Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / thu sóng vô tuyến

 Bình luận bài viết

Để nhận được tín hiệu điện báo và băng tần đơn, những người nghiệp dư vô tuyến sóng ngắn trong những năm gần đây thường sử dụng cái gọi là máy thu chuyển đổi trực tiếp. Không giống như siêu âm, chúng không có đường dẫn IF hoặc bộ dò - chỉ có bộ biến tần truyền phổ của tín hiệu tần số cao nhận được trực tiếp đến vùng tần số âm thanh (nói cách khác, quá trình lọc và khuếch đại tín hiệu chính xảy ra ở mức thấp tần số). Nhờ đó, bộ thu chuyển đổi trực tiếp trở nên đơn giản hơn nhiều so với bộ thu siêu dị, cả trong sản xuất và thiết lập. Đặc tính chọn lọc và độ nhạy cao của các đặc tính siêu âm có thể dễ dàng đạt được bằng cách sử dụng các bóng bán dẫn có độ nhiễu thấp hiện đại (mức độ nhiễu mà chúng tạo ra, tính theo đầu vào của bộ khuếch đại tần số thấp, có thể là 0,1...0,2 μV) và khá đơn giản nhưng hiệu quả. bộ lọc thông thấp (LPF). Thêm vào đó là khả năng chọn lọc “tự nhiên” của thính giác con người, điện thoại (loa), độ nhạy của chúng giảm khi tần số ngày càng tăng. Những ưu điểm được chỉ ra của máy thu chuyển đổi trực tiếp đang ngày càng thu hút sự chú ý của các nhà thiết kế thiết bị phát sóng.

Tuy nhiên, bộ thu chuyển đổi trực tiếp thông thường không thể giải điều chế tín hiệu AM và FM. Thực tế là bộ trộn của nó không phát hiện các dao động nhận được mà chuyển đổi tần số của chúng. Do đó, chẳng hạn, khi điều chỉnh theo tần số của một đài phát thanh truyền từ AM, ban đầu người ta nghe thấy một tiếng còi (nhịp sóng mang với dao động cục bộ), âm của nó giảm khi chênh lệch giữa tần số của tín hiệu và tần số cục bộ. bộ dao động giảm. Hầu như không thể tháo rời hộp số trong những điều kiện này. Khi điều chỉnh chính xác hơn, âm nhịp có tần số F trở nên rất thấp, không nghe được nhưng việc truyền tải đi kèm với sự thay đổi âm lượng định kỳ với tần số 2F. Điều này xảy ra do pha của bộ dao động cục bộ liên tục thay đổi so với pha của tín hiệu nhận được. Khi các pha trùng nhau, âm lượng truyền là bình thường, khi chênh lệch chúng là 90° hoặc 270° thì giảm về 180, khi dịch chuyển XNUMX° thì tín hiệu lại xuất hiện nhưng cực tính của nó bị đảo ngược. Vấn đề ở đây là nhịp của hai dải biên của tín hiệu AM, được chuyển đổi thành tần số âm thanh, được cộng hoặc trừ ở đầu ra của bộ trộn.

Với điều chế tần số, tần số tín hiệu thay đổi theo thời gian với các dao động âm thanh từ fс-Δf đến fс+Δf (fс - tần số sóng mang, Δf - độ lệch tần số máy phát). Tần số nhịp F ở đầu ra của bộ trộn máy thu chuyển đổi trực tiếp trong trường hợp này, ngay cả khi tinh chỉnh, không giữ nguyên - nó thay đổi từ 0 đến Δf. - do đó, nhìn chung không thể tháo rời hộp số.

