La funció del receptor de ràdio és rebre el senyal i realitzar la demodulació recuperar el senyal del missatge original. El transmissor de ràdio envia el senyal en l'etapa inicial. L'antena present al costat del transmissor irradia el senyal, que és capturat per l'altra antena present al receptor de ràdio .
Ja hem parlat del procés de transmissió mitjançant un transmissor de ràdio. El procés de modulació és el principi principal dels transmissors de ràdio, on el senyal es transmet a través del canal de comunicació al receptor. El principi principal del receptor és la demodulació. Parlem del procés de recepció i recuperació del senyal al receptor de ràdio.
demodulació AM
El procés de demodulació de l'AM és similar al de FM (modulació de freqüència) i altres tipus de modulació. L'única diferència és el canvi en el bloc de demodulació del receptor. El procés de demodulació del receptor de ràdio implica processar el senyal rebut per recuperar el senyal de banda base, que també es coneix com a senyal de missatge.
Suposem que el senyal ha patit una gran atenuació durant la transmissió pel canal de comunicació. Per tant, l'amplificació del senyal rebut és necessària per millorar l'atenuació.
El diagrama de blocs del receptor de ràdio es mostra a continuació:
El portador del senyal rebut es coneix com a RF Portador (Radiofreqüència) amb la freqüència de funcionament de Fr . La funció de l'amplificador de RF és amplificar el senyal rebut per eliminar qualsevol atenuació del senyal, que està present com a bloc inicial del receptor de ràdio. Després de l'amplificació, passa el senyal al mesclador . El senyal portador de RF es multiplica amb una forma d'ona sinusoïdal proporcionada per oscil·lador local operant a la freqüència de Fo. Ajuda a convertir la freqüència portadora a la freqüència de banda base. El procés de demodulació és just el contrari del procés de modulació. En modulació, la freqüència de la banda base es converteix a la freqüència de la portadora, mentre que en la demodulació, la freqüència de la portadora es torna a convertir a la freqüència de la banda base.
ordenació de selecció
El procés de barrejar dos senyals es coneix com heterodinant . Si la freqüència de l'oscil·lador seleccionada està per sobre de la freqüència de RF, el procés de mescla també es coneix com a Superheteroïna .
La multiplicació del senyal portador amb la forma d'ona sinusoïdal produeix dues freqüències de sortida, que és la suma i la diferència de les dues freqüències d'aquests senyals. La freqüència suma és Fo + Fr, i la freqüència de diferència és Fo - Fr.
El mesclador conté implícitament el filtre que rebutja la suma de freqüències i passa les freqüències de diferència (Fo - Fr) al SI (Freqüència intermèdia) portador . Una portadora de RF es substitueix per la portadora de FI per produir el rang de freqüències intermèdies a la sortida. La sortida de la portadora IF s'aplica al Amplificador FI . La sortida es passa a més a la demodulador i finalment al filtre de banda base , que recupera el senyal de banda base. Així, la funció principal del receptor era realitzar la conversió de la freqüència portadora a la freqüència de banda base. Si el senyal és prou fort per a la demodulació, es poden evitar filtres i amplificadors. El senyal d'entrada de la portadora s'aplica directament al mesclador en aquests casos.
En el cas del mètode de demodulació síncrona, hem d'utilitzar una font de portadora asíncrona.
Els amplificadors de RF poden tenir diverses etapes d'amplificació depenent dels requisits i la força del senyal.
El principal avantatge del principi Superheterodyne és la sintonització del receptor a diferents senyals. Aquí, no necessitem una etapa d'amplificació i una sintonia separades. Fa més difícil el procés de transmissió. Utilitzant el principi Superheterodyne, només hem de canviar la freqüència de l'oscil·lador local per passar d'una freqüència de RF a una altra.
AGC (control automàtic de guany)
El guany de tensió al receptor en diverses etapes d'amplificació és molt elevat. Es requereix quan l'entrada és de molt baixa freqüència i la sortida requerida és d'alta freqüència. L'alt guany converteix els senyals de baixa freqüència en alta freqüència. Ajuda a la transmissió de senyals molt febles. Però, si el senyal d'entrada és d'alta freqüència, l'alt guany al receptor no seria un avantatge i pot causar distorsió. AGC ajusta automàticament el guany detectant la força del senyal. En cas contrari, es requereix l'ajust constant del sistema per a una transmissió eficient, cosa que es fa difícil.
