لفترة طويلة ، تصدرت أجهزة الراديو قائمة أهم الاختراعات البشرية. تم الآن إعادة بناء أول هذه الأجهزة وتغييرها بطريقة حديثة ، ومع ذلك ، لم يتغير الكثير في مخطط تجميعها - نفس الهوائي ونفس التأريض ودائرة التذبذب لتصفية إشارة غير ضرورية. مما لا شك فيه أن المخططات أصبحت أكثر تعقيدًا منذ عهد مبتكر الراديو بوبوف. طور أتباعه الترانزستورات والدوائر الدقيقة لإعادة إنتاج إشارة أفضل وأكثر كثافة للطاقة.
لماذا من الأفضل البدء بأنماط بسيطة؟
إذا فهمت دارة راديو بسيطة ، فيمكنك التأكد من أن معظم طريق النجاح في مجال التجميع والتشغيل قد تم إتقانه بالفعل. في هذه المقالة ، سنحلل العديد من مخططات هذه الأجهزة ، وتاريخ حدوثها والخصائص الرئيسية: التردد ، والمدى ، وما إلى ذلك.
الخلفية التاريخية
7 مايو 1895 يعتبر عيد ميلاد الراديو. في هذا اليوم ، عرض العالم الروسي أ.س.بوبوف أجهزته في اجتماع للفيزياء والكيميائية الروسيةالمجتمع
في عام 1899 ، تم بناء أول خط اتصال لاسلكي بطول 45 كم بين جزيرة هوغلاند ومدينة كوتكا. خلال الحرب العالمية الأولى ، انتشر جهاز استقبال التضخيم المباشر والأنابيب المفرغة. خلال الأعمال العدائية ، ثبت أن وجود راديو ضروري من الناحية الاستراتيجية.
في عام 1918 ، في الوقت نفسه في فرنسا وألمانيا والولايات المتحدة ، طور العلماء L. Levvy و L. سنوات الثلاثينيات.
ظهرت أجهزة الترانزستور وتم تطويرها في الخمسينيات والستينيات. أول جهاز استقبال راديو رباعي الترانزستور يستخدم على نطاق واسع ، ريجنسي TR-1 ، تم إنشاؤه بواسطة الفيزيائي الألماني هربرت ماتاري بدعم من الصناعي جاكوب مايكل. تم طرحه للبيع في الولايات المتحدة في عام 1954. جميع أجهزة الراديو القديمة تستخدم الترانزستورات.
في السبعينيات ، بدأت دراسة وتنفيذ الدوائر المتكاملة. تتطور أجهزة الاستقبال الآن مع تكامل العقدة الرائع ومعالجة الإشارات الرقمية.
مواصفات الجهاز
لكل من أجهزة الراديو القديمة والحديثة خصائص معينة:
- الحساسية - القدرة على استقبال الإشارات الضعيفة
- النطاق الديناميكي - يقاس بالهرتز.
- مناعة ضد الضوضاء.
- الانتقائية (الانتقائية) - القدرة على قمع الإشارات الدخيلة.
- مستوى الضوضاء الداخلية.
- الاستقرار.
هذه الخصائص ليست كذلكتغيير الأجيال الجديدة من الريسيفرات وتحديد أدائها وسهولة استخدامها
كيف تعمل أجهزة الراديو
في الشكل الأكثر عمومية ، عملت أجهزة استقبال الراديو لاتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية وفقًا للمخطط التالي:
- بسبب التقلبات في المجال الكهرومغناطيسي ، يظهر تيار متردد في الهوائي.
- يتم ترشيح التذبذبات (الانتقائية) لفصل المعلومات عن الضوضاء ، أي يتم استخراج عنصرها المهم من الإشارة.
- يتم تحويل الإشارة المستقبلة إلى صوت (في حالة الراديو).
وفقًا لمبدأ مشابه ، تظهر صورة على التلفزيون ، ويتم نقل البيانات الرقمية ، وتعمل المعدات التي يتم التحكم فيها عن طريق الراديو (مروحيات الأطفال ، والسيارات).
كان جهاز الاستقبال الأول أشبه بأنبوب زجاجي به قطبان كهربائيان وداخله نشارة الخشب. تم تنفيذ العمل وفقًا لمبدأ عمل الشحنات على مسحوق المعدن. يتمتع جهاز الاستقبال بمقاومة كبيرة وفقًا للمعايير الحديثة (تصل إلى 1000 أوم) نظرًا لحقيقة أن نشارة الخشب كان اتصالها ضعيفًا مع بعضها البعض ، وانزلق جزء من الشحنة إلى المجال الجوي ، حيث تبدد. بمرور الوقت ، تم استبدال هذه النشارة بدائرة متذبذبة وترانزستورات لتخزين ونقل الطاقة.
اعتمادًا على الدائرة الفردية للمستقبل ، يمكن أن تخضع الإشارة الموجودة فيها لفلترة إضافية حسب السعة والتردد ، والتضخيم ، والرقمنة لمزيد من معالجة البرامج ، وما إلى ذلك. توفر دائرة مستقبل الراديو البسيطة معالجة إشارة واحدة.
المصطلحات
تسمى الدائرة التذبذبية في أبسط أشكالها الملف ومكثف مغلق في دائرة. بمساعدتهم ، من جميع الإشارات الواردة ، من الممكن تحديد الإشارة المطلوبة بسبب التردد الطبيعي لتذبذبات الدائرة. تعتمد أجهزة استقبال الراديو لاتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، وكذلك الأجهزة الحديثة ، على هذا الجزء. كيف يعمل كل هذا؟
كقاعدة عامة ، يتم تشغيل مستقبلات الراديو بواسطة البطاريات ، والتي يختلف عددها من 1 إلى 9. بالنسبة لأجهزة الترانزستور ، يتم استخدام بطاريات 7D-0.1 و Krona بجهد يصل إلى 9 فولت على نطاق واسع. كلما زاد عدد البطاريات أ تتطلب دارة استقبال الراديو البسيطة ، فكلما طالت مدة عملها
حسب تردد الإشارات المستقبلة تنقسم الأجهزة إلى الأنواع التالية:
- Longwave (LW) - من 150 إلى 450 كيلو هرتز (تنتشر بسهولة في طبقة الأيونوسفير). مهمة الموجات الارضية تتناقص شدتها مع المسافة
- موجة متوسطة (MW) - من 500 إلى 1500 كيلو هرتز (تنتشر بسهولة في الغلاف الجوي المتأين أثناء النهار ، ولكنها تنعكس في الليل). خلال ساعات النهار ، يتم تحديد النطاق من خلال الموجات الأرضية ، في الليل - من خلال الموجات المنعكسة.
- الموجة القصيرة (HF) - من 3 إلى 30 ميجاهرتز (لا تهبط ، فهي تنعكس حصريًا عن طريق الأيونوسفير ، لذلك توجد منطقة صمت لاسلكي حول جهاز الاستقبال). مع قوة الإرسال المنخفضة ، يمكن للموجات القصيرة أن تسافر مسافات طويلة.
- الموجات القصيرة الفائقة (VHF) - من 30 إلى 300 ميجاهرتز (لها قدرة اختراق عالية ، كقاعدة عامة ، تنعكس من خلال الأيونوسفير وتلتف بسهولة حول العوائق).
- عالي التردد (HF) - من 300 ميجاهرتز إلى 3 جيجاهرتز (تستخدم في الاتصالات الخلوية والواي فاي ، تعمل على مرمى البصر ، ولا تتخطى العوائق ونشر بشكل مستقيم).
- تردد عالي للغاية (EHF) - من 3 إلى 30 جيجاهرتز (يستخدم للاتصالات الساتلية ، ينعكس من العوائق ويعمل ضمن خط البصر).
- التردد العالي (HHF) - من 30 جيجاهرتز إلى 300 جيجاهرتز (لا تلتف حول العوائق وتنعكس مثل الضوء ، يتم استخدامها بشكل محدود للغاية).
عند استخدام HF و MW و LW ، يمكن إجراء البث أثناء التواجد بعيدًا عن المحطة. يستقبل النطاق VHF الإشارات بشكل أكثر تحديدًا ، ولكن إذا كانت المحطة تدعمها فقط ، فلن يعمل الاستماع إلى الترددات الأخرى. يمكن تجهيز جهاز الاستقبال بمشغل للاستماع إلى الموسيقى وجهاز عرض للعرض على الأسطح البعيدة وساعة ومنبه. سيصبح وصف دائرة استقبال الراديو بهذه الإضافات أكثر تعقيدًا.
أتاح إدخال رقاقة في أجهزة استقبال الراديو زيادة كبيرة في نصف قطر الاستقبال وتردد الإشارات. ميزتها الرئيسية هي استهلاك منخفض للطاقة نسبيًا وصغر حجمها ، وهو مناسب للحمل. تحتوي الدائرة المصغرة على جميع المعلمات الضرورية لاختزال الإشارة وقابلية قراءة بيانات الإخراج. تهيمن معالجة الإشارات الرقمية على الأجهزة الحديثة. كانت أجهزة استقبال الراديو لاتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية مخصصة فقط لنقل إشارة صوتية ، فقط في العقود الأخيرة تطور جهاز المستقبلات وأصبح أكثر تعقيدًا.
مخططات أبسط أجهزة الاستقبال
تم تطوير مخطط أبسط جهاز استقبال لاسلكي لتجميع منزل في أيام اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية. ثم ، كما هو الحال الآن ، تم تقسيم الأجهزة إلى كاشف ، تضخيم مباشر ، تحويل مباشر ،نوع المتغاير الفائق ، منعكس ، متجدد وفائق التجديد. أبسط في الإدراك والتجميع هي مستقبلات الكاشف ، والتي يمكن اعتبار أن تطوير الراديو بدأ منها في بداية القرن العشرين. كانت أصعب الأجهزة هي الأجهزة التي تعتمد على الدوائر الدقيقة والعديد من الترانزستورات. ومع ذلك ، إذا فهمت مخططًا واحدًا ، فلن يمثل الآخرون مشكلة بعد الآن.
مستقبل كاشف بسيط
تحتوي دارة أبسط مستقبل راديو على جزأين: صمام ثنائي الجرمانيوم (سيفي D8 و D9) وهاتف رئيسي بمقاومة عالية (TON1 أو TON2). نظرًا لعدم وجود دائرة تذبذبية في الدائرة ، فلن تتمكن من التقاط إشارات بث محطة إذاعية معينة في منطقة معينة ، ولكنها ستتعامل مع مهمتها الرئيسية.
للعمل ، أنت بحاجة إلى هوائي جيد يمكنك رميها على شجرة وسلك أرضي. للتأكيد ، يكفي إرفاقه بقطعة معدنية ضخمة (على سبيل المثال ، دلو) ودفنها بضعة سنتيمترات في الأرض.
خيار الدائرة التذبذبية
في الدائرة السابقة لإدخال الانتقائية ، يمكنك إضافة محث ومكثف ، لإنشاء دائرة تذبذبية. الآن ، إذا رغبت في ذلك ، يمكنك التقاط إشارة محطة راديو معينة وحتى تضخيمها.
مستقبل الموجة القصيرة المتجدد للصمام
أجهزة الراديو ذات الصمامات ، التي تكون دائرتها بسيطة للغاية ، مصنوعة لاستقبال الإشارات من محطات الهواة على مسافات قصيرة - على نطاقات من VHF(الموجات الفائقة) إلى LW (الموجة الطويلة). في هذه الدائرة ، تعمل مصابيح البطارية من نوع الإصبع. يولدون أفضل على VHF. ويتم إزالة مقاومة حمل الأنود بتردد منخفض. يتم عرض جميع التفاصيل في الرسم التخطيطي ، ويمكن اعتبار الملفات والخنق فقط محلية الصنع. إذا كنت ترغب في استقبال إشارات تليفزيونية ، فإن ملف L2 (EBF11) يتكون من 7 لفات بقطر 15 مم وسلك 1.5 مم. بالنسبة لجهاز استقبال هواة ، 5 أدوار ستفي بالغرض.
راديو تضخيم مباشر مع اثنين من الترانزستورات
تحتوي الدائرة على هوائي مغناطيسي ومضخم صوت جهير من مرحلتين - هذه دائرة تذبذبية مضبوطة للإدخال لمستقبل الراديو. المرحلة الأولى هي كاشف إشارة التردد الراديوي. يتم لف المحرِّض في 80 لفة بواسطة PEV-0 ، 25 سلكًا (من المنعطف السادس يوجد صنبور من الأسفل وفقًا للرسم التخطيطي) على قضيب من الفريت بقطر 10 مم وطول 40.
تم تصميم دائرة الراديو البسيطة هذه للتعرف على الإشارات القوية من المحطات القريبة.
جهاز FM فائق التوليد
جهاز استقبال FM ، تم تجميعه وفقًا لطراز E. Solodovnikov ، سهل التجميع ، ولكنه يتمتع بحساسية عالية (حتى 1 μV). تستخدم هذه الأجهزة للإشارات عالية التردد (أكثر من 1 ميغا هرتز) مع تعديل السعة. بسبب ردود الفعل الإيجابية القوية ، يزداد اكتساب المرحلة إلى ما لا نهاية ، وتدخل الدائرة في وضع التوليد. لهذا السبب ، تحدث الإثارة الذاتية. لتجنب ذلك واستخدام جهاز الاستقبال كمضخم عالي التردد ، اضبط المستوىالمعامل ، وعندما يصل إلى هذه القيمة ، ينخفض بشكل حاد إلى الحد الأدنى. لرصد الكسب المستمر ، يمكنك استخدام مولد نبض المنشار ، أو يمكنك القيام بذلك بسهولة.
من الناحية العملية ، غالبًا ما يعمل مكبر الصوت نفسه كمولد. بمساعدة المرشحات (R6C7) ، التي تبرز إشارات التردد المنخفض ، يكون مرور الاهتزازات فوق الصوتية إلى مدخلات سلسلة ULF اللاحقة محدودًا. بالنسبة لإشارات FM 100-108 MHz ، يتم تحويل ملف L1 إلى نصف دورة مع مقطع عرضي 30 مم وجزء خطي 20 مم بقطر سلك 1 مم. ويحتوي الملف L2 على 2-3 لفات بقطر 15 ملم وسلك بقطر 0.7 ملم داخل نصف لفة. كسب جهاز الاستقبال متاح للإشارات من 87.5 ميجا هرتز.
جهاز على شريحة
يعتبر راديو HF ، الذي تم تصميمه في السبعينيات ، الآن النموذج الأولي للإنترنت. تنتقل إشارات الموجات القصيرة (3-30 ميجاهرتز) لمسافات طويلة. من السهل إعداد جهاز الاستقبال للاستماع إلى البث في بلد آخر. لهذا ، تلقى النموذج الأولي اسم راديو العالم.
جهاز استقبال بسيط عالي التردد
دائرة أبسط لمستقبل الراديو خالية من دائرة كهربائية دقيقة. يغطي مدى من 4 إلى 13 ميجا هرتز في التردد ويصل طوله إلى 75 مترًا. طعام - 9 فولت من بطارية كرونا. يمكن أن يكون السلك بمثابة هوائي. المتلقي يعمل على سماعات من المشغل. تم بناء الأطروحة عالية التردد على ترانزستورات VT1 و VT2. بسبب المكثف C3 ، تنشأ شحنة عكسية موجبة ، ينظمها المقاوم R5.
حديثأجهزة راديو
الأجهزة الحديثة تشبه إلى حد بعيد مستقبلات الراديو لاتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية: فهي تستخدم نفس الهوائي ، حيث تحدث التذبذبات الكهرومغناطيسية الضعيفة. تظهر اهتزازات عالية التردد من محطات راديو مختلفة في الهوائي. لا يتم استخدامها مباشرة لنقل الإشارات ، ولكن يتم تنفيذ عمل الدائرة اللاحقة. الآن يتحقق هذا التأثير بمساعدة أجهزة أشباه الموصلات.
تم تطوير أجهزة الاستقبال على نطاق واسع في منتصف القرن العشرين وتم تحسينها باستمرار منذ ذلك الحين ، على الرغم من استبدالها بالهواتف المحمولة والأجهزة اللوحية وأجهزة التلفزيون.
لقد تغير الترتيب العام لمستقبلات الراديو بشكل طفيف منذ عهد بوبوف. يمكننا القول أن الدوائر أصبحت أكثر تعقيدًا ، فقد تمت إضافة دوائر دقيقة وترانزستورات ، وأصبح من الممكن تلقي ليس فقط إشارة صوتية ، ولكن أيضًا لتضمين جهاز عرض. لذلك تطورت أجهزة الاستقبال إلى أجهزة تلفزيون. الآن ، إذا كنت ترغب في ذلك ، يمكنك إنشاء ما تشتهيه نفسك في الجهاز.