Chất lượng thu tín hiệu AM và FM tốt có được bằng cách đồng bộ hóa dao động của bộ tạo dao động cục bộ với tần số sóng mang của tín hiệu, có thể được thực hiện theo một số cách. Cách dễ nhất là sử dụng hiện tượng bắt dao động của bộ dao động cục bộ sóng mang tín hiệu. Để thực hiện điều này, một phần điện áp tín hiệu từ mạch đầu vào hoặc từ đầu ra của bộ khuếch đại RF được đưa vào mạch dao động cục bộ. Dải bắt được xác định theo công thức 2Δfз=fcUc/QUг (fс là tần số tín hiệu trùng với tần số dao động cục bộ, Uc là điện áp tín hiệu đầu vào, Q là hệ số chất lượng của mạch dao động cục bộ, Uг là điện áp trên nó ). Nó phải được đặt (bằng cách điều chỉnh điện áp tín hiệu đưa vào mạch) ở mức tối thiểu cần thiết để đồng bộ hóa đáng tin cậy (khoảng 200...400 Hz). Điều này cải thiện khả năng chống nhiễu của máy thu bằng cách giảm khả năng nhiễu đi qua mạch đồng bộ hóa. Với hệ số chất lượng mạch Q = 35, điện áp Ug = 0,1 V và dải thu 2Δfз = 400 Hz, điện áp đồng bộ trong dải CB (ở tần số 1400 kHz) là khoảng 1 mV, trong phạm vi KB ( 14 MHz) - khoảng 100 μV.

Các máy thu đồng bộ phức tạp và tiên tiến hơn có vòng khóa pha (PLL). Các bài viết [1,2] được dành để mô tả các máy thu như vậy.

Có các phương pháp khác để nhận tín hiệu điều chế bằng cách sử dụng bộ thu chuyển đổi trực tiếp... Chúng đã được đề xuất từ ​​lâu, nhưng có lẽ do chưa phổ biến nên chúng chưa trở nên phổ biến. Mục đích của bài viết này là thu hút sự chú ý của những người đam mê phòng thí nghiệm công cộng đến các máy thu không đồng bộ nhằm giải quyết một cách thiết thực vấn đề sử dụng chúng trong liên lạc vô tuyến nghiệp dư và thu sóng phát sóng.

Cách đơn giản nhất để phát hiện dao động AM trong máy thu chuyển đổi trực tiếp là điều chỉnh nó ở tần số 2...3 kHz so với sóng mang và bật máy dò toàn sóng ở đầu ra, như trong Hình 1. 1. Ở đây U1 là bộ trộn, G1 là bộ dao động cục bộ, Z1 là bộ lọc thông thấp, A2 là bộ khuếch đại thông thấp. Ở đầu ra của cái sau, tín hiệu nhịp có tần số 3...1 kHz được hình thành. biên độ được điều chế bởi thông tin truyền đi. Thông qua tụ cách ly C1, tín hiệu này được cung cấp cho đầu dò (V4 - V4). Ở đầu ra của nó, một điện áp dao động với tần số nhịp gấp đôi được giải phóng, đường bao của nó thay đổi theo quy luật điều chế của tín hiệu nhận được. Kết quả là, cả âm thanh truyền vô tuyến và tiếng còi liên tục có tần số nhịp gấp đôi (6...2 kHz) đều được nghe thấy trong tai nghe, hơi yếu đi do tụ chặn C3. Bạn có thể loại bỏ hiện tượng nhiễu này bằng cách kết nối bộ lọc thông thấp với tần số cắt khoảng XNUMX kHz giữa đầu ra máy dò và điện thoại.

Hình 1

Máy thu theo mạch chức năng được xem xét (về cơ bản là siêu âm có tần số rất thấp - bằng tần số nhịp - IF) phù hợp cho các thử nghiệm, nhưng không phù hợp để thu phát sóng, do độ lệch lớn, không thể nhỏ hơn 1,6 kHz, băng thông Đường truyền không trùng với phổ tín hiệu và điều này làm giảm khả năng chống nhiễu và dẫn đến méo tiếng. Nhiệm vụ nhận tín hiệu AM, hiện đã rõ ràng, là... để làm nổi bật đường bao ở tần số “sóng mang” rất thấp, nằm trong dải âm thanh và các rung động của tần số sau phải được triệt tiêu. Điều này có thể thực hiện được ở một máy thu có hai kênh được gọi là kênh LF cầu phương, các tín hiệu trong đó được dịch pha 90°. Trong trường hợp này, sau khi phát hiện toàn bộ sóng của tín hiệu cầu phương, sẽ thu được điện áp xung tương tự (cũng có tần số gấp đôi), nhưng bản thân các xung sẽ là phản pha (khi tần số tăng gấp đôi, độ lệch pha cũng tăng gấp đôi) và chúng có thể được loại bỏ bằng cách đơn giản là tổng hợp các tín hiệu được phát hiện.