Funcions d'un receptor de ràdio
Les funcions d'un receptor de ràdio són les següents:
Amplificació
L'amplificació és la primera part essencial de la recepció al receptor de ràdio. El senyal de ràdio entrant és generalment atenuat. L'amplificador ajuda a eliminar l'atenuació del senyal. L'altra funció dels amplificadors és augmentar l'amplitud dels senyals de ràdio d'entrada. Utilitza l'energia de les bateries o endolls per augmentar l'amplitud. Avui dia, la majoria dels dispositius utilitzen el transistor per a l'amplificació.
Els amplificadors s'utilitzen tant a l'extrem emissor com a l'extrem receptor. En la primera etapa, s'utilitza per fer que el senyal sigui adequat per a la modulació. A l'extrem receptor, s'utilitza per alliberar el senyal de soroll per enviar-lo al receptor (per exemple, l'altaveu).
Demodulació
El senyal passa de moltes etapes de moduladors, mescladors i amplificadors. Al receptor, el senyal es demodula per separar el senyal original del senyal portador modulat. Es fa amb l'ajuda d'un demodulador. Cada tipus de receptor requereix un procés de demodulació diferent. Per exemple,
DSBSC (Double Sideband Suppress Carrier) requereix un mètode de detecció coherent per a la demodulació
SSBC (banda lateral única amb portador) requereix un mètode de detector d'embolcall per a la demodulació
El receptor FM utilitza el demodulador de tipus FM
Filtrat passabanda
Diversos transmissors transmeten les ones de ràdio a diferents freqüències per evitar qualsevol interferència entre els senyals. Cada transmissor té un receptor respectiu que selecciona el seu senyal en funció de la freqüència. Els filtres de pas de banda s'utilitzen per filtrar el senyal de ràdio desitjat per al transmissor respectiu. Filtra el senyal desitjat i bloqueja altres senyals presents a altres freqüències. Ajuda a detectar el senyal desitjat i posar a terra tots els altres senyals de ràdio a freqüències de ressonància. També pot contenir circuits sintonitzats entre l'antena i el terra.
Tipus de receptor de ràdio
Els receptors de ràdio es classifiquen en:
- Receptor superheteroi
- Receptor regeneratiu
- Receptor súper regeneratiu
- Receptor de conversió directa
- Receptor de radiofreqüència sintonitzat
Receptor superheteroi
El receptor esmentat anteriorment és un receptor Superheteroyne. Utilitza la barreja de freqüències per convertir les freqüències a la freqüència intermèdia (IF). Va ser inventat per un inventor i enginyer elèctric nord-americà anomenat Edwin Armstrong . Però, a causa de la patent inicial, el crèdit de la invenció es va acreditar al fabricant de ràdio francès anomenat Lucien Lavy . La majoria dels receptors utilitzats en el procés de transmissió de dades són els receptors Superheteroyne. Alguns receptors també es basen en el mostreig directe.
Al començament de l'era dels receptors de ràdio, TRF Els receptors (freqüència de ràdio sintonitzada) s'utilitzaven habitualment a causa del seu baix cost i fàcil operació. Aquests receptors eren menys populars a causa de l'alt cost i la mà d'obra qualificada requerida per al seu funcionament. Després de la dècada de 1920, es van crear receptors superheterodins basats en la freqüència FI, també coneguda com a Transformadors FI . Però, va ser substituït pels receptors de ràdio de tubs de buit inventats al voltant dels anys trenta.
Receptor regeneratiu
Els receptors regeneratius s'utilitzen generalment per augmentar el guany dels amplificadors. Va ser inventat i patentat l'any 1914 per Edwin Armstrong . Els receptors es van utilitzar entre 1915 i la Segona Guerra Mundial a causa de la seva millor sensibilitat i selectivitat. El principi d'aquests receptors és la retroalimentació positiva que funciona com un procés de regeneració. La sortida s'aplica de nou a l'entrada per augmentar la seva amplificació. A la dècada de 1930, aquests receptors van ser substituïts pels receptors TRF i Superheterodyne a causa del seu desavantatge de la interferència de radiació. Però, els receptors regeneratius s'utilitzen àmpliament en amplificadors i oscil·ladors.
