วงจรเครื่องรับวิทยุอย่างง่าย: คำอธิบาย วิทยุเก่า

สารบัญ:

วงจรเครื่องรับวิทยุอย่างง่าย: คำอธิบาย วิทยุเก่า
วงจรเครื่องรับวิทยุอย่างง่าย: คำอธิบาย วิทยุเก่า
Anonim

วิทยุอยู่ในรายชื่อสิ่งประดิษฐ์ที่สำคัญที่สุดของมนุษยชาติมาเป็นเวลานาน อุปกรณ์ดังกล่าวชุดแรกได้ถูกสร้างขึ้นใหม่และเปลี่ยนแปลงในรูปแบบที่ทันสมัย อย่างไรก็ตาม มีการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในรูปแบบการประกอบ - เสาอากาศเดียวกัน การลงกราวด์เดียวกัน และวงจรออสซิลเลเตอร์เพื่อกรองสัญญาณที่ไม่จำเป็นออกไป ไม่ต้องสงสัยเลยว่าแผนงานมีความซับซ้อนมากขึ้นตั้งแต่สมัยของ Popov ผู้สร้างวิทยุ ผู้ติดตามของเขาพัฒนาทรานซิสเตอร์และไมโครเซอร์กิตเพื่อสร้างสัญญาณที่ดีและใช้พลังงานมากขึ้น

ทำไมจึงดีกว่าที่จะเริ่มต้นด้วยรูปแบบง่ายๆ

หากคุณเข้าใจวงจรวิทยุอย่างง่าย คุณจะมั่นใจได้ว่าแนวทางส่วนใหญ่สู่ความสำเร็จในด้านการประกอบและการใช้งานได้รับการเชี่ยวชาญแล้ว ในบทความนี้ เราจะวิเคราะห์รูปแบบต่างๆ ของอุปกรณ์ดังกล่าว ประวัติการเกิดขึ้น และลักษณะสำคัญ: ความถี่ ช่วง ฯลฯ

ภูมิหลังทางประวัติศาสตร์

7 พฤษภาคม พ.ศ. 2438 ถือเป็นวันเกิดของวิทยุ ในวันนี้นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย A. S. Popov ได้สาธิตอุปกรณ์ของเขาในที่ประชุมของ Russian Physical and Chemicalสังคม

ในปี พ.ศ. 2442 สายสื่อสารวิทยุยาว 45 กม. สายแรกถูกสร้างขึ้นระหว่างเกาะฮอกแลนด์และเมืองคอตกา ในช่วงสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง เครื่องรับขยายสัญญาณตรงและหลอดสุญญากาศเริ่มแพร่หลาย ในระหว่างการสู้รบ การมีอยู่ของวิทยุได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีความจำเป็นเชิงกลยุทธ์

วงจรวิทยุอย่างง่าย
วงจรวิทยุอย่างง่าย

ในปี 1918 พร้อมกันในฝรั่งเศส เยอรมนี และสหรัฐอเมริกา นักวิทยาศาสตร์ L. Levvy, L. Schottky และ E. Armstrong ได้พัฒนาวิธีการรับสัญญาณ superheterodyne แต่เนื่องจากหลอดสุญญากาศที่อ่อนแอ หลักการนี้จึงใช้กันอย่างแพร่หลายเฉพาะใน ทศวรรษที่ 1930

อุปกรณ์ทรานซิสเตอร์ปรากฏขึ้นและพัฒนาในยุค 50 และ 60 Regency TR-1 เครื่องรับวิทยุสี่ทรานซิสเตอร์ตัวแรกที่ใช้กันอย่างแพร่หลายถูกสร้างขึ้นโดยนักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน Herbert Matare โดยได้รับการสนับสนุนจากนักอุตสาหกรรม Jacob Michael วางขายในสหรัฐอเมริกาในปี 1954 วิทยุเก่าทั้งหมดใช้ทรานซิสเตอร์

ในยุค 70 การศึกษาและการใช้งานวงจรรวมเริ่มต้นขึ้น ตัวรับกำลังพัฒนาด้วยการรวมโหนดที่ยอดเยี่ยมและการประมวลผลสัญญาณดิจิทัล

ข้อมูลจำเพาะของเครื่องมือ

วิทยุทั้งเก่าและใหม่มีลักษณะเฉพาะ:

  1. ความไว - ความสามารถในการรับสัญญาณอ่อน
  2. ไดนามิกเรนจ์ - วัดเป็นเฮิรตซ์
  3. ภูมิคุ้มกันทางเสียง
  4. Selectivity (selectivity) - ความสามารถในการระงับสัญญาณภายนอก
  5. ระดับเสียงรบกวนภายใน
  6. ความมั่นคง

ลักษณะเหล่านี้ไม่ใช่เปลี่ยนเครื่องรับรุ่นใหม่และพิจารณาประสิทธิภาพและความสะดวกในการใช้งาน

วิทยุทำงานอย่างไร

ในรูปแบบทั่วไปที่สุด เครื่องรับวิทยุของสหภาพโซเวียตทำงานตามรูปแบบต่อไปนี้:

  1. เนื่องจากความผันผวนของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า กระแสสลับปรากฏขึ้นในเสาอากาศ
  2. การสั่นถูกกรอง (การเลือก) เพื่อแยกข้อมูลออกจากสัญญาณรบกวน กล่าวคือ ดึงส่วนประกอบที่สำคัญออกจากสัญญาณ
  3. สัญญาณที่ได้รับจะถูกแปลงเป็นเสียง (ในกรณีของวิทยุ).

ตามหลักการที่คล้ายคลึงกัน รูปภาพปรากฏบนทีวี ข้อมูลดิจิตอลถูกส่ง การทำงานของอุปกรณ์ควบคุมวิทยุ (เฮลิคอปเตอร์เด็ก รถยนต์)

วิทยุเก่า
วิทยุเก่า

เครื่องรับตัวแรกเป็นเหมือนหลอดแก้วที่มีอิเล็กโทรดสองขั้วและขี้เลื่อยอยู่ข้างใน งานได้ดำเนินการตามหลักการของการกระทำของประจุบนผงโลหะ ตัวรับมีความต้านทานมหาศาลตามมาตรฐานสมัยใหม่ (สูงถึง 1,000 โอห์ม) เนื่องจากขี้เลื่อยมีการสัมผัสกันไม่ดีและส่วนหนึ่งของประจุลื่นเข้าไปในน่านฟ้าซึ่งกระจายไป เมื่อเวลาผ่านไป ขี้เลื่อยเหล่านี้ถูกแทนที่ด้วยวงจรออสซิลเลเตอร์และทรานซิสเตอร์เพื่อเก็บและถ่ายโอนพลังงาน

ขึ้นอยู่กับแต่ละวงจรของเครื่องรับ สัญญาณในนั้นสามารถรับการกรองเพิ่มเติมตามแอมพลิจูดและความถี่ การขยายเสียง การแปลงเป็นดิจิทัลสำหรับการประมวลผลซอฟต์แวร์เพิ่มเติม ฯลฯ วงจรเครื่องรับวิทยุอย่างง่ายให้การประมวลผลสัญญาณเดียว

คำศัพท์

วงจรออสซิลเลเตอร์ในรูปแบบที่ง่ายที่สุดเรียกว่าคอยล์และตัวเก็บประจุปิดในวงจร ด้วยความช่วยเหลือจากสัญญาณขาเข้าทั้งหมด คุณสามารถเลือกสัญญาณที่ต้องการได้เนื่องจากความถี่ตามธรรมชาติของการสั่นของวงจร เครื่องรับวิทยุของสหภาพโซเวียตรวมถึงอุปกรณ์ที่ทันสมัยขึ้นอยู่กับกลุ่มนี้ มันทำงานอย่างไร

ตามกฎแล้วเครื่องรับวิทยุใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ซึ่งมีจำนวนตั้งแต่ 1 ถึง 9 สำหรับอุปกรณ์ทรานซิสเตอร์จะใช้แบตเตอรี่ 7D-0.1 และ Krona ที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 9 V ยิ่งมีแบตเตอรี่มาก ต้องใช้วงจรเครื่องรับวิทยุอย่างง่าย ยิ่งใช้ได้นาน

ตามความถี่ของสัญญาณที่ได้รับ อุปกรณ์แบ่งออกเป็นประเภทต่อไปนี้:

  1. คลื่นยาว (LW) - จาก 150 ถึง 450 kHz (กระจัดกระจายได้ง่ายในบรรยากาศรอบนอก) คลื่นพื้นดินมีความสำคัญ ความรุนแรงจะลดลงตามระยะทาง
  2. คลื่นปานกลาง (MW) - จาก 500 ถึง 1500 kHz (กระจัดกระจายได้ง่ายในบรรยากาศรอบนอกระหว่างวัน แต่สะท้อนในเวลากลางคืน) ในช่วงเวลากลางวัน ช่วงจะถูกกำหนดโดยคลื่นพื้นดิน ในเวลากลางคืน - โดยคลื่นสะท้อน
  3. คลื่นสั้น (HF) - จาก 3 ถึง 30 MHz (พวกมันไม่ได้ลงจอด พวกมันถูกสะท้อนโดยไอโอโนสเฟียร์เท่านั้น ดังนั้นจึงมีโซนปิดเสียงวิทยุรอบๆ เครื่องรับ) ด้วยกำลังส่งต่ำ คลื่นสั้นสามารถเดินทางได้ไกล
  4. คลื่นสั้นพิเศษ (VHF) - จาก 30 ถึง 300 MHz (มีความสามารถในการเจาะทะลุสูงตามกฎแล้วจะสะท้อนจากบรรยากาศรอบนอกและข้ามสิ่งกีดขวางได้ง่าย)
  5. ความถี่สูง (HF) - จาก 300 MHz ถึง 3 GHz (ใช้ในการสื่อสารแบบเซลลูลาร์และ Wi-Fi ใช้งานในสายตาไม่ไปรอบ ๆ อุปสรรคและเผยแพร่เป็นเส้นตรง)
  6. ความถี่สูงพิเศษ (EHF) - จาก 3 ถึง 30 GHz (ใช้สำหรับการสื่อสารผ่านดาวเทียม สะท้อนจากสิ่งกีดขวาง และใช้งานในแนวสายตา)
  7. ความถี่สูงแบบไฮเปอร์ (HHF) - จาก 30 GHz ถึง 300 GHz (อย่าไปรอบ ๆ สิ่งกีดขวางและสะท้อนแสงเหมือนแสง ใช้อย่างจำกัด)
วิทยุล้าหลัง
วิทยุล้าหลัง

เมื่อใช้ HF, MW และ LW การออกอากาศสามารถทำได้ในขณะที่อยู่ห่างจากสถานี คลื่นความถี่ VHF รับสัญญาณเฉพาะเจาะจงมากขึ้น แต่ถ้าสถานีรองรับเฉพาะคลื่นความถี่นั้น การฟังความถี่อื่นจะไม่ทำงาน ตัวรับสัญญาณสามารถติดตั้งเครื่องเล่นสำหรับฟังเพลง โปรเจ็กเตอร์สำหรับแสดงผลบนพื้นผิวที่ห่างไกล นาฬิกา และนาฬิกาปลุก คำอธิบายของวงจรเครื่องรับวิทยุที่มีการเพิ่มเติมดังกล่าวจะซับซ้อนมากขึ้น

การแนะนำไมโครชิปในเครื่องรับวิทยุทำให้สามารถเพิ่มรัศมีการรับสัญญาณและความถี่ของสัญญาณได้อย่างมาก ข้อได้เปรียบหลักคือใช้พลังงานค่อนข้างต่ำและมีขนาดเล็ก ซึ่งสะดวกต่อการพกพา ไมโครเซอร์กิตประกอบด้วยพารามิเตอร์ที่จำเป็นทั้งหมดสำหรับการสุ่มตัวอย่างสัญญาณและความสามารถในการอ่านข้อมูลเอาต์พุต การประมวลผลสัญญาณดิจิตอลครอบงำอุปกรณ์ที่ทันสมัย เครื่องรับวิทยุของสหภาพโซเวียตมีจุดประสงค์เพื่อส่งสัญญาณเสียงเท่านั้น ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมาอุปกรณ์รับสัญญาณได้พัฒนาและซับซ้อนขึ้น

แบบแผนของผู้รับที่ง่ายที่สุด

เครื่องรับวิทยุที่ง่ายที่สุดสำหรับการประกอบบ้านได้รับการพัฒนาในสมัยสหภาพโซเวียต ต่อจากนี้ไป อุปกรณ์ต่างๆ ถูกแบ่งออกเป็น เครื่องตรวจจับ, แอมพลิฟายเออร์โดยตรง, การแปลงโดยตรง,ประเภทซุปเปอร์เฮเทอโรไดน์ รีเฟล็กซ์ รีเจนเนอเรทีฟ และซูเปอร์รีเจนเนอเรทีฟ การรับรู้และการประกอบที่ง่ายที่สุดคือเครื่องรับเครื่องตรวจจับซึ่งถือได้ว่าการพัฒนาวิทยุเริ่มขึ้นเมื่อต้นศตวรรษที่ 20 การสร้างที่ยากที่สุดคืออุปกรณ์ที่ใช้ไมโครเซอร์กิตและทรานซิสเตอร์หลายตัว อย่างไรก็ตาม หากคุณเข้าใจแบบแผนหนึ่ง แบบอื่นๆ จะไม่มีปัญหาอีกต่อไป

ตัวรับเครื่องตรวจจับอย่างง่าย

วงจรของเครื่องรับวิทยุที่ง่ายที่สุดประกอบด้วยสองส่วน: ไดโอดเจอร์เมเนียม (D8 และ D9 จะทำ) และโทรศัพท์หลักที่มีความต้านทานสูง (TON1 หรือ TON2) เนื่องจากไม่มีวงจรออสซิลเลเตอร์ในวงจร จึงไม่สามารถจับสัญญาณของสถานีวิทยุบางแห่งที่ออกอากาศในพื้นที่ที่กำหนด แต่จะรับมือกับงานหลักได้

แผนภาพวงจรวิทยุอย่างง่าย
แผนภาพวงจรวิทยุอย่างง่าย

ในการทำงาน คุณต้องมีเสาอากาศที่ดีที่จะขว้างต้นไม้และสายกราวด์ได้ เพื่อให้แน่ใจว่า เพียงแค่แนบไปกับเศษโลหะขนาดใหญ่ (เช่น กับถัง) แล้วฝังลงไปที่พื้นสักสองสามเซนติเมตร

ตัวเลือกวงจรออสซิลเลเตอร์

ในวงจรก่อนหน้านี้เพื่อแนะนำการเลือก คุณสามารถเพิ่มตัวเหนี่ยวนำและตัวเก็บประจุเพื่อสร้างวงจรออสซิลเลเตอร์ ตอนนี้ หากต้องการ คุณสามารถจับสัญญาณของสถานีวิทยุเฉพาะและขยายสัญญาณได้

รีซีฟเวอร์คลื่นสั้นแบบรีเจนเนอเรทีฟวาล์ว

วิทยุวาล์ว วงจรที่ค่อนข้างง่าย ทำขึ้นเพื่อรับสัญญาณจากสถานีสมัครเล่นในระยะทางสั้น ๆ - บนช่วงจาก VHF(คลื่นสั้นพิเศษ) ถึง LW (คลื่นยาว) ในวงจรนี้ ไฟแบตเตอรี่แบบนิ้วจะทำงาน พวกเขาสร้างสิ่งที่ดีที่สุดบน VHF และความต้านทานของโหลดแอโนดจะถูกลบออกด้วยความถี่ต่ำ รายละเอียดทั้งหมดแสดงในแผนภาพ เฉพาะคอยล์และโช้คเท่านั้นที่ถือว่าทำเองได้ หากคุณต้องการรับสัญญาณโทรทัศน์ คอยล์ L2 (EBF11) ประกอบด้วย 7 รอบที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 15 มม. และลวดขนาด 1.5 มม. สำหรับผู้รับสมัครเล่น 5 เทิร์นจะทำ

วิทยุขยายสัญญาณตรงที่มีทรานซิสเตอร์สองตัว

วงจรนี้มีเสาอากาศแบบแม่เหล็กและเครื่องขยายสัญญาณเสียงเบสแบบสองขั้นตอน - นี่คือวงจรออสซิลเลเตอร์อินพุตแบบปรับจูนของเครื่องรับวิทยุ ขั้นตอนแรกคือเครื่องตรวจจับสัญญาณมอดูเลต RF ตัวเหนี่ยวนำพันด้วย PEV-0 ใน 80 รอบ, สาย 25 เส้น (จากโค้งที่หกจะมีการแตะจากด้านล่างตามแผนภาพ) บนแท่งเฟอร์ไรต์ที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 10 มม. และความยาว 40

คำอธิบายวงจรวิทยุ
คำอธิบายวงจรวิทยุ

วงจรวิทยุธรรมดาๆ แบบนี้ออกแบบมาเพื่อตรวจจับสัญญาณที่แรงจากสถานีใกล้เคียง

อุปกรณ์เอฟเอ็มซุปเปอร์เจเนอเรเตอร์

FM-receiver ประกอบตามรุ่น E. Solodovnikov ประกอบง่าย แต่มีความไวสูง (ไม่เกิน 1 μV) อุปกรณ์ดังกล่าวใช้สำหรับสัญญาณความถี่สูง (มากกว่า 1 MHz) พร้อมการปรับแอมพลิจูด เนื่องจากการตอบรับเชิงบวกที่แข็งแกร่ง เกนของสเตจจึงเพิ่มขึ้นเป็นอนันต์ และวงจรจะเข้าสู่โหมดการสร้าง ด้วยเหตุนี้เองจึงเกิดการกระตุ้นตนเอง หากต้องการหลีกเลี่ยงและใช้เครื่องรับเป็นเครื่องขยายสัญญาณความถี่สูง ให้ตั้งค่าระดับค่าสัมประสิทธิ์และเมื่อถึงค่านี้ให้ลดลงอย่างรวดเร็วจนเหลือน้อยที่สุด สำหรับการตรวจสอบอัตราขยายคงที่ คุณสามารถใช้เครื่องกำเนิดสัญญาณพัลส์ฟันเลื่อยหรือทำได้ง่ายขึ้น

วงจรวิทยุหลอด
วงจรวิทยุหลอด

ในทางปฏิบัติ แอมพลิฟายเออร์เองมักจะทำหน้าที่เป็นเครื่องกำเนิด ด้วยความช่วยเหลือของตัวกรอง (R6C7) ซึ่งเน้นสัญญาณความถี่ต่ำ การส่งผ่านของการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกไปยังอินพุตของน้ำตก ULF ที่ตามมาจะถูกจำกัด สำหรับสัญญาณ FM 100-108 MHz ขดลวด L1 จะถูกแปลงเป็นครึ่งรอบโดยมีหน้าตัด 30 มม. และส่วนเชิงเส้น 20 มม. พร้อมเส้นผ่านศูนย์กลางลวด 1 มม. และขดลวด L2 ประกอบด้วย 2-3 รอบที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 15 มม. และลวดที่มีหน้าตัด 0.7 มม. ภายในครึ่งเลี้ยว ตัวรับมีให้สำหรับสัญญาณจาก 87.5 MHz.

อุปกรณ์บนชิป

วิทยุ HF ซึ่งได้รับการออกแบบในยุค 70 ปัจจุบันถือเป็นต้นแบบของอินเทอร์เน็ต สัญญาณคลื่นสั้น (3-30 MHz) เดินทางได้ไกลมาก ง่ายต่อการตั้งค่าเครื่องรับเพื่อฟังการออกอากาศในประเทศอื่น สำหรับสิ่งนี้ ต้นแบบได้รับชื่อวิทยุโลก

เครื่องรับ fm
เครื่องรับ fm

เครื่องรับ HF อย่างง่าย

วงจรเครื่องรับวิทยุที่ง่ายกว่านั้นไม่มีไมโครเซอร์กิต ครอบคลุมช่วงความถี่ตั้งแต่ 4 ถึง 13 MHz และความยาวสูงสุด 75 เมตร อาหาร - 9 V จากแบตเตอรี่โครน่า ลวดสามารถทำหน้าที่เป็นเสาอากาศ เครื่องรับทำงานบนหูฟังจากเครื่องเล่น บทความความถี่สูงสร้างขึ้นจากทรานซิสเตอร์ VT1 และ VT2 เนื่องจากตัวเก็บประจุ C3 จึงมีประจุย้อนกลับเป็นบวกซึ่งควบคุมโดยตัวต้านทาน R5

ทันสมัยวิทยุ

อุปกรณ์สมัยใหม่คล้ายกับเครื่องรับวิทยุของสหภาพโซเวียตมาก: พวกมันใช้เสาอากาศเดียวกันซึ่งเกิดการสั่นของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่อ่อนแอ การสั่นสะเทือนความถี่สูงจากสถานีวิทยุต่างๆ ปรากฏในเสาอากาศ ไม่ได้ใช้โดยตรงสำหรับการส่งสัญญาณ แต่ทำงานของวงจรที่ตามมา ตอนนี้เอฟเฟกต์นี้ทำได้ด้วยความช่วยเหลือของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์

วงจรวิทยุ
วงจรวิทยุ

เครื่องรับได้รับการพัฒนาอย่างกว้างขวางในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 และได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องตั้งแต่นั้นมา แม้ว่าจะมีการแทนที่ด้วยโทรศัพท์มือถือ แท็บเล็ต และทีวี

การจัดเรียงทั่วไปของเครื่องรับวิทยุมีการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยตั้งแต่สมัยโปปอฟ เราสามารถพูดได้ว่าวงจรมีความซับซ้อนมากขึ้น มีการเพิ่มไมโครเซอร์กิตและทรานซิสเตอร์เข้าไป ไม่เพียงแต่