Sơ đồ khối của bộ thu tín hiệu AM như vậy được thể hiện trong hình. 2 [3]. Nó chứa hai máy trộn - U1 và U2. Điện áp dao động cục bộ G1 được cung cấp cho chúng thông qua bộ dịch pha tần số cao U3, tạo ra độ lệch pha 90°. Mỗi kênh máy thu có bộ lọc thông thấp (Z1 và Z2), bộ khuếch đại thông thấp (A1 và A2) và bộ phát hiện toàn sóng - bộ tứ giác (bộ phát hiện toàn sóng hoạt động ở chế độ phát hiện bậc hai thực hiện thao tác bình phương, trong đó đó là lý do tại sao nó còn được gọi là tứ giác) U4 và U5. Tín hiệu từ đầu ra của máy dò đi vào thiết bị tổng hợp U6.

Hình 2

Phần máy thu, bao gồm các máy dò U4, U5 và bộ cộng U6, có thể được chế tạo theo mạch như trong Hình 3. 1. Cân bằng các máy dò (triệt nhịp với tần số F = fc-fg) bằng điện trở cắt R2 và R1. Các tín hiệu được phát hiện sẽ được thêm vào cuộn sơ cấp của máy biến áp TXNUMX, có thể thay thế bằng op-amp nếu muốn.

Hình 3

Mức độ triệt tiêu tín hiệu ở tần số 2F phụ thuộc vào cân bằng kênh và lỗi cài đặt dịch pha. Với sự mất cân bằng khuếch đại trong các kênh + -1% và lỗi cài đặt độ lệch pha + -1°, nó đạt tới 40 dB. Sự triệt tiêu như vậy là đủ để liên lạc vô tuyến và thu sóng phát thanh trong điều kiện tín hiệu yếu hoặc nhiễu.Để thu chất lượng cao, nó phải có ít nhất 60 dB, điều này tất nhiên đòi hỏi phải giảm sai số điều chỉnh xuống một bậc độ lớn.

Phương pháp nhận tín hiệu FM đơn giản nhất về cơ bản không khác với phương pháp được mô tả cho tín hiệu AM (xem Hình 1). Điểm khác biệt duy nhất là điện dung của tụ cách ly C1 trong trường hợp này phải nhỏ (để đảm bảo phân biệt tín hiệu trước khi phát hiện). Trong điều kiện này, điện áp được phát hiện sẽ tỷ lệ thuận với tần số nhịp giữa tín hiệu nhận được và dao động cục bộ. Một phương pháp nhận tín hiệu FM tương tự được sử dụng trong các thiết bị đã biết có IF thấp và bộ dò hoạt động theo nguyên lý bộ đếm xung |4| Nhược điểm của phương pháp này là sự hiện diện của kênh nhân bản tần số thấp, giúp mở rộng băng thông máy thu gấp đôi so với yêu cầu.

Bộ thu tín hiệu FM không đồng bộ với các kênh cầu phương [5] chứa phần đầu vào giống như thiết bị nhận dao động AM, nhưng tín hiệu từ đầu ra của bộ khuếch đại LF A1 và A2 được đưa đến thiết bị xử lý, có sơ đồ khối trong đó được thể hiện trong hình. 4. Nó bao gồm các mạch vi phân U7 và U8, bộ nhân U9, U10 và thiết bị trừ A3 (việc đánh số các phần tử mạch tiếp tục những gì đã bắt đầu trong Hình 2). Dải thông của các bộ lọc Z1, Z2 được lấy trong trường hợp này tương ứng với độ lệch cực đại Δfmax của tín hiệu FM (50 kHz trong phát thanh vô tuyến và 6...12 kHz trong truyền thông vô tuyến) hoặc lớn hơn một chút. Hằng số thời gian của các mạch vi phân được chọn dựa trên các cân nhắc giống nhau: RC=(0,5...0,7)/ 2πΔfmax. Bộ trộn diode vòng hoặc mạch tích hợp có thể được sử dụng làm bộ nhân và bộ khuếch đại vi sai có thể được sử dụng làm thiết bị trừ.