Receptor súper regeneratiu
És un receptor regeneratiu amb un gran tipus de regeneració per aconseguir una gran amplificació. Edwin Armstrong també el va inventar l'any 1922. S'utilitza en diversos dispositius, com ara walkie-talkies i xarxes sense fil. Funciona bé per a AM (modulació d'amplitud) i FM de banda ampla (modulació de freqüència), mentre que els receptors regeneratius funcionen bé per a FM de banda estreta. Els receptors súper regeneratius no poden detectar correctament els senyals SSB 9 de banda lateral única) perquè sempre oscil·la automàticament. Pot rebre els senyals més forts, ja que funciona millor per a les bandes de freqüència lliures de qualsevol interferència.
Receptor de conversió directa
La funció del DCR (Direct Conversion Receiver) és similar a la del receptor Superheteroyne, excepte la conversió de freqüència a IF (freqüència intermèdia). DCR demodula el senyal de ràdio entrant mitjançant la detecció síncrona impulsada per l'oscil·lador local. La freqüència és gairebé equivalent a la freqüència portadora. No implica la complexitat de dues conversions de freqüència com el receptor Superheteroyne. Només utilitza un convertidor de freqüència. Si s'utilitza un detector síncron després de l'etapa FI al receptor Superheteroyne, la sortida demodulada seria la mateixa que el receptor de conversió directa.
Receptor de radiofreqüència sintonitzat
El TRF (Freqüència de ràdio sintonitzada) utilitza un o més amplificadors de radiofreqüència (RF) per extreure un senyal d'àudio d'un senyal de ràdio entrant. El concepte d'utilitzar més d'un amplificador de RF era amplificar el senyal entrant a cada etapa successiva, cosa que ajuda a eliminar les interferències. El funcionament dels primers receptors inventats era complex a causa de la sintonització separada de la freqüència amb la freqüència de l'estació. Però, els models posteriors es van utilitzar amb un sol botó per controlar la freqüència. El TRF va ser substituït pels receptors superheterodins inventats per Edwin Armstrong cap a la dècada de 1930.
Història
El 1887, un físic alemany va nomenar Heinrich Hertz va identificar les primeres ones de ràdio mitjançant la sèrie dels seus experiments basats en la teoria electromagnètica (EM). La invenció es basava en diversos tipus d'antenes, incloses les antenes dipols excitades amb espurna. Però, només podrien detectar la transmissió fins a 100 peus del transmissor. També va descobrir el transmissor de gas d'espurna el mateix any.
- Aquests transmissors van ser populars entre 1887 i 1917. Però, la informació transmesa per aquests transmissors d'espurna era sorollosa i no era adequada per a la transmissió d'àudio.
- Així, els primers receptors de ràdio inventats només podien detectar ones de ràdio i el dispositiu receptor es deia detector. En aquell moment no hi havia amplificadors per amplificar el senyal.
- El 1895, G Marconi va desenvolupar el primer sistema de radiocomunicació.
- El 1897, Marconi i altres investigadors han acceptat l'ús de circuits sintonitzats en la transmissió d'ones de ràdio. També es comporta com un filtre de pas de banda passant el rang desitjat de freqüències i rebutjant l'altre quan es connecta entre l'antena i un detector.
- Al voltant de 1900, les ràdios van començar a utilitzar-se comercialment a tot el món.
- Els detectors coherents es van utilitzar per a la transmissió de ràdio. Es va utilitzar als primers receptors de ràdio durant fins a 10 anys.
- El 1907 es van substituir detectors coherents per detectors de cristalls .
- Fins al 1920 es van descobrir diversos detectors, com ara detectors electrolítics i detectors magnètics.
- El 1920, la invenció de detector de tubs de buit va substituir tots els altres detectors descoberts abans de la dècada de 1920. Durant aquesta època, el detector va ser rebatejat com a demodulador .
- El demodulador era un dispositiu que podia extreure senyals d'àudio del senyal de ràdio.
- L'any 1924, la invenció de l'altaveu de nucli dinàmic va millorar la resposta de freqüència d'àudio del sistema en comparació amb els altaveus inventats anteriorment.
- Després d'això, es van inventar diversos tipus de receptors de ràdio.
- El 1947 va arribar l'era dels transistors i va trobar diverses aplicacions de transmissió de ràdio.
- Després de la dècada de 1970, la tecnologia digital va crear una altra revolució i va traduir tots els circuits receptors al xip.