 8 canale sunt alocate pentru radiouri cu o putere de ieșire a emițătorului de cel mult 0,5 W.

Radioul este folosit în retele de calculatoare AMPRNet, în care conexiunea este asigurată de posturile de radio amatori.

Comunicații radio amatori

Comunicațiile radio amator sunt un hobby tehnic cu mai multe fațete, exprimat în realizarea comunicațiilor radio în intervalele de frecvență radio desemnate în acest scop. Acest hobby poate fi axat către una sau alta componentă, de exemplu:

proiectare și construcție de echipamente și antene de recepție și transmisie pentru amatori;
participarea la diverse competiții de comunicații radio (radiosport);
colectarea bonurilor de chitanță transmise ca confirmare a comunicațiilor radio și/sau diplome eliberate pentru efectuarea anumitor comunicări;
căutarea și efectuarea de comunicații radio cu posturi de radio amatori care operează din locații îndepărtate sau din locații din care operează rar posturi de radio amatori ( DXing);
ceva de lucru anumite tipuri radiații (telegrafie, telefonie cu modulație în bandă unică sau în frecvență, comunicații digitale);
comunicare pe VHF folosind reflectarea undelor radio de pe Lună (EME), din zona aurora („Aurora”), din ploile de meteori, cu releu prin sateliti radioamatori;
operarea cu putere redusă de transmisie (QRP), pe cele mai simple echipamente;
participarea la expediții radio - mergând în aer din locuri și teritorii îndepărtate și greu accesibile ale planetei, unde nu există radioamatori activi.

Proiectarea și principiul de funcționare al receptorului radio

A. S. Popova

Finalizat: student 11 clasa „b”.

Ovchinnikova Yu.

Verificat: profesor de fizică

Gavrilkova I. Yu.

Nou Oskol 2003

PLAN:

1. Primul receptor radio al lui Popov.

2. Îmbunătățirea radioului de către Popov.

3. Radiouri moderne.

Primul receptor radio al lui Popov.

După ce a fost descoperită electricitatea, ei au învățat să transmită semnale electrice prin fire, purtând telegrame și vorbire în direct. Dar nu poți întinde firele telefonice și telegrafice în spatele unei nave sau a unui avion, în spatele unui tren sau al unei mașini.

Și aici radioul a ajutat oamenii (tradus din latină radio înseamnă „a radia”; are o rădăcină comună cu alte cuvinte latine rază - „rază”). Pentru a transmite un mesaj fără fir, aveți nevoie doar de un transmițător radio și un receptor radio, care sunt conectate prin unde electromagnetice - unde radio emise de transmițător și recepționate de receptor.

unde electromagnetice

număr mare

Diverși oameni de știință au adus contribuții importante la dezvoltarea ingineriei radio: H. Ernest, M. Faraday, J. Maxwell și alții. Un fizician german a fost primul care a obținut și studiat cele mai lungi unde electromagnetice.

G. Hertz în 1888 A. S. Popov, pe baza rezultatelor lui Hertz, a creat, după cum sa menționat deja, un dispozitiv pentru detectarea și înregistrarea oscilațiilor electrice - un receptor radio.

La 25 aprilie (7 mai), 1895, la o reuniune a Societății de Fiziochimice, Popov a făcut un raport „Despre relația pulberilor metalice cu vibrațiile electrice”, în care a subliniat principalele idei despre dispozitivul său sensibil pentru detectarea și înregistrarea electromagnetică. vibratii. Acest dispozitiv a fost numit detector de fulgere. Dispozitivul conține toate părțile principale ale unui receptor radio de radiotelegrafie cu scânteie, inclusiv o antenă și împământare.

Detector de fulgere A. S. Popova.

Primul receptor radio avea un dispozitiv foarte simplu: o baterie, un sonerie electrică, un releu electromagnetic și un coerer (din cuvânt latin cogerentia - coeziunea). Acest dispozitiv este un tub de sticlă cu doi electrozi. Tubul conține mici pilituri de metal. Funcționarea dispozitivului se bazează pe efectul descărcărilor electrice asupra pulberilor metalice. În condiții normale, cohererul are o rezistență mare, deoarece rumegușul are contact prost unul cu altul. Unda electromagnetică care sosește creează în coherer AC frecventa inalta. Cele mai mici scântei sar printre rumeguș, care sinterizează rumegușul. Ca urmare, rezistența coererului scade brusc (în experimentele lui A.S. Popov de la 100.000 la 1000 - 500 ohmi, adică de 100-200 de ori). Puteți readuce dispozitivul la rezistență ridicată din nou scuturându-l. Pentru a asigura recepția automată, este necesară implementarea comunicației fără fir, A.S. Popov a folosit un dispozitiv de sonerie pentru a agita cohererul după ce a primit un semnal. Sub influența undelor radio recepționate de antenă, pilitura de metal din coerer a aderat și a început să transmită curent electric de la baterie. S-a declanșat releul, declanșând soneria, iar cohererul a primit o „scuturare ușoară”, aderența dintre piliturile metalice din coherer s-a slăbit, iar următorul semnal a fost primit.

