Широковещательный радиоприемник что это
Радиоприёмники
Радиоприёмник (албан. — radio marrese; англ. — radio receiver, radio set; болг. — радиоапарат; венг. — radiofelvevo; испан. — aparato de radio, radioreceptor; нем. — Rundfunkempfanger; польск. — odbiornik radiowy; румын. — radioreceptor; фин. — radiovastaanotin; франц. — radio-recepteur; чеш. — radioprijimac).
Радиоприёмник — устройство для приёма излучаемых передающей радиостанцией электромагнитных волн. Радиоприёмник усиливает принимаемые им весьма слабые напряжения высокой частоты сигналов радиостанции и превращает энергию этих сигналов в форму, необходимую для приведения в действие оконечного исполнительного аппарата.
Первый радиоприёмник был построен в 1895 г. знаменитым русским учёным А. С. Поповым. Радиоприёмник состоит из следующих основных элементов: а) антенны, принимающей сигналы радиостанции; б) входного устройства, выделяющего сигналы определённых радиостанций; в) детектора, преобразующего модулированное напряжение высокой частоты сигнала радиостанции в напряжение низкой частоты; г) оконечного аппарата (громкоговоритель, головные телефоны, телевизионная приёмная трубка, телеграфный аппарат и т. п.).
По назначению радиоприёмники делят на три основные группы: а) широковещательные радиоприёмники — для приёма речи и музыки, передаваемых широковещательными радиостанциями; б) телевизионные радиоприёмники — для приёма движущихся изображений, передаваемых радиопередатчиком телевизионного центра; в) специальные радиоприёмники — для радионавигации (вождения самолётов и кораблей по радио, определения их местонахождения и т. п.), радиотелефонной и телеграфной связи, радиолокации (определения местонахождения самолётов и кораблей путём посылки направленных сигналов) и других целей.
Радиоприёмники могут быть стационарными (для постоянных линий связи и радиовещания) и подвижными (самолётные, корабельные, автомобильные, железнодорожные и т. п.).
По способу питания электроэнергией радиоприёмники делят на следующие типы: 1) с питанием от сети переменного тока; 2) с питанием от сети постоянного тока; 3) с питанием от сети переменного или постоянного тока (с «универсальным» питанием); 4) с питанием от батарей сухих элементов и аккумуляторов.
Широковещательные радиоприёмники состоят, в основном, из входного устройства, детектора и головных телефонов или громкоговорителя. Антенна в этом случае является элементом, придаваемым к приёмнику и позволяющим ему осуществлять приём дальних и маломощных радиостанций. Основными качественными показателями широковещательных радиоприёмников являются: а) чувствительность — способность принимать сигналы маломощных или далеко расположенных радиостанций. Чувствительность определяется минимальной величиной напряжения сигнала радиостанции в антенне радиоприёмника (в микровольтах), при которой на громкоговорителе радиоприёмника обеспечивается нормальная мощность, равная 10% его номинальной мощности; б) номинальная выходная мощность — наибольшая мощность, которую может развить приёмник при максимально допустимых искажениях передачи; в) диапазон волн — интервал частот или волн радиостанций, которые могут быть приняты радиоприёмником (обычно приёмники имеют несколько частных поддиапазонов для удобства настройки); г) избирательность — способность радиоприёмника ослаблять сигналы радиостанций, расположенных по частоте рядом с принимаемой радиостанцией, до такой величины, которая на выходе радиоприёмника не была бы заметна по сравнению с сигналом принимаемой радиостанции. Избирательность измеряется в относительных единицах — децибелах; д) частотная характеристика — способность радиоприёмника воспроизводить без искажений всю полосу низких (звуковых) частот, которыми модулируется несущая частота передающей радиостанции.
Радиокомбайны — комбинированные радиотехнические аппараты, конструктивно объединяющие несколько радиоаппаратов, например, радиоприёмник, телевизор, магнитофон и электропроигрыватель. Устройства, состоящие из радиолы и телевизора, т. н. телерадиолы также относились к радиокомбайнам.
Радиокомбайны сочетали в себе универсальность, удобство и определённый комфорт в эксплуатации, высокое качество воспроизведения звука и изящное внешнее оформление. Выпускались в настольном, консольном и мебельном оформлении. Значительные габаритные размеры радиокомбайнов в консольном и мебельном оформлении позволяли применять в них высококачественную аппаратуру, сложные акустические ненаправленные системы объёмного звучания и создавать эффект псевдостереофонии. В этих акустических системах благодаря использованию принципов многоканального усиления удавалось значительно снизить интермодуляционные искажения и получить высококачественное воспроизведение средних и высших звуковых частот. Они позволяли воспроизводить с достаточной равномерностью широкий диапазон звуковых частот от 40 до 18000 гц и состоят из нескольких групп и типов громкоговорителей, расположенных на стенках футляра радиокомбайна.
В электрических схемах радиокомбайнов конструктивные элементы и отдельные каскады являлись общими для всех входящих в него радиоаппаратов (выпрямительные устройства, громкоговорители и т. п.), но позволяли пользоваться аппаратами раздельно и в различных комбинациях. Например, одновременно могли быть включены телевизор и магнитофон или радиоприёмник и магнитофон.
Футляры радиокомбайнов изготовлялись из дерева, фанеровались шпоном древесины ценных пород.
Как выбрать радиоприемник (2019)
Современный рынок электроники предлагает десятки различных моделей радиоприемников. Как выбрать подходящий, какими критериями руководствоваться при оценке технических характеристик прибора, если вы мало в этом разбираетесь? Подобные и другие вопросы лучше решить еще до похода в магазин.
Виды радиоприемников
Привычные с детства «транзисторы», которые в прошлом веке занимали свое законное место в каждом доме, и в наше время не сдают своих позиций. Сегодня производители оснащают радиовещательные приборы различными дополнениями, что делает их незаменимыми во многих бытовых ситуациях, особенно во время загородных поездок. Большую часть современных радиоприемников невозможно сравнить с обычным встроенным FM-тюнером мобильного устройства, они намного сложнее и функциональнее.
Радиоприемник — это прибор, способный избирательно принимать радиоволны и воспроизводить модулированный звуковой сигнал. Но в настоящее время появились аппараты, принимающие радиовещание не в реальном эфире, а в интернете. Их назвали — интернет-радиоприемники.
Все радиоприемники можно разделить на группы по разным параметрам. Самый простой — размер, вес или исполнение прибора.
1. Стационарные — это габаритные приборы, которые оснащены устойчивым корпусом и возможностью зарядки от сети 220 В. Они предназначены для получения громкого и качественного звучания, но имеют вес от 1000 гр. и более, поэтому их переноска на большие расстояния не слишком удобна.
2. Портативные, которые в свою очередь делятся на переносные и карманные приемники, само собой, предназначены для транспортировки. Такие устройства обязательно имеют автономный источник питания, легкий вес и небольшие габариты. Чаще всего, они воспроизводят звук в режиме моно, а многие могут «ловить» радиостанции только с помощью FM-модуляции. Несмотря на это, портативный гаджет — отличный помощник в поездках. Хорошо если прибор может хорошо держать заряд батареи или аккумулятора.
Диапазон радиоволн и виды модуляции приемника
Существуют два вида модуляции — два способа, с помощью которых звук накладывается на радиоволну. Это — амплитудная (АМ) и частотная (FM). Так как в обоих случаях получение и преобразование звуковой волны происходит только в определенном волновом диапазоне, в не технических текстах понятие модуляции для удобства объединяют с диапазоном радиовещания.
FM используется только на ультракоротком диапазоне, и звучание в нем всегда наиболее качественное. Большинство производителей ставит обозначение частоты от 87,5 до 108 МГц, но иногда вы можете встретить другие цифры — от 65,8 МГц, это означает, что приемник хорошо принимает отечественные радиостанции на УКВ. В FM-диапазоне вещают большинство лучших музыкальных радиостанций, поэтому городским меломанам вполне достаточно будет устройства с возможностью принимать передачи в ультракоротком волновом диапазоне.
АМ охватывает остальные три диапазона — ДВ, СВ и КВ. Такой приемник способен улавливать дальние вещательные станции, но в условиях городских помех качество звука не всегда сможет удовлетворить взыскательный слух. Но далеко от городов и передающих антенн, лучше иметь приемник с возможностью принимать волны диапазона АМ. В дальних поездках, турпоходах, во время проживания в загородном доме радио, принимающее только УКВ (FM) диапазон волн, может отказаться работать.
Технические особенности радиоприемников
Цифровые и аналоговые
По способу преобразования и обработки радиосигнала все радиоприемники делятся на цифровые и аналоговые.
Производители часто не указывают, какой именно способ преобразования и усиления сигнала используется в приборе, но вы с легкостью сможете это определить самостоятельно. Если на приборной панели находится обычное колесо для настройки частоты, то это аналоговый приемник. Здесь поиск радиостанции происходит вручную, путем подбора.
Автоматический поиск осуществляется только цифровыми устройствами. Это дает стабильность частоты и многие другие плюсы. Например, возможность сохранения радиостанций. Удобство данной функции очевидно. Во-первых, вы не занимаетесь детальным поиском нужного канала — достаточно просто нажать кнопку или клавишу цифровой клавиатуры, и прибор сам зафиксирует все возможные частоты для прослушивания. Во-вторых, приемник сохранит список найденного, и в следующий раз вам достаточно будет только нажать на кнопку, чтобы началось вещание. Количество предустановок FM-радиостанций может быть от 5 до 50. Чем большее число предустановок доступно вашему аппарату, тем проще прослушивание любимых передач.
Автопоиск радиостанций имеет и свои минусы. Большинство цифровых тюнеров не фиксирует частоты с сильными помехами. Поэтому, если вы радиолюбитель, то ручной поиск будет предпочтительней.
Избирательность и чувствительность
Хорошие производители обязательно укажут в руководстве к приемнику эти два показателя. Они взаимосвязаны и рассматривать их отдельно неправильно. Избирательность или селективность помогает отделить одну частоту от другой. Если в приемнике эта функция представлена слабо, то вы можете получить накладку и слышать два канала одновременно. Причем самый мощный будет забивать слабый. За избирательность отвечают встроенные полосные фильтры, которые бывают: керамическими, кварцевыми, электромеханическими или цифровыми. В обычных бытовых радиоприемниках используются в основном керамические дешевые фильтры.
Чувствительность приемника не является ни хорошим, ни плохим показателем. Дело в том, что приборы с низкой чувствительностью приема могут быть «глухими», но слишком чувствительные без хорошего селективного фильтра будут осуществлять накладку одной радиостанции на другую, что приводит к неизбежной перегрузке радиоприемника. В более дорогих моделях присутствует переключатель Local/DX, снижающий чувствительность прибора, или плавный регулятор высоких частот.
Дисплей и шкала настройки
Жидкокристаллический дисплей есть не в каждой модели, но его присутствие облегчает работу. На нем высвечиваются не только цифры, обозначающие канал вещания, но и многие другие данные. Например, система RDS помогает передать на дисплей различную текстовую информацию, которую передает в цифровом виде радиостанция вещания вместе со звуком. Это и обозначение самой радиостанции, номер и название композиции, текущее время, погода и многое другое.
Если говорить о шкале настройки, то она бывает цифровой или линейной (аналоговой). Уже из названия понятно, что цифровая присутствует в соответствующих моделях и осуществляет отображение цифр. Она более точная и надежная, чем шкала с передвигающейся вдоль нее чувствительной нитью (тросиком).
Выходная мощность
Этот показатель в радиоприемниках отвечает за громкость звучания. Он существенно различается от модели к модели и может составлять от нескольких сотен миллиВатт в карманных до нескольких десятков Ватт в стационарных приборах. Обычный портативный приемник имеет выходную мощность от 1 до нескольких Ватт.
Максимальную мощность звучания воспроизводит один или два динамика. В этом случае приемник обеспечивает формат аудио моно или стерео.
Тип питания
Радиоприемники имеют один или несколько источников питания. Работа от сети 220 В характерна в основном для стационарных приборов. Таким устройствам не страшна разрядка батарей, но вот переноске они не подлежат.
Питание от собственного встроенного аккумулятора дает прибору автономность. Ему не требуется постоянное подключение к сети, а элемент питания уже входит в комплект поставки. Недостатком аккумулятора является необходимость зарядки от той же электрической сети в течение определенного времени. Приблизительное время автономной работы разных приемников — от 2 до 100 часов.
Максимальную свободу передвижения, то есть независимость от стационарной сети и зарядки аккумуляторов дают батарейные приборы. Батарейки, вышедшие из строя, можно заменить на новые достаточно легко. Основным недостатком является необходимость приобретения и регулярной замены батареек. Но они «живут» достаточно долго, и купить их можно в любом магазине.
Самые удобные модели — имеющие несколько видов питания. Например, при разрядке аккумулятора можно поставить батарейки. Для подключения адаптера зарядки в приборе имеются специальные гнезда: разъем для подключения блока питания, micro USB, mini USB.
Дополнительный интерфейс поможет воспроизведению через USB Type A. А если модель осуществляет поддержку МР3, то вы сможете наслаждаться собственными подборками музыки со своего внешнего носителя. Выход на наушники позволит не мешать окружающим.
Интересная особенность есть у некоторых приемников — защита IPX4. Эта международная маркировка указывает, что ваше устройство защищено от проникновения влаги и пыли.
Варианты выбора
Если вы часто бываете на природе, то лучше приобрести переносной радиоприемник, имеющий автономный вид питания.
Необходимость часто уезжать далеко от крупных городов, а значит от передающих антенн, диктует необходимость покупки приемника, принимающего АМ-диапазон.
Широковещательные приемники
Широковещательные приемники прослушивают широковещательные сообщения системы. Примеры таких сообщений: низкий заряд батареи, нажата кнопка камеры, установлено новое приложение и т.д.
Помимо системных событий пользователь может создавать свои события, например, когда поток завершил вычисления или когда поток начал работу.
Итак, начнем создавать наше приложение. Код основной деятельности MainActivity представлен в файле MainActivity.java (листинг 1).
Листинг 1. Код основной деятельности (MainActivity.java)
public class MainActivity extends Activity <
// Создаем объект iReceiver класса MyReceiver
MyReceiver iReceiver = new MyReceiver();
/** Called when the activity is first created. */
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) <
// Создаем фильтр намерения
protected void onDestroy() <
// Уничтожаем приемник при завершении приложения
// Класс MyReceiver является расширением класса BroadcastReceiver
public class MyReceiver extends BroadcastReceiver <
// Переопределяем метод onReceive()
public void onReceive(Context rcvContext, Intent rcvIntent) <
String action = rcvIntent.getAction();
// Если действие = Intent.ACTION_CAMERA_BUTTON
В этой главе рассмотрели создание потоков, служб и широковещательных приемников. В следующей мы поговорим о создании анимации в Android-приложениях
РАДИОПРИЕМНИКИ: ВИДЫ И ПРИНЦИП РАБОТЫ
Растущая популярность технологии беспроводной связи, модулей SDR и всех современных радиоинтерфейсов, вызвала желание вспомнить характеристики и свойства базовых конфигураций радиоприемников.
Окончательный выбор схемы конечно зависит от типа, сложности и объема передаваемых данных. Методы проектирования радиоприемников тоже изменились с годами. В основном это произошло за счет увеличения возможностей имеющихся интегральных микросхем, за счет разработки новых технологий их производства.
Также важно снизить затраты, увеличивая при этом функциональность систем обработки сигналов (процессоров DSP). Однако независимо от архитектуры схемы приемников, они должны отвечать определенным неизменным требованиям в отношении частотного диапазона, эффективности и основных параметров: селективности и чувствительности. Начнём краткий обзор.
Приемник AM
Одной из основных, базовых исторически схем является приемник, предназначенный для обработки амплитудно-модулированного сигнала, то есть несущей волны, в которой изменение значения амплитуды отражает передаваемую информацию. Демодуляции такого сигнала можно добиться с помощью простого диодного детектора. Принципиальная схема базового AM-приемника включает в себя: антенну, фильтр, диодный детектор и усилитель, обеспечивающий соответствующий уровень демодулированного (уже звукового) сигнала. Диодный детектор в простейших решениях AM-приемников работает как односторонний выпрямитель, который отслеживает изменения огибающей модулированного сигнала путем зарядки и разрядки конденсатора.
Приемник с прямым усилением
Следующим шагом в развитии радиотехники стало внедрение приемников прямого усиления, создание которых было связано с распространением усилителей на электронных лампах. Это решение широко использовалось в первых радио. В отличие от более поздних решений, приемники с прямым усилением не использовали преобразование частоты, поэтому задача детектора заключалась в демодуляции непосредственно принятого радиочастотного сигнала. Достоинством этой простой конструкции было, прежде всего, отсутствие влияния так называемого зеркального сигнала.
В приемниках, использующих смешение частот, это серьезная проблема, поскольку случайно принятый зеркальный сигнал ухудшает качество полезного. Каждый дополнительный резонансный контур увеличивает избирательность приемника. Но недостатком этого решения была необходимость одновременной перенастройки всех схем, что было сложной задачей при проектировании.
Другая проблема заключалась в том, что избирательность приемника снижалась с увеличением частоты. Недостатки этого решения способствовали быстрому распространению преобразователей частоты с прямым преобразованием и супергетеродинных приемников.
Прямое преобразование
Способ избежать необходимости использовать множество индивидуально настраиваемых фильтров заключался в передаче радиочастотного сигнала в полосе частот низкой частоты. Приемник с прямым преобразованием, также известный как гомодин, состоит из следующих модулей: входной цепи, смесителя, то есть элемента в котором принимаемый в антенне сигнал передается в низкочастотный диапазон, генератора, фильтра и усилителя.
Характерной особенностью этого решения является двойная роль смесителя, который также действует как детектор. Другой конфигурацией выступают так называемые супергетеродинные приемники, в которых каскад преобразования частоты отделен от блока детекторов. В группе приемников этого типа есть две основных конструкции: супергетеродинный приемник с одинарным и двойным преобразованием частоты.
Супергетеродинный приёмник
Зеркальный радиосигнал
Недостатком приемников с преобразованием частоты является необходимость подавления так называемого зеркального сигнала. Объяснение неблагоприятного влияния зеркального сигнала можно увидеть на примере. Предполагаем, что модулированный сигнал имеет частоту 100 МГц, а гетеродин генерирует сигнал с частотой 110,7 МГц. В результате смешивания обоих сигналов создается сигнал с частотой f h – f RF = 10,7 МГц. Фильтр ПЧ настроен на эту частоту, но сигнал с частотой 121,4 МГц также достигает антенны. Это зеркальный сигнал, то есть форма волны с частотой, которая отличается от частоты полезного сигнала на величину, равную удвоенной промежуточной частоте.
Если сигнал этот не подавляется входными цепями, то смешивание этого сигнала и сигнала от генератора также даст форму волны 10,7 МГц. Это будет мешать правильному приему полезного сигнала. Решением проблемы помех при приеме зеркальных сигналов является использование супергетеродинного приемника с двойным преобразованием.
Двойное преобразование частоты
Чем выше промежуточная частота, тем больше частотное разделение полезного радиочастотного сигнала и частота зеркального сигнала. Это увеличивает вероятность подавления мешающего сигнала во входной цепи. Следовательно, в супергетеродинном приемнике с двойным преобразованием промежуточная частота на первом этапе преобразования намного выше, чем ПЧ во втором каскаде. Из-за меньшего значения вторая ступень преобразования обеспечивает лучшую селективность.
Работу описанного супергетеродинного приемника следует проследить на таком примере. Предположим, что сигнал с частотой 25 МГц достигает антенны, а промежуточная частота первого каскада преобразования составляет 20 МГц. Отсюда следует, что гетеродин должен генерировать сигнал с частотой 45 МГц. Мешающий сигнал в таком случае будет зеркальной волной, которая может быть легко устранена во входных цепях из-за ее почти в три раза более высокой частоты (65 МГц) по сравнению с частотой полезного сигнала.
Входные цепи и гетеродин
В последние годы были разработаны многие другие методы, включая прямой цифровой синтез (DDS), которые используются для генерации сигналов на желаемой частоте. Гетеродин должен обеспечивать генерацию сигналов в определенной полосе и настройку с соответствующим шагом частот. Кроме того, он должен характеризоваться достаточно низким уровнем фазового шума в заданной полосе, совпадающим с шириной канала. Выходной сигнал генератора также должен иметь соответствующий уровень, необходимый для управления смесителем.
Смесители и усилители
Смесители построены в основном на основе нелинейных полупроводниковых элементов (диодов, транзисторов). Из-за простоты конструкции, среди беспроводных устройств преобладают решения с диодными смесителями. Самыми популярными конфигурациями схем этого типа являются односторонние и одно- или двухбалансные смесители.
Схема состоит из двух диодов, соединенных таким образом, чтобы на выходе смесителя не появлялось напряжение частоты гетеродина. Модификация этой схемы, двухбалансный смеситель, содержит четыре диода, а также позволяет исключить влияние составляющих принимаемого сигнала. Потери преобразования в смесителях обоих типов сопоставимы.
Существуют также активные смесители, которые обычно изготавливаются в виде интегральных микросхем и позволяют снизить потери преобразования и даже усилить обработанный сигнал. Благодаря этому они могут взаимодействовать с генераторами с более низким уровнем выходного сигнала.
Усилители приемника должны быть малошумящими и устойчивыми к искажениям. Также важно, чтобы входной малошумящий усилитель мог обеспечить адекватное усиление сигнала. Соответствующий параметр SNR (сигнал/шум) на входе следующего каскада приемника должен достичь уровня, позволяющего в дальнейшем корректную обработку сигнала.
Наиболее важными параметрами усилителей являются полоса пропускания, коэффициент шума, усиление, напряжение питания, потребляемая мощность и линейность. В идеале усилитель должен обеспечивать достаточное усиление для воспроизведения слабых сигналов, но не вносить чрезмерных искажений в сигналы с большой амплитудой.
Цифровые радиоприёмники
В этом случае выбор аналого-цифрового преобразователя в основном определяется типом архитектуры приемника. На это влияют селективность фильтров, динамический диапазон усилителей, а также ширина полосы и тип используемой модуляции.
Уровень сигнала, подаваемого на аналого-цифровой преобразователь, требует использования соответствующего разрешения. Например, в случае приемника с двойным преобразованием, предназначенного для приложения стандарта IEEE 802.16 для обработки радиочастотных сигналов используются 12-битные преобразователи. В случае использования одиночного преобразования, когда промежуточная частота выше, используются преобразователи с более высоким 14-битным разрешением. Это связано с меньшей избирательностью приемников этого типа.
В принципе сейчас идёт повсеместная тенденция к миниатюризации, что и влияет на конструкцию приемников. Интеграция все большего числа функций в единую микросхему влияет на свойства готового устройства, которые важны с точки зрения пользователя (низкая стоимость, низкое энергопотребление, небольшие размеры). Но независимо от уровня интеграции, основные элементы архитектуры приемника и основные этапы обработки принятого сигнала остаются неизменными.
Форум по обсуждению материала РАДИОПРИЕМНИКИ: ВИДЫ И ПРИНЦИП РАБОТЫ
Как правильно выбрать резистор для LED, а также способы питания светодиодов.
Схема и сборка самодельного усилителя НЧ на TDA7379, TDA7375, TDA7377 или STA540.
Схема самодельного датчика индекса ультрафиолетового света, на базе GUVA-S12SD и SGM8521.
Информация по самостоятельному ремонту и прошивке транзистор-тестера LCR-T4(T3) NoStripGrid.