En amatørradioantenne mottar hundrevis og tusenvis av radiosignaler samtidig. Frekvensene deres kan variere avhengig av overføringen på lange, middels, korte, ultrakorte bølger og TV-bånd. Amatør-, regjerings-, kommersielle, maritime og andre stasjoner opererer i mellom. Amplitudene til signalene som tilføres antenneinngangene til mottakeren varierer fra mindre enn 1 μV til mange millivolt. Amatørradiokontakter oppstår ved nivåer i størrelsesorden noen få mikrovolt. Formålet med en amatørmottaker er todelt: å velge, forsterke og demodulere ønsket radiosignal, og filtrere ut alle de andre. Mottakere for radioamatører er tilgjengelige både separat og som en del av transceiveren.
Hovedkomponenter i mottakeren
Skinkeradiomottakere må kunne fange opp ekstremt svake signaler, og skille dem fra støyen og kraftige stasjoner som alltid er på lufta. Samtidig er tilstrekkelig stabilitet nødvendig for deres retensjon og demodulering. Generelt avhenger ytelsen (og prisen) til en radiomottaker av dens følsomhet, selektivitet og stabilitet. Det er andre faktorer knyttet til operasjonellenhetens egenskaper. Disse inkluderer frekvensdekning og lesing, demodulering eller deteksjonsmoduser for LW, MW, HF, VHF-radioer, strømkrav. Selv om mottakere varierer i kompleksitet og ytelse, støtter de alle 4 grunnleggende funksjoner: mottak, selektivitet, demodulering og avspilling. Noen inkluderer også forsterkere for å øke signalet til akseptable nivåer.
Reception
Dette er mottakerens evne til å håndtere de svake signalene som fanges opp av antennen. For en radiomottaker er denne funksjonaliteten først og fremst knyttet til følsomhet. De fleste modellene har flere stadier av forsterkning som er nødvendig for å øke signaleffekten fra mikrovolt til volt. Dermed kan den samlede mottakergevinsten være i størrelsesorden en million til en.
Det er nyttig for nybegynnere radioamatører å vite at mottakerens følsomhet påvirkes av elektrisk støy som genereres i antennekretsene og selve enheten, spesielt i inngangs- og RF-modulene. De oppstår fra termisk eksitasjon av ledermolekyler og i forsterkerkomponenter som transistorer og rør. Generelt er elektrisk støy frekvensuavhengig og øker med temperatur og båndbredde.
Alle forstyrrelser på mottakerens antenneterminaler forsterkes sammen med det mottatte signalet. Dermed er det en grense for mottakerens følsomhet. De fleste moderne modeller lar deg ta 1 mikrovolt eller mindre. Mange spesifikasjoner definerer denne egenskapen imikrovolt for 10 dB. For eksempel betyr en følsomhet på 0,5 µV for 10 dB at amplituden til støyen som genereres i mottakeren er omtrent 10 dB lavere enn 0,5 µV-signalet. Med andre ord er mottakers støynivå ca. 0,16 μV. Ethvert signal under denne verdien dekkes av dem og vil ikke bli hørt i høyttaleren.
Ved frekvenser opp til 20-30 MHz er ekstern støy (atmosfærisk og menneskeskapt) vanligvis mye høyere enn intern støy. De fleste mottakere er følsomme nok til å behandle signaler i dette frekvensområdet.
Selektivitet
Dette er mottakerens evne til å stille inn på ønsket signal og avvise uønskede. Mottakerne bruker høykvalitets LC-filtre for å bare passere et sm alt frekvensbånd. Mottakerbåndbredde er derfor avgjørende for å eliminere uønskede signaler. Selektiviteten til mange DV-mottakere er i størrelsesorden flere hundre hertz. Dette er nok til å filtrere ut de fleste signaler nær driftsfrekvensen. Alle HF- og MW-amatørradiomottakere må ha en selektivitet på ca. 2500 Hz for amatørstemmemottak. Mange LW/HF-mottakere og -transceivere bruker omskiftbare filtre for å sikre optimal mottak av alle typer signaler.
Demodulering eller deteksjon
Dette er prosessen med å skille lavfrekvenskomponenten (lyden) fra det innkommende modulerte bærebølgesignalet. Demodulasjonskretser bruker transistorer eller rør. De to vanligste typene detektorer som brukes i RFmottakere, er en diode for LW og MW og en ideell mikser for LW eller HF.
Playback
Den siste mottaksprosessen er å konvertere det oppdagede signalet til lyd som skal mates til høyttaleren eller hodetelefonene. Vanligvis brukes et trinn med høy forsterkning for å forsterke den svake detektorutgangen. Utgangen fra lydforsterkeren føres deretter til en høyttaler eller hodetelefoner for avspilling.
De fleste skinkeradioer har en intern høyttaler og en hodetelefonutgang. En enkel enkelttrinns lydforsterker egnet for hodetelefondrift. Høyttaleren krever vanligvis en 2- eller 3-trinns lydforsterker.
Enkle mottakere
De første mottakerne for radioamatører var de enkleste enhetene som besto av en oscillerende krets, en krystalldetektor og hodetelefoner. De kunne bare motta lokale radiostasjoner. En krystalldetektor er imidlertid ikke i stand til å demodulere LW- eller SW-signaler korrekt. I tillegg er følsomheten og selektiviteten til et slikt opplegg utilstrekkelig for amatørradioarbeid. Du kan øke dem ved å legge til en lydforsterker til utgangen på detektoren.
Direkteforsterket radio
Sensitivitet og selektivitet kan forbedres ved å legge til ett eller flere trinn. Denne typen enhet kalles en direkte forsterkningsmottaker. Mange kommersielle CB-mottakere fra 20- og 30-tallet brukt denne ordningen. Noen av dem hadde 2-4 stadier av forsterkning å fånødvendig følsomhet og selektivitet.
mottaker for direkte konvertering
Dette er en enkel og populær tilnærming for å ta LW og HF. Inngangssignalet mates til detektoren sammen med RF fra generatoren. Frekvensen til sistnevnte er litt høyere (eller lavere) enn førstnevnte, slik at et slag kan oppnås. For eksempel, hvis inngangen er 7155,0 kHz og RF-oscillatoren er satt til 7155,4 kHz, vil miksing av detektoren produsere et 400 Hz lydsignal. Sistnevnte kommer inn i høynivåforsterkeren gjennom et veldig sm alt lydfilter. Selektivitet i denne typen mottakere oppnås ved bruk av oscillerende LC-kretser foran detektoren og et lydfilter mellom detektoren og lydforsterkeren.
Superheterodyne
Designet på begynnelsen av 1930-tallet for å eliminere de fleste problemene som tidlige typer amatørradiomottakere står overfor. I dag brukes superheterodyne-mottakeren i praktisk t alt alle typer radiotjenester, inkludert amatørradio, reklame, AM, FM og TV. Hovedforskjellen fra mottakere med direkte forsterkning er konverteringen av det innkommende RF-signalet til mellomsignal (IF).
HF-forsterker
Inneholder LC-kretser som gir en viss selektivitet og begrenset forsterkning ved ønsket frekvens. RF-forsterkeren gir også to tilleggsfordeler i en superheterodyne-mottaker. Først isolerer den blander- og lokaloscillatortrinnene fra antennesløyfen. For en radiomottaker er fordelen at den er dempetuønskede signaler to ganger ønsket frekvens.
Generator
Nødvendig for å produsere en konstant amplitude sinusbølge hvis frekvens er forskjellig fra den innkommende bærebølgen med et beløp lik IF. Generatoren skaper oscillasjoner, hvis frekvens kan være enten høyere eller lavere enn bærebølgen. Dette valget bestemmes av kravene til båndbredde og RF-innstilling. De fleste av disse nodene i MW-mottakere og lavbåndsamatør-VHF-mottakere genererer en frekvens over inngangsbæreren.
Mixer
Hensikten med denne blokken er å konvertere frekvensen til det innkommende bæresignalet til frekvensen til IF-forsterkeren. Mikseren sender ut 4 hovedutganger fra 2 innganger: f1, f2, f1+f 2, f1-f2. I en superheterodyne-mottaker brukes bare enten summen eller forskjellen deres. Andre kan forårsake forstyrrelser hvis det ikke iverksettes riktige tiltak.
IF-forsterker
Ytelsen til en IF-forsterker i en superheterodyn-mottaker er best beskrevet i form av forsterkning (GA) og selektivitet. Generelt sett bestemmes disse parametrene av IF-forsterkeren. Selektiviteten til IF-forsterkeren må være lik båndbredden til det innkommende modulerte RF-signalet. Hvis den er større, hoppes enhver tilstøtende frekvens over og forårsaker interferens. På den annen side, hvis selektiviteten er for smal, vil noen sidebånd bli klippet. Dette resulterer i tap av klarhet når du spiller av lyd gjennom høyttaleren eller hodetelefonene.
Den optimale båndbredden for en kortbølgemottaker er 2300–2500 Hz. Selv om noen av de høyere sidebåndene assosiert med tale strekker seg utover 2500 Hz, påvirker ikke tapet deres lyd eller informasjon nevneverdig av operatøren. Selektiviteten på 400–500 Hz er tilstrekkelig for driften av DW. Denne smale båndbredden hjelper til med å avvise ethvert tilstøtende frekvenssignal som kan forstyrre mottaket. Høyere prisamatørradioer bruker 2 eller flere IF-forsterkningstrinn etterfulgt av et svært selektivt krystall- eller mekanisk filter. Denne layouten bruker LC-kretser og IF-omformere mellom blokker.
Valget av mellomfrekvens bestemmes av flere faktorer, som inkluderer: forsterkning, selektivitet og signalundertrykkelse. For lavfrekvensbåndene (80 og 40 m) er IF brukt i mange moderne amatørradiomottakere 455 kHz. IF-forsterkere kan gi utmerket forsterkning og selektivitet fra 400-2500 Hz.
Detektorer og beatgeneratorer
Deteksjon, eller demodulering, er definert som prosessen med å skille lydfrekvenskomponenter fra et modulert bæresignal. Detektorene i superheterodyne-mottakere kalles også sekundære, og den primære er blandeenheten.
Auto Gain Control
Hensikten med AGC-noden er å opprettholde et konstant utgangsnivå til tross for endringer i inngangen. Radiobølger som forplanter seg gjennom ionosfærendempe og deretter intensivere på grunn av et fenomen kjent som falming. Dette fører til en endring i mottaksnivået ved antenneinngangene i et bredt spekter av verdier. Siden spenningen til det likerettede signalet i detektoren er proporsjonal med amplituden til det mottatte, kan en del av det brukes til å kontrollere forsterkningen. For mottakere som bruker rør- eller NPN-transistorer i nodene foran detektoren, påføres en negativ spenning for å redusere forsterkningen. Forsterkere og miksere som bruker PNP-transistorer krever positiv spenning.
Noen skinkeradioer, spesielt de bedre transistoriserte, har en AGC-forsterker for mer kontroll over ytelsen til enheten. Automatisk justering kan ha forskjellige tidskonstanter for forskjellige sign altyper. Tidskonstanten spesifiserer varigheten av kontrollen etter at sendingen er avsluttet. For eksempel, i intervallene mellom frasene, vil HF-mottakeren umiddelbart gjenoppta full forsterkning, noe som vil forårsake et irriterende utbrudd av støy.
Måler signalstyrke
Noen mottakere og sendere har en indikator som indikerer den relative styrken til sendingen. Vanligvis tilføres en del av det likerettede IF-signalet fra detektoren til et mikro- eller milliammeter. Hvis mottakeren har en AGC-forsterker, kan denne noden også brukes til å kontrollere indikatoren. De fleste målere er kalibrert i S-enheter (1 til 9), som representerer omtrent 6 dB endring i mottatte signalstyrke. Den midterste avlesningen eller S-9 brukes til å indikere nivået på 50 µV. Øvre halvskalaS-meteret er kalibrert i desibel over S-9, typisk opp til 60 dB. Dette betyr at den mottatte signalstyrken er 60 dB høyere enn 50 µV og tilsvarer 50 mV.
Indikatoren er sjelden nøyaktig ettersom mange faktorer påvirker ytelsen. Det er imidlertid veldig nyttig når du skal bestemme den relative intensiteten til innkommende signaler, og når du sjekker eller stiller inn mottakeren. I mange transceivere brukes LED for å vise status for enhetsfunksjoner som RF-forsterkerens utgangsstrøm og RF-utgangseffekten.
Interferens og begrensninger
Det er bra for nybegynnere å vite at enhver mottaker kan oppleve mottaksvansker på grunn av tre faktorer: ekstern og intern støy og forstyrrende signaler. Ekstern RF-interferens, spesielt under 20 MHz, er mye høyere enn intern interferens. Det er kun ved høyere frekvenser at mottakernodene utgjør en trussel mot ekstremt svake signaler. Mesteparten av støyen genereres i den første blokken, både i RF-forsterkeren og i miksertrinnet. Det er gjort mye arbeid for å redusere intern mottakerinterferens til et minimumsnivå. Resultatet er støysvake kretser og komponenter.
Ekstern interferens kan forårsake problemer ved mottak av svake signaler av to årsaker. For det første kan interferens som fanges opp av antennen maskere sendingen. Hvis sistnevnte er nær eller under det innkommende støynivået, er mottak nesten umulig. Noen erfarne operatører kan motta sendinger på LW selv med store forstyrrelser, men stemmen og andre amatørsignaler er uforståelige under disse forholdene.