Primul receptor radio al lui A. S. Popov (1895)

Emițătorul a fost un eclator care a excitat oscilații electromagnetice în antenă, pe care Popov a fost primul din lume care a folosit-o pentru comunicațiile fără fir. Pentru a crește sensibilitatea dispozitivului, A.S. Popov a împământat unul dintre bornele coerente și l-a conectat pe celălalt la o bucată de sârmă foarte ridicată, creând primul antenă de recepție pentru comunicații fără fir. Împământarea transformă suprafața conductivă a pământului într-o parte a unui circuit oscilant deschis, ceea ce mărește domeniul de recepție.

Schema receptorului radio al lui A. S. Popov, realizată de acesta: N – contact de sonerie; A, B – apeluri coerente; C – contact releu; PQ – bornele bateriei, M – contact antenă.

Principiul de funcționare al emițătorului și receptorului lui Popov poate fi demonstrat folosind o instalație în care un dipol cu un coerer este conectat la o baterie printr-un galvanometru.

În momentul recepționării unei unde electromagnetice, rezistența coererului scade, iar curentul din circuit crește atât de mult încât acul galvanometrului se deviază la scara maximă. Pentru a nu mai primi semnalul, piliile coerente trebuie scuturate, de exemplu, atingând ușor un creion. În stația de recepție a lui Popov, această operațiune a fost efectuată automat cu ciocanul unui clopoțel electric.

Schema de demonstrare a principiului de functionare al receptorului Popov: K – coherer, B – baterie.

Îmbunătățirea radioului de către Popov.

Popov a dedicat mult timp și efort pentru a-și îmbunătăți receptorul radio. Scopul său imediat a fost să construiască un dispozitiv pentru transmiterea semnalelor pe distanțe lungi.

Inițial, comunicarea radio a fost stabilită la o distanță de 250 m Lucrând neobosit la invenția sa, Popov a obținut în curând o rază de comunicare de peste 600 m. Apoi, în timpul manevrelor Flotei Mării Negre. omul de știință a stabilit comunicația radio la o distanță de peste 20 km, iar în 1901. Raza de comunicare radio era deja de 150 km. A jucat un rol important în acest sens design nou transmiţător. Eclatorul a fost plasat într-un circuit oscilant, cuplat inductiv la antena de transmisie și reglat în rezonanță cu aceasta. Metodele de înregistrare a semnalului s-au schimbat semnificativ. În același timp, apelul a fost pornit aparat telegrafic, permis să conducă înregistrare automată semnale. În 1899 s-a descoperit posibilitatea de a primi semnale cu ajutorul unui telefon.

La 5 ani de la construirea primului receptor, o linie obișnuită de comunicație fără fir a început să funcționeze pe o distanță de 40 de kilometri. Datorită programului transmis prin această linie în iarna anului 1900, spărgătorul de gheață Ermak a îndepărtat pescarii de pe slot de gheață care fuseseră duși la mare de furtună. Radioul, care și-a început istoria practică prin salvarea oamenilor, a devenit o nouă formă progresivă de comunicare a secolului XX.

Radiouri moderne.

Deși receptoarele radio moderne seamănă foarte puțin cu receptorul lui Popov, principiile de bază ale funcționării lor sunt aceleași ca și în dispozitivul său. Un receptor modern are și o antenă în care unda de intrare produce oscilații electromagnetice foarte slabe. Ca și în receptorul lui A. S. Popov, energia acestor oscilații nu este utilizată direct pentru recepție. Semnale slabe Ei controlează doar sursele de energie care alimentează circuitele ulterioare. În prezent, un astfel de control se realizează folosind dispozitive semiconductoare.

Schema de circuit a unui receptor radio simplu.

Receptoarele radio moderne detectează și recuperează informatiile transmise. Ajungând la antena receptorului, undele radio îi traversează firul și o excită foarte mult frecvente slabe. Antena conține simultan oscilații de înaltă frecvență de la multe transmițătoare radio. Prin urmare, unul dintre cele mai importante elemente ale unui receptor radio este un dispozitiv selectiv care poate afișa semnalul dorit din toate semnalele primite. Un astfel de dispozitiv este circuit oscilator. Circuitul primește semnale de la emițătorul radio ale cărui oscilații de înaltă frecvență coincid cu frecvența naturală a circuitului receptor. Scopul altor elemente ale receptorului radio este de a amplifica vibrațiile recepționate, de a le separa de vibrații. frecventa audio, amplifică-le și transformă-le în semnale informaționale.

Există 2 tipuri de receptoare radio: receptoare cu amplificare directă, în care oscilațiile de înaltă frecvență dinaintea detectorului sunt doar amplificate și superheterodine, în care semnalele recepționate sunt convertite în oscilații de o anumită frecvență intermediară, amplificate și abia după aceea ajung. la detector.