Hình 4

Hãy xem xét hoạt động của máy thu. Giả sử rằng tín hiệu S2 trễ hơn tín hiệu S1 90°. Trong trường hợp này, tín hiệu vi phân S'2 cùng pha với tín hiệu S1 và biên độ của nó tỷ lệ với tần số F. Một điện áp dương tỷ lệ với tần số này và các hài bậc hai của nó xuất hiện ở đầu ra của bộ nhân U10. Các quá trình tương tự xảy ra ở bộ nhân U9, nhưng do tín hiệu vi phân và tín hiệu S2 lệch pha nhau nên điện áp có cực âm xuất hiện ở đầu ra của nó. Trong thiết bị trừ A3, các sóng hài thứ hai triệt tiêu lẫn nhau. Thay đổi dấu độ lệch của tần số tín hiệu so với tần số dao động của bộ dao động cục bộ sẽ làm thay đổi pha của tín hiệu S2 đi 180° tại fc>f, pha của tín hiệu S2 bằng -90° (trong bộ trộn U2 tần số và pha của dao động cục bộ được trừ tương ứng khỏi tần số và pha của tín hiệu) và tại fc

Đường cong phân biệt của máy thu (sự phụ thuộc của điện áp đầu ra vào độ lệch) được thể hiện trong hình. 5. Số “5” của nó tương ứng với việc tinh chỉnh bộ dao động cục bộ theo tần số sóng mang tín hiệu. Sẽ dễ dàng hơn để đảm bảo triệt tiêu tốt các nhịp có tần số F và các hài của nó trong máy thu đang được xem xét, vì chỉ có thể nghe thấy nhiễu ở F

Hình 5

Máy thu chuyển đổi trực tiếp không đồng bộ với các kênh cầu phương có những ưu điểm nhất định so với các máy thu siêu dị. Ví dụ, ở chúng, có thể dễ dàng đạt được độ chọn lọc cao - hiệu ứng tương đương với việc sử dụng ba mạch FSS trong đường IF của bộ siêu âm được cung cấp bởi bộ lọc thông thấp hình chữ U đơn giản bao gồm một cuộn dây và hai tụ điện. Nếu bạn sử dụng bộ lọc RC hoạt động để lọc thì số lượng cuộn dây trong bộ thu thường có thể giảm xuống mức tối thiểu. Ưu điểm chính của các máy thu như vậy là tất cả quá trình khuếch đại và xử lý tín hiệu đều diễn ra ở tần số thấp, trong đó các mạch tích hợp có thể được sử dụng rộng rãi mà không cần thực hiện bất kỳ biện pháp đặc biệt nào để che chắn và tách các tầng. Những nhược điểm bao gồm một số độ phức tạp của mạch (tuy nhiên, chúng làm tăng gấp đôi độ phức tạp của đường dẫn trong hệ thống âm thanh nổi!) và có lẽ chất lượng thu kém hơn một chút so với các phương pháp truyền thống nếu các kênh không được cân bằng cẩn thận.

Tóm lại, điều thú vị cần lưu ý là việc bổ sung vào bộ thu tín hiệu AM (Hình 2) một thiết bị được chế tạo theo sơ đồ khối trong Hình. 4, biến nó thành một thiết bị để nhận tín hiệu từ cả AM và FM, đồng thời việc đưa vào bộ dịch pha tần số thấp bổ sung sẽ biến nó thành một máy thu một biên [6].

Văn chương

1. Lyubarsky S. Máy dò AM đồng bộ. - Đài. 1979, M 10. tr. 31.
2. Máy dò Polykov V. FM với bộ thu chuyển đổi trực tiếp PLL - Radio, 1978, số 11, tr. 41.
3. Bằng sáng chế Hoa Kỳ: Loại 329.50, số 3792364 ngày 12.02. 1974
4. Terentyev R. Đơn vị VHF Transistor. - Đài. 1971, số 2, tr. 47.
5. Bằng sáng chế của Vương quốc Anh: Lớp H3A. Số 1173977 ngày 23.11.1966/XNUMX/XNUMX
6. Bằng sáng chế Hoa Kỳ: Loại 329.50, số 2943193 ngày 13.06.1960 tháng XNUMX năm XNUMX

Tác giả: V.Polyakov, Moscow

Xem các bài viết khác razdela thu sóng vô tuyến.

Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này.

<< Quay lại

<< Quay lại

Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:

Bẫy không khí cho côn trùng 01.05.2024

Nông nghiệp là một trong những lĩnh vực quan trọng của nền kinh tế và kiểm soát dịch hại là một phần không thể thiếu trong quá trình này. Một nhóm các nhà khoa học từ Viện nghiên cứu khoai tây trung tâm-Hội đồng nghiên cứu nông nghiệp Ấn Độ (ICAR-CPRI), Shimla, đã đưa ra một giải pháp sáng tạo cho vấn đề này - bẫy không khí côn trùng chạy bằng năng lượng gió. Thiết bị này giải quyết những thiếu sót của các phương pháp kiểm soát sinh vật gây hại truyền thống bằng cách cung cấp dữ liệu về số lượng côn trùng theo thời gian thực. Bẫy được cung cấp năng lượng hoàn toàn bằng năng lượng gió, khiến nó trở thành một giải pháp thân thiện với môi trường và không cần điện. Thiết kế độc đáo của nó cho phép giám sát cả côn trùng có hại và có ích, cung cấp cái nhìn tổng quan đầy đủ về quần thể ở bất kỳ khu vực nông nghiệp nào. Kapil cho biết: “Bằng cách đánh giá các loài gây hại mục tiêu vào đúng thời điểm, chúng tôi có thể thực hiện các biện pháp cần thiết để kiểm soát cả sâu bệnh và dịch bệnh”. ... >>

Mối đe dọa của rác vũ trụ đối với từ trường Trái đất 01.05.2024

Chúng ta ngày càng thường xuyên nghe về sự gia tăng số lượng mảnh vụn không gian xung quanh hành tinh của chúng ta. Tuy nhiên, không chỉ các vệ tinh và tàu vũ trụ đang hoạt động góp phần gây ra vấn đề này mà còn có các mảnh vụn từ các sứ mệnh cũ. Số lượng vệ tinh ngày càng tăng do các công ty như SpaceX phóng không chỉ tạo ra cơ hội cho sự phát triển của Internet mà còn là mối đe dọa nghiêm trọng đối với an ninh không gian. Các chuyên gia hiện đang chuyển sự chú ý của họ sang những tác động tiềm ẩn đối với từ trường Trái đất. Tiến sĩ Jonathan McDowell thuộc Trung tâm Vật lý thiên văn Harvard-Smithsonian nhấn mạnh rằng các công ty đang nhanh chóng triển khai các chòm sao vệ tinh và số lượng vệ tinh có thể tăng lên 100 trong thập kỷ tới. Sự phát triển nhanh chóng của các đội vệ tinh vũ trụ này có thể dẫn đến ô nhiễm môi trường plasma của Trái đất với các mảnh vụn nguy hiểm và là mối đe dọa đối với sự ổn định của từ quyển. Các mảnh vụn kim loại từ tên lửa đã qua sử dụng có thể phá vỡ tầng điện ly và từ quyển. Cả hai hệ thống này đều đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ bầu không khí và duy trì ... >>

Sự đông đặc của các chất số lượng lớn 30.04.2024

Có khá nhiều điều bí ẩn trong thế giới khoa học, và một trong số đó là hành vi kỳ lạ của vật liệu khối. Chúng có thể hoạt động như chất rắn nhưng đột nhiên biến thành chất lỏng chảy. Hiện tượng này đã thu hút sự chú ý của nhiều nhà nghiên cứu và cuối cùng chúng ta có thể đang tiến gần hơn đến việc giải đáp bí ẩn này. Hãy tưởng tượng cát trong một chiếc đồng hồ cát. Nó thường chảy tự do, nhưng trong một số trường hợp, các hạt của nó bắt đầu bị kẹt, chuyển từ chất lỏng sang chất rắn. Quá trình chuyển đổi này có ý nghĩa quan trọng đối với nhiều lĩnh vực, từ sản xuất thuốc đến xây dựng. Các nhà nghiên cứu từ Hoa Kỳ đã cố gắng mô tả hiện tượng này và tiến gần hơn đến việc hiểu nó. Trong nghiên cứu, các nhà khoa học đã tiến hành mô phỏng trong phòng thí nghiệm bằng cách sử dụng dữ liệu từ các túi hạt polystyrene. Họ phát hiện ra rằng các rung động trong các bộ này có tần số cụ thể, nghĩa là chỉ một số loại rung động nhất định mới có thể truyền qua vật liệu. Đã nhận ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ Ăng-ten Fractal cho quần áo thông minh 11.03.2017 Sự phổ biến của máy theo dõi hoạt động và các thiết bị điện tử có thể đeo khác báo trước sự quan tâm đến quần áo thông minh - người ta tin rằng loại thiết bị này sẽ thay thế các loại vòng đeo tay quen thuộc hiện nay. Một trong những thách thức kỹ thuật trên con đường sản xuất quần áo thông minh hàng loạt là cung cấp thông tin liên lạc không dây ổn định. Thực tế là sự gần gũi của cơ thể con người ảnh hưởng tiêu cực đến hoạt động của ăng-ten truyền thống. Đặc biệt nếu người đó đang di chuyển và đổ mồ hôi. Ăng-ten Fractal cho các thiết bị đeo được, được phát minh bởi Hệ thống Ăng-ten Fractal, bị loại bỏ nhược điểm này. Ăng-ten Fractal, như tên gọi của chúng, có tính chất tự tương tự. Cấu trúc như vậy bù đắp thành công ảnh hưởng của các yếu tố có xu hướng thay đổi các tham số của anten. Ngoài ra, nó cung cấp hoạt động ở một loạt các tần số. Ăng ten Fractal có thể được nhúng vào vải và uốn cong với nó mà không bị nhìn thấy. Fractal Antenna Systems đã hoạt động trong khu vực được chỉ định trong một thập kỷ rưỡi và có bằng sáng chế quan trọng số 7830319. Một số phát triển khác đang trong quá trình cấp bằng sáng chế. Fractal Antenna Systems cho biết các ăng-ten của họ, đã được quân đội sử dụng, cũng được các nhà phát triển quần áo thông minh quan tâm. Hiện nay, với sự hợp tác của Fractal Antenna Systems, các chuyên gia của các công ty này đang tạo ra các phiên bản tùy chỉnh của ăng-ten, trong tương lai có thể được tìm thấy trong các mặt hàng quần áo nối tiếp.

Tin tức thú vị khác:

▪ Radar ánh sáng trên vi mạch

▪ Tập trung vào mũi

▪ Máy chiếu LG ProBeam 4K

▪ Thiết bị đo căng thẳng thực vật

▪ Tiểu hành tinh nước được phát hiện

Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới

Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí:

▪ phần của trang web dành cho nhà thiết kế nghiệp dư radio. Lựa chọn bài viết

▪ bài viết Diễn giả ra đời, nhà thơ ra đời. biểu hiện phổ biến

▪ bài viết Quốc gia nào trong một thời gian dài nhận được phần lớn thu nhập từ việc bán tem bưu chính? đáp án chi tiết

▪ bài viết Các loại văn bản chính về bảo hộ lao động

▪ bài viết Vòng lặp để điều chỉnh ăng-ten từ xa. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

▪ bài báo Bộ điều chỉnh tải chủ động với ổn định dòng điện, 8-28 vôn 0,2-3 ampe. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

Để lại bình luận của bạn về bài viết này:

Tất cả các ngôn ngữ của trang này

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web

www.diagram.com.ua
2000-2024