يستقبل هوائي راديو الهواة مئات وآلاف من إشارات الراديو في وقت واحد. قد تختلف تردداتها اعتمادًا على الإرسال على الموجات الطويلة والمتوسطة والقصيرة وفائقة القصر ونطاقات التلفزيون. تعمل المحطات الهواة والحكومية والتجارية والبحرية وغيرها من المحطات فيما بينها. اتساع الإشارات المطبقة على مدخلات هوائي المستقبل تختلف من أقل من 1 μV إلى العديد من الميليفولت. تحدث الاتصالات اللاسلكية للهواة على مستويات بترتيب بضعة ميكروفولت. الغرض من جهاز استقبال هواة مزدوج: تحديد وتضخيم وإزالة تشكيل إشارة الراديو المطلوبة ، وتصفية جميع الإشارات الأخرى. تتوفر أجهزة الاستقبال لهواة الراديو بشكل منفصل وكجزء من جهاز الإرسال والاستقبال.
المكونات الرئيسية لجهاز الاستقبال
يجب أن تكون أجهزة استقبال راديو Ham قادرة على التقاط إشارات ضعيفة للغاية ، وفصلها عن الضوضاء والمحطات القوية التي تكون دائمًا على الهواء. في الوقت نفسه ، يعد الاستقرار الكافي ضروريًا للاحتفاظ بها وإزالتها. بشكل عام ، يعتمد أداء (وسعر) جهاز استقبال الراديو على حساسيته وانتقائه واستقراره. هناك عوامل أخرى تتعلق بالتشغيلخصائص الجهاز. وتشمل تغطية الترددات والقراءة وإزالة التشكيل أو الكشف عن أجهزة الراديو LW و MW و HF و VHF ومتطلبات القدرة. على الرغم من اختلاف أجهزة الاستقبال من حيث التعقيد والأداء ، إلا أنها تدعم جميعًا 4 وظائف أساسية: الاستقبال والانتقائية وإزالة التشكيل والتشغيل. يشتمل بعضها أيضًا على مكبرات صوت لتعزيز الإشارة إلى مستويات مقبولة.
استقبال
هذه هي قدرة المستقبل على التعامل مع الإشارات الضعيفة التي يلتقطها الهوائي. بالنسبة لمستقبل الراديو ، ترتبط هذه الوظيفة بشكل أساسي بالحساسية. تحتوي معظم الطرز على عدة مراحل من التضخيم اللازمة لزيادة قوة الإشارة من الفولتات الدقيقة إلى الفولتات. وبالتالي ، يمكن أن يكون مكسب جهاز الاستقبال الإجمالي في حدود مليون إلى واحد.
من المفيد لهواة الراديو المبتدئين معرفة أن حساسية المستقبل تتأثر بالضوضاء الكهربائية المتولدة في دوائر الهوائي والجهاز نفسه ، خاصة في وحدات الإدخال والترددات اللاسلكية. وهي تنشأ من الإثارة الحرارية لجزيئات الموصل وفي مكونات المضخم مثل الترانزستورات والأنابيب. بشكل عام ، الضوضاء الكهربائية مستقلة عن التردد وتزداد مع درجة الحرارة وعرض النطاق.
يتم تضخيم أي تداخل موجود عند مطاريف هوائي المستقبل مع الإشارة المستقبلة. وبالتالي ، هناك حد لحساسية جهاز الاستقبال. تسمح لك معظم الطرز الحديثة بأخذ 1 ميكرو فولت أو أقل. تحدد العديد من المواصفات هذه الخاصية فيميكرو فولت لمدة 10 ديسيبل. على سبيل المثال ، تعني الحساسية البالغة 0.5 V لـ 10 dB أن اتساع الضوضاء المتولدة في المستقبل أقل بنحو 10 dB من إشارة 0.5 V. وبعبارة أخرى ، يبلغ مستوى ضوضاء المستقبل حوالي 0.16 μV. سيتم تغطية أي إشارة أقل من هذه القيمة من قبلهم ولن يتم سماعها في السماعة.
عند ترددات تصل إلى 20-30 ميجاهرتز ، عادةً ما تكون الضوضاء الخارجية (الغلاف الجوي والبشري) أعلى بكثير من الضوضاء الداخلية. معظم أجهزة الاستقبال حساسة بدرجة كافية لمعالجة الإشارات في نطاق التردد هذا.
الانتقائية
هذه هي قدرة جهاز الاستقبال على ضبط الإشارة المطلوبة ورفض الإشارات غير المرغوب فيها. تستخدم أجهزة الاستقبال مرشحات LC عالية الجودة لتمرير نطاق ضيق من الترددات فقط. وبالتالي ، فإن عرض النطاق الترددي لجهاز الاستقبال ضروري للقضاء على الإشارات غير المرغوب فيها. انتقائية العديد من أجهزة استقبال DV بترتيب عدة مئات من هرتز. هذا يكفي لتصفية معظم الإشارات القريبة من تردد التشغيل. يجب أن تحتوي جميع أجهزة استقبال راديو الهواة HF و MW على انتقائية تبلغ حوالي 2500 هرتز لاستقبال صوت الهواة. تستخدم العديد من أجهزة الاستقبال والإرسال والاستقبال LW / HF مرشحات قابلة للتحويل لضمان الاستقبال الأمثل لأي نوع من الإشارات.
الاستخلاص أو الكشف
هذه هي عملية فصل مكون التردد المنخفض (الصوت) عن إشارة الموجة الحاملة المعدلة الواردة. تستخدم دارات الاستخلاص الترانزستورات أو الأنابيب. النوعان الأكثر شيوعًا من أجهزة الكشف المستخدمة في الترددات اللاسلكيةأجهزة الاستقبال ، هي صمام ثنائي ل LW و MW وخلاط مثالي لـ LW أو HF.
تشغيل
العملية النهائية للاستقبال هي تحويل الإشارة المكتشفة إلى صوت ليتم تغذيتها إلى السماعة أو سماعات الرأس. عادة ، يتم استخدام مرحلة الكسب العالي لتضخيم ناتج الكاشف الضعيف. ثم يتم تغذية خرج مكبر الصوت إلى مكبر الصوت أو سماعات الرأس للتشغيل.
تحتوي معظم أجهزة راديو لحم الخنزير على مكبر صوت داخلي ومقبس إخراج سماعة رأس. مكبر صوت بسيط أحادي المرحلة مناسب لتشغيل سماعة الرأس. يتطلب مكبر الصوت عادة مكبر صوت من 2 أو 3 مراحل.
مستقبلات بسيطة
كانت أجهزة الاستقبال الأولى لهواة الراديو هي أبسط الأجهزة التي تتكون من دائرة تذبذبية وكاشف بلوري وسماعات رأس. يمكنهم فقط استقبال محطات الراديو المحلية. ومع ذلك ، فإن الكاشف البلوري غير قادر على إزالة تشكيل إشارات LW أو SW بشكل صحيح. بالإضافة إلى ذلك ، فإن حساسية وانتقائية مثل هذا المخطط ليست كافية لعمل هواة الراديو. يمكنك زيادتها عن طريق إضافة مكبر صوت إلى خرج الكاشف.
راديو مباشر تضخيم
يمكن تحسين الحساسية والانتقائية بإضافة مرحلة واحدة أو أكثر. يسمى هذا النوع من الأجهزة جهاز استقبال التضخيم المباشر. العديد من أجهزة استقبال CB التجارية من العشرينات والثلاثينيات استخدم هذا المخطط. البعض منهم لديه 2-4 مراحل من التضخيم للحصول عليهاالحساسية المطلوبة والانتقائية.
مستقبل تحويل مباشر
هذا نهج بسيط وشائع لأخذ LW و HF. يتم تغذية إشارة الدخل للكاشف مع التردد اللاسلكي من المولد. تردد الأخير أعلى قليلاً (أو أقل) من السابق ، بحيث يمكن الحصول على نبضة. على سبيل المثال ، إذا كان الإدخال 7155.0 كيلو هرتز وكان مذبذب التردد اللاسلكي مضبوطًا على 7155.4 كيلو هرتز ، فإن المزج في الكاشف ينتج إشارة صوتية تبلغ 400 هرتز. يدخل الأخير إلى مكبر الصوت عالي المستوى من خلال مرشح صوت ضيق للغاية. يتم تحقيق الانتقائية في هذا النوع من المستقبلات باستخدام دوائر LC متذبذبة أمام الكاشف ومرشح صوتي بين الكاشف ومضخم الصوت.
المتغاير الفائق
تم تصميمه في أوائل الثلاثينيات من القرن الماضي للتخلص من معظم المشكلات التي واجهتها الأنواع المبكرة من أجهزة استقبال راديو الهواة. اليوم ، يتم استخدام جهاز الاستقبال المتغاير الفائق في جميع أنواع خدمات الراديو تقريبًا ، بما في ذلك راديو الهواة ، والتجارية ، و AM ، و FM ، والتلفزيون. الاختلاف الرئيسي من مستقبلات التضخيم المباشر هو تحويل إشارة التردد الراديوي الواردة إلى إشارة وسيطة (IF).
مضخم صوت عالي التردد
يحتوي على دارات LC التي توفر بعض الانتقائية والكسب المحدود عند التردد المطلوب. يوفر مضخم التردد الراديوي أيضًا فائدتين إضافيتين في مستقبل التغاير الفائق. أولاً ، يقوم بعزل مراحل الخلاط والمذبذب المحلي عن حلقة الهوائي. بالنسبة لجهاز استقبال الراديو ، فإن الميزة هي أنه مخففإشارات غير مرغوب فيها ضعف التردد المطلوب
مولد
مطلوب لإنتاج موجة جيبية ذات سعة ثابتة يختلف ترددها عن الموجة الحاملة الواردة بمقدار يساوي IF. ينشئ المولد اهتزازات ، يمكن أن يكون ترددها أعلى أو أقل من الموجة الحاملة. يتم تحديد هذا الاختيار من خلال عرض النطاق الترددي ومتطلبات ضبط التردد اللاسلكي. تولد معظم هذه العقد في مستقبلات MW ومستقبلات VHF منخفضة النطاق للهواة ترددًا أعلى من حامل الإدخال.
خلاط
الغرض من هذه الكتلة هو تحويل تردد إشارة الموجة الحاملة الواردة إلى تردد مضخم IF. يخرج الخلاط 4 مخرجات رئيسية من مدخلين: f1، f2، f1+ f2 ، f1-f2. في مستقبل المتغاير الفائق ، يتم استخدام مجموعها أو فرقها فقط. قد يتسبب البعض الآخر في حدوث تداخل إذا لم يتم اتخاذ الإجراءات المناسبة.
إذا مكبر الصوت
أفضل وصف لأداء مضخم IF في مستقبل متغاير فائق من حيث الكسب (GA) والانتقائية. بشكل عام ، يتم تحديد هذه المعلمات بواسطة مضخم IF. يجب أن تكون انتقائية مكبر الصوت IF مساوية لعرض النطاق الترددي لإشارة RF الواردة. إذا كان أكبر ، يتم تخطي أي تردد مجاور ويسبب تداخلاً. من ناحية أخرى ، إذا كانت الانتقائية ضيقة جدًا ، فسيتم قص بعض النطاقات الجانبية. ينتج عن هذا فقدان الوضوح عند تشغيل الصوت من خلال مكبر الصوت أو سماعات الرأس.
عرض النطاق الترددي الأمثل لجهاز استقبال الموجات القصيرة هو 2300-2500 هرتز. على الرغم من أن بعض النطاقات الجانبية الأعلى المرتبطة بالكلام تمتد إلى ما بعد 2500 هرتز ، إلا أن خسارتها لا يؤثر بشكل كبير على الصوت أو المعلومات التي ينقلها المشغل. الانتقائية 400-500 هرتز كافية لتشغيل DW. يساعد عرض النطاق الضيق هذا على رفض أي إشارة تردد مجاورة قد تتداخل مع الاستقبال. تستخدم أجهزة راديو الهواة الأعلى سعراً مرحلتين أو أكثر من مراحل كسب IF مسبوقة ببلورة انتقائية للغاية أو مرشح ميكانيكي. يستخدم هذا التخطيط دارات LC ومحولات IF بين الكتل.
يتم تحديد اختيار التردد المتوسط من خلال عدة عوامل ، من بينها: الكسب والانتقائية وقمع الإشارة. بالنسبة للنطاقات منخفضة التردد (80 و 40 مترًا) ، فإن IF المستخدم في العديد من أجهزة استقبال راديو الهواة الحديثة هو 455 كيلو هرتز. يمكن أن توفر مكبرات الصوت IF كسبًا ممتازًا وانتقائية من 400 إلى 2500 هرتز.
كاشفات وضرب المولدات
يُعرّف الكشف أو إزالة التشكيل بأنه عملية فصل مكونات التردد الصوتي عن إشارة الموجة الحاملة المعدلة. الكاشفات في مستقبلات التغاير الفائق تسمى أيضًا ثانوية ، والأولية هي مجموعة الخلاط.
التحكم في الكسب التلقائي
الغرض من عقدة AGC هو الحفاظ على مستوى إخراج ثابت على الرغم من التغييرات في المدخلات. تنتشر موجات الراديو عبر طبقة الأيونوسفيرتضعف ثم تكثف بسبب ظاهرة تعرف باسم التلاشي. وهذا يؤدي إلى تغيير في مستوى الاستقبال عند مدخلات الهوائي في نطاق واسع من القيم. نظرًا لأن جهد الإشارة المصححة في الكاشف يتناسب مع سعة الإشارة المستقبلة ، يمكن استخدام جزء منها للتحكم في الكسب. بالنسبة للمستقبلات التي تستخدم أنبوبًا أو ترانزستورات NPN في العقد التي تسبق الكاشف ، يتم تطبيق جهد سلبي لتقليل الكسب. مكبرات الصوت والخلاطات التي تستخدم الترانزستورات PNP تتطلب جهدًا موجبًا.
تحتوي بعض أجهزة راديو لحم الخنزير ، خاصةً تلك التي تحتوي على ترانزستور أفضل ، على مكبر صوت AGC لمزيد من التحكم في أداء الجهاز. قد يكون للضبط التلقائي ثوابت زمنية مختلفة لأنواع الإشارات المختلفة. يحدد ثابت الوقت مدة التحكم بعد إنهاء البث. على سبيل المثال ، خلال الفترات الفاصلة بين العبارات ، سيستأنف مستقبل HF على الفور الكسب الكامل ، مما يؤدي إلى انفجار ضوضاء مزعج.
قياس قوة الإشارة
تحتوي بعض أجهزة الاستقبال وأجهزة الإرسال والاستقبال على مؤشر يشير إلى القوة النسبية للبث. عادة ، يتم تطبيق جزء من إشارة IF المصححة من الكاشف على ميكرو- أو مليمتر. إذا كان جهاز الاستقبال يحتوي على مضخم AGC ، فيمكن أيضًا استخدام هذه العقدة للتحكم في المؤشر. تتم معايرة معظم العدادات في وحدات S (من 1 إلى 9) ، والتي تمثل تقريبًا تغييرًا بمقدار 6 ديسيبل في قوة الإشارة المستقبلة. يتم استخدام القراءة الوسطى أو S-9 للإشارة إلى مستوى 50 µV. مقياس النصف العلوييتم معايرة مقياس S بالديسيبل فوق S-9 ، وعادة ما يصل إلى 60 ديسيبل. هذا يعني أن قوة الإشارة المستقبلة هي 60 ديسيبل أعلى من 50 فولت وتساوي 50 مللي فولت.
نادرًا ما يكون المؤشر دقيقًا لأن العديد من العوامل تؤثر على أدائه. ومع ذلك ، فهي مفيدة للغاية عند تحديد الكثافة النسبية للإشارات الواردة ، وعند فحص أو ضبط جهاز الاستقبال. في العديد من أجهزة الإرسال والاستقبال ، يتم استخدام مؤشر LED لإظهار حالة ميزات الجهاز مثل تيار خرج مضخم التردد اللاسلكي وطاقة خرج التردد اللاسلكي.
التدخل والقيود
من الجيد للمبتدئين معرفة أن أي جهاز استقبال يمكن أن يواجه صعوبات في الاستقبال بسبب ثلاثة عوامل: الضوضاء الخارجية والداخلية وإشارات التداخل. يعتبر تداخل التردد اللاسلكي الخارجي ، خاصة أقل من 20 ميجاهرتز ، أعلى بكثير من التداخل الداخلي. فقط في الترددات الأعلى تشكل نقاط الاستقبال تهديدًا للإشارات الضعيفة للغاية. يتم إنشاء معظم الضوضاء في الكتلة الأولى ، في كل من مضخم التردد اللاسلكي وفي مرحلة الخلاط. تم بذل الكثير من الجهد لتقليل التداخل الداخلي للمستقبل إلى أدنى مستوى. والنتيجة دوائر ومكونات منخفضة الضوضاء.
التدخل الخارجي يمكن أن يسبب مشاكل عند استقبال إشارات ضعيفة لسببين. أولاً ، يمكن للتداخل الذي يلتقطه الهوائي أن يخفي البث. إذا كان الأخير قريبًا من مستوى الضوضاء الواردة أو أقل منه ، يكون الاستقبال شبه مستحيل. يمكن لبعض المشغلين ذوي الخبرة استقبال البث على LW حتى مع التداخل الشديد ، لكن الصوت وإشارات الهواة الأخرى غير مفهومة في ظل هذه الظروف.