-

Referinte:

1) Zubkov B.V., Chumakov S.V. „Dicționar enciclopedic al tinerilor tehnicieni”, Moscova, „Pedagogie”, 1988.

2) Orehov V. P. „Oscilații și unde în cursul fizicii liceu, Moscova, „Iluminismul”, 1977.

3) Myakishev G. Ya., Buhovtsev B.B. „Fizica 11”, Moscova, „Iluminismul”, 1993.

Cum funcționează emițătorul

Un subiect râvnit pentru mulți: emițătoarele. Fiecare persoană care știe să manevreze un fier de lipit în cel mai mic grad pur și simplu visează să monteze un fel de „bun” sau emițător pentru a ieși în aer... Setea de faimă strică oamenii... =)))
În acest paragraf ne vom uita la ce blocuri constă orice emițător. În paragrafele următoare vom analiza fiecare bloc în părți mici =). Să mergem!

Deci, sarcina emițătorului este să trimită unde electromagnetice în aer. Pentru ca undele electromagnetice să apară, trebuie să existe oscilații care le generează. Adică, fluctuațiile curentului în antena de transmisie. Pentru ca fluctuațiile curente să apară, aveți nevoie de un fel de dispozitiv care să convertească D.C. sursa de alimentare (bateria) la curent alternativ. Acest dispozitiv se numește generator de înaltă frecvență (HFG). De ce mare? Deoarece radiodifuziunea se realizează la frecvențe relativ înalte (HF), de la 100 kHz și mai sus. Pentru comparație, frecvențele audio sunt considerate de joasă frecvență (LF) deoarece frecvența lor nu depășește 20 kHz. Prin urmare, toate blocurile de circuite care funcționează cu semnale radio sunt de înaltă frecvență. Generator - inclusiv. Iar blocurile care lucrează cu semnalul sonor sunt de joasă frecvență. Despre ele vom vorbi puțin mai departe.

Dacă conectați o antenă la ieșirea HHF, pe antenă va apărea un curent HF alternativ, care este convertit în unde electromagnetice. Toate! Suntem în aer!

Iată cum arată circuitul nostru emițător:

Acest circuit nu conține aproape niciun element familiar nouă: tranzistori, rezistențe, condensatori etc. Există doar un fel de perie și o cutie mare înfricoșătoare. Nu vă alarmați. Este simplu - este o diagramă structurală. ÎN diagrama structurala Sunt desemnate doar unele elemente electrice. Elementele rămase sunt „ascunse” într-o „cutie”. Cu alte cuvinte, părțile individuale ale diagramei sunt afișate ca dreptunghiuri. Astfel de diagrame sunt desenate pentru dispozitive complexe pentru a arăta în mod clar conexiunile dintre părțile sale individuale.

În această diagramă bloc există un bloc (GHF) și unul element electric- antena. Da, apropo, întâlniți-mă! O perie atât de drăguță - exact asta este.

Dar nu totul este atât de simplu! Sarcina generatorului este de a genera. Cu toate acestea, puterea semnalului la ieșirea generatorului nu este mare și poate să nu fie suficientă pentru a transmite semnalul către distanța necesară. Pentru a crește puterea furnizată antenei, este nevoie de un amplificator. Mai mult, nu orice fel, ci un amplificator de putere de înaltă frecvență (UHF). Schema devine mai complicată:

Ei bine, totul pare grozav. Dar... Ce transmitem de fapt? Doar vibrații HF? Cine naiba are nevoie de ei! De fapt, vrem să transmitem Aria lui Ivan și Broasca din basmul Fâșiei Gaza! (Trebuie să educăm oamenii... =)) Ce ar trebui să facem pentru asta?

Iată ce! Este necesar să ascundeți cumva sunetul în semnalul RF emis. Cu alte cuvinte, trebuie să modulați un semnal radio de înaltă frecvență cu un semnal audio de joasă frecvență. A modula înseamnă a amesteca aceste semnale într-un mod inteligent, într-un mod special, astfel încât în timp ce transmiteți un semnal radio HF, să transmiteți și un semnal audio LF util împreună cu acesta. Faptul este că, de la sine, semnalul sonor nu va „zbura departe”. Pentru a acoperi distanțe lungi, are nevoie de un „asistent” - un semnal de înaltă frecvență. Iată-l, depășește cu ușurință distanțe lungi și nu-l deranjează să-i ajute pe alții cu asta. Ei bine, nu te superi - ia-l! Iată sunetul nostru pe gâtul tău - du-l departe, prin toate greutățile și bucuriile...
Apropo, acest semnal RF se numește „purtător”. subînțeles " frecvență purtătoare„. Poartă un semnal modulator, adică, în cazul nostru, un semnal audio.

Modulația este procesul de așezare a unui modulator gros și leneș pe gâtul unui purtător sărac semnal sonor. =) Asta face el dispozitiv special- modulator.