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Radio Amateur Empfänger: Spezifikationen

Amateurfunkantenne nimmtHunderte und Tausende von Funksignalen gleichzeitig. Ihre Frequenzen können je nach Übertragung in den langen, mittleren, kurzen, ultrakurzen Wellen und Fernsehbändern variieren. Dazwischen sind Amateur-, Regierungs-, Handels-, Marine- und andere Stationen tätig. Die Amplituden der an die Antenneneingänge des Empfängers gelieferten Signale reichen von weniger als 1 uV bis zu vielen Millivolt. Amateurfunkkontakte treten in Mengen in der Größenordnung von einigen Mikrovolt auf. Der Zweck eines Amateurfunkers ist zweierlei: die Auswahl, Verstärkung und Demodulation des gewünschten Funksignals und das Screening aller anderen. Empfänger für Funkamateure sind sowohl separat als auch als Teil des Transceivers erhältlich.

Die Hauptkomponenten des Empfängers

Amateurfunkempfänger müssen habendie Fähigkeit, extrem schwache Signale zu empfangen, sie von den Lärm- und leistungsstarken Stationen, die immer in der Luft vorhanden sind, zu trennen. Gleichzeitig erfordert ihre Retention und Demodulation eine ausreichende Stabilität. Im Allgemeinen hängt die Leistung (und der Preis) eines Funkempfängers von seiner Empfindlichkeit, Selektivität und Stabilität ab. Es gibt andere Faktoren, die mit der Leistung des Geräts zusammenhängen. Dazu gehören Frequenzabdeckung und -auslese-, Demodulations- oder Erkennungsmodi für Booster, Mikrowellenstationen, HF-, UKW-Funkgeräte und Leistungsanforderungen. Empfänger unterscheiden sich zwar in ihrer Komplexität und Leistung, unterstützen jedoch alle vier Grundfunktionen: Empfang, Selektivität, Demodulation und Wiedergabe. Einige enthalten auch Verstärker, um das Signal auf akzeptable Pegel zu bringen.

Radioantenne

Empfang

Dies ist die Fähigkeit des Empfängers, mit den Schwachen umzugehen.von der Antenne gesammelte Signale. Bei einem Funkempfänger bezieht sich diese Funktionalität hauptsächlich auf die Empfindlichkeit. Die meisten Modelle verfügen über mehrere Verstärkungsstufen, die erforderlich sind, um die Signalstärke von Mikrovolt auf Volt zu erhöhen. Somit kann der Gesamtempfängergewinn bis zu einer Million zu eins betragen.

Anfänger Funkamateure nützlich, um das zu wissenDie Empfindlichkeit des Empfängers wird durch das in den Antennenschaltungen und dem Gerät selbst, insbesondere in den Eingangs- und HF-Modulen, erzeugte elektrische Rauschen beeinflusst. Sie entstehen durch die thermische Anregung von Leitermolekülen und in Verstärkerkomponenten wie Transistoren und Röhren. Im Allgemeinen ist das elektrische Rauschen unabhängig von der Frequenz und nimmt mit der Temperatur und der Bandbreite zu.

Störungen in der Antenne.Empfängeranschlüsse werden zusammen mit dem empfangenen Signal verstärkt. Daher gibt es eine Empfindlichkeitsgrenze des Empfängers. Bei den meisten modernen Modellen können Sie 1 µV oder weniger einnehmen. Viele Spezifikationen definieren diese Eigenschaft in Mikrovolt für 10 dB. Beispielsweise bedeutet eine Empfindlichkeit von 0,5 µV für 10 dB, dass die Amplitude des im Empfänger erzeugten Rauschens etwa 10 dB unter dem Signal von 0,5 µV liegt. Mit anderen Worten beträgt der Interferenzpegel des Empfängers etwa 0,16 uV. Jedes Signal unter diesem Wert überlappt sie und wird in der Dynamik nicht gehört.

Bei Frequenzen bis 20-30 MHz Fremdgeräusche (atmosphärisch)und anthropogen) ist in der Regel deutlich höher als die innere Störung. Die meisten Empfänger haben eine ausreichende Empfindlichkeit für die Signalverarbeitung in diesem Frequenzbereich.

Amateurfunkempfänger

Selektivität

Dies ist die Fähigkeit des Receivers, sich darauf einzustellenerforderliches Signal und unerwünschtes abweisen. Empfänger verwenden hochwertige LC-Filter, um nur ein schmales Frequenzband durchzulassen. Daher ist die Empfängerbandbreite wichtig, um unerwünschte Signale zu eliminieren. Die Selektivität vieler DV-Receiver liegt in der Größenordnung von mehreren hundert Hertz. Dies reicht aus, um die meisten Signale nahe der Betriebsfrequenz auszublenden. Alle Amateurfunkempfänger der HF- und HF-Bänder sollten eine Selektivität von etwa 2500 Hz für den Amateurfunkempfang haben. Viele DV / KV-Receiver und -Transceiver verwenden umschaltbare Filter, um den optimalen Empfang von Signalen jeder Art sicherzustellen.

Demodulation oder Erkennung

Dies ist der Prozess der Trennung der niederfrequenten Komponente (Ton) voneingehendes moduliertes Trägersignal. In Demodulationsschaltungen werden Transistoren oder Lampen verwendet. Die zwei häufigsten Arten von Detektoren, die in HF-Empfängern verwendet werden, sind Dioden für LW und HF und ein idealer Mischer für LW oder HF.

Funkempfänger Preis

Reproduktion

Das endgültige Zulassungsverfahren istWandeln Sie das erkannte Signal in Ton um, um es an einen Lautsprecher oder Kopfhörer weiterzuleiten. Normalerweise wird eine Hochfaktor-Kaskade verwendet, um einen schwachen Detektorausgang zu verstärken. Der Ausgang des Audioverstärkers wird dann zur Wiedergabe an den Lautsprecher oder Kopfhörer geleitet.

Die meisten Amateurfunkempfänger habenInterne Lautsprecher- und Kopfhörerausgangsbuchse. Ein einfacher einstufiger Audioverstärker eignet sich für Kopfhörer. Für den Lautsprecher sind normalerweise 2 oder 3-fach Audioverstärker erforderlich.

Einfache Empfänger

Die ersten Empfänger für Funkamateure vertretenein einfaches Gerät, bestehend aus Schwingkreis, Kristalldetektor und Kopfhörer. Sie konnten nur lokale Radiosender empfangen. Der Kristalldetektor kann die DV- oder HF-Signale jedoch nicht richtig demodulieren. Darüber hinaus ist die Empfindlichkeit und Selektivität eines solchen Schemas für Amateurfunk nicht ausreichend. Sie können durch Hinzufügen eines Audioverstärkers zum Detektorausgang erhöht werden.

Empfänger für Amateurfunk

Direkter Gewinn Radio

Empfindlichkeit und Selektivität können seinverbessert durch Hinzufügen einer oder mehrerer Kaskaden. Diese Art von Gerät wird als Empfänger mit direkter Verstärkung bezeichnet. Viele kommerzielle CB-Receiver der 20er und 30er Jahre. verwendet ein solches Schema. Einige hatten 2–4 Amplifikationspegel, um die erforderliche Empfindlichkeit und Selektivität zu erreichen.

Direktumwandlungsempfänger

Dies ist ein einfacher und beliebter Ansatz für den Empfang von DV undKV Das Eingangssignal wird zusammen mit der HF des Generators dem Detektor zugeführt. Die Frequenz des letzteren ist etwas höher (oder niedriger) als die erste, so dass das Schlagen erzielt werden kann. Wenn der Eingang beispielsweise 7155,0 kHz ist und der HF-Generator auf 7155,4 kHz eingestellt ist, wird ein 400 Hz-Tonsignal durch Mischen im Detektor erzeugt. Letzterer tritt durch einen sehr schmalen Klangfilter in den Hochpegelverstärker ein. Die Selektivität dieses Empfängertyps wird durch oszillierende LC-Schaltungen vor dem Detektor und einen Schallfilter zwischen Detektor und Audioverstärker erreicht.

UKW-Radio

Superheterodyn

In den frühen 1930er Jahren mit dem Ziel entwickeltdie meisten Probleme beseitigen, mit denen die frühen Typen von Amateurfunkempfängern konfrontiert sind. Heutzutage wird ein Superheterodyn-Empfänger in fast allen Arten von Funkkommunikationsdiensten verwendet, einschließlich Amateurfunk, kommerziell, sowie für die Amplituden- und Frequenzmodulation und das Fernsehen. Der Hauptunterschied zu Direktverstärkungsempfängern ist die Umwandlung des ankommenden HF-Signals in ein Zwischensignal (ZF).

HF-Verstärker

Enthalten LC-Schaltungen, die zur Verfügung stellenetwas Selektivität und begrenzter Gewinn bei der gewünschten Frequenz. Der HF-Verstärker bietet auch zwei zusätzliche Vorteile in einem Superheterodyn-Empfänger. Zunächst werden die Stufen des Mischers und des lokalen Generators vom Antennenkreis getrennt. Für einen Funkempfänger besteht der Vorteil darin, dass unerwünschte Signale gedämpft werden, deren Frequenz doppelt so hoch wie gewünscht ist.

Generator

Erforderlich, um eine Sinuswelle mit zu erzeugenkonstante Amplitude, deren Frequenz vom ankommenden Träger um einen Betrag gleich dem Wechselrichter abweicht. Der Generator erzeugt Schwingungen, deren Frequenz entweder höher oder niedriger als der Träger sein kann. Diese Wahl wird durch die Anforderungen an die Bandbreite und die HF-Abstimmung bestimmt. Die meisten dieser Knoten in den CB-Empfängern und der untere Bereich der Amateurfunk-UKW-Empfänger erzeugen eine Frequenz oberhalb des Eingangsträgers.

Amateurfunkempfänger sq

Mischer

Der Zweck dieses Geräts besteht darin, die Frequenz des eingehenden Trägersignals in die Frequenz des ZF-Verstärkers umzuwandeln. Der Mischer gibt 4 Hauptausgangssignale von 2 Eingängen aus: f1f2f1+ f2f1-f2. In einem Superheterodyn-Empfänger wird nur deren Summe oder Differenz verwendet. Andere können Störungen verursachen, wenn keine geeigneten Maßnahmen getroffen werden.

IF-Verstärker

Eigenschaften eines ZF-Verstärkers in einem SuperheterodynDer Empfänger lässt sich am besten in Bezug auf Verstärkung und Selektivität beschreiben. Im Allgemeinen werden diese Parameter vom ZF-Verstärker bestimmt. Die Selektivität des ZF-Verstärkers sollte der Bandbreite des eingehenden modulierten HF-Signals entsprechen. Wenn es größer ist, wird jede benachbarte Frequenz übersprungen und verursacht Interferenzen. Wenn die Selektivität jedoch zu eng ist, werden einige Seitenbänder abgeschnitten. Dies führt zu einem Verlust an Klarheit, wenn der Ton von einem Lautsprecher oder einem Kopfhörer abgespielt wird.

Optimale KurzwellenbandbreiteEmpfänger entspricht 2300-2500 Hz. Obwohl einige der höheren Seitenbänder, die den Sprachsignalen zugeordnet sind, über 2500 Hz hinausgehen, beeinflusst ihr Verlust den Ton oder die vom Bediener übertragenen Informationen nicht wesentlich. Für den DV-Betrieb reicht eine Selektivität von 400–500 Hz aus. Dieses schmale Band hilft, benachbarte Signale abzulehnen, die den Empfang beeinträchtigen könnten. In Amateurfunkempfängern, deren Preis höher ist, werden zwei oder mehr IF-Verstärkungsstufen mit dem vorhergehenden hochselektiven kristallinen oder mechanischen Filter verwendet. Bei dieser Anordnung werden LC-Schaltungen und ZF-Wandler zwischen den Blöcken verwendet.

Die Wahl der Zwischenfrequenz wird durch bestimmtmehrere Faktoren, die umfassen: Verstärkung, Selektivität und Signalunterdrückung. Für Niederfrequenzbänder (80 und 40 m) beträgt die bei vielen modernen Amateurfunkempfängern verwendete ZF 455 kHz. ZF-Verstärker können eine ausgezeichnete Verstärkung und Selektivität von 400–2500 Hz bieten.

moderne Amateurfunkempfänger

Beat Detektoren und Generatoren

Erkennung oder Demodulation wird als definiertder Prozess der Trennung von Audiokomponenten von einem modulierten Trägersignal. Detektoren in Superheterodyn-Empfängern werden auch sekundäre Detektoren genannt, und der Mischerknoten ist primär.

Automatische Verstärkungsregelung

Der Zweck des AGC-Knotens besteht darin, eine Konstante zu haltenAusgangspegel trotz Änderungen der Eingabe. Radiowellen, die sich in der Ionosphäre ausbreiten, werden dann abgeschwächt und dann verstärkt, und zwar aufgrund eines als Fading bekannten Phänomens. Dies führt zu einer Änderung des Empfangspegels an den Antenneneingängen in einem weiten Bereich von Werten. Da die Spannung des gleichgerichteten Signals im Detektor proportional zur Amplitude des empfangenen Signals ist, kann ein Teil davon zur Steuerung der Verstärkung verwendet werden. Für Empfänger, die Lampen- oder npn-Transistoren in den dem Detektor vorausgehenden Knoten verwenden, wird eine negative Spannung angelegt, um den Kondensator zu reduzieren. Verstärker und Mischer, die PNP-Transistoren verwenden, benötigen eine positive Spannung.

Einige Amateurfunkempfänger, besondersDer beste Transistor verfügt über einen Verstärker mit AGC zur besseren Kontrolle der Geräteeigenschaften. Die automatische Anpassung kann unterschiedliche Zeitkonstanten für Signale verschiedener Typen haben. Die Zeitkonstante gibt die Dauer der Steuerung nach dem Stoppen der Übertragung an. Während der Intervalle zwischen den Phrasen nimmt der KV-Empfänger beispielsweise sofort die volle Verstärkung wieder auf und verursacht einen störenden Rausch.

Messung der Signalstärke

In einigen Empfängern und TransceivernEin Indikator zeigt die relative Stärke der Sendung an. Normalerweise wird ein Teil des gleichgerichteten ZF-Signals vom Detektor einem Mikro- oder Milliamperemeter zugeführt. Wenn der Empfänger einen AGC-Verstärker besitzt, kann dieser Knoten auch zur Steuerung der Anzeige verwendet werden. Die meisten Messgeräte werden in S-Einheiten (von 1 bis 9) kalibriert, was eine Änderung der empfangenen Signalleistung von ungefähr 6 dB darstellt. Der Durchschnittswert oder S-9 wird verwendet, um einen Pegel von 50 µV anzuzeigen. Die obere Hälfte der S-Meter-Skala ist in Dezibel über S-9 kalibriert, normalerweise bis zu 60 dB. Dies bedeutet, dass die Stärke des empfangenen Signals 60 dB über 50 µV liegt und 50 mV entspricht.

Der Indikator ist selten genau, weilDie Arbeit wird von vielen Faktoren beeinflusst. Es ist jedoch sehr nützlich bei der Bestimmung der relativen Intensität eingehender Signale sowie bei der Überprüfung oder Abstimmung des Empfängers. Bei vielen Transceivern zeigt der Indikator den Status der Gerätefunktionen an, beispielsweise den Endstrom des HF-Verstärkers und die HF-Ausgangsleistung.

Störungen und Einschränkungen

Anfänger Funkamateure nützlich, um das zu wissenBei jedem Empfänger können Empfangsstörungen aufgrund von drei Faktoren auftreten: externes und internes Rauschen und Störsignale. Externe Interferenzen bei HF, insbesondere unter 20 MHz, sind viel höher als bei internen. Nur bei höheren Frequenzen bedrohen Empfängerknoten extrem schwache Signale. Das meiste Rauschen wird im ersten Block sowohl im HF-Verstärker als auch in der Mischerkaskade erzeugt. Um das interne Rauschen des Empfängers auf ein Minimum zu reduzieren, wurde viel Aufwand unternommen. Als Ergebnis erschienen rauscharme Schaltungen und Komponenten.

Externe Störungen können Empfangsprobleme verursachen.schwache Signale aus zwei Gründen. Erstens kann die von der Antenne erfasste Interferenz die Sendung maskieren. Befindet sich dieser in der Nähe oder unterhalb des eingehenden Geräuschpegels, ist der Empfang nahezu unmöglich. Einige erfahrene Betreiber können Broadcasts auf dem DV empfangen, selbst mit großen Störungen, aber Sprache und andere Amateursignale sind unter diesen Bedingungen nicht verständlich.

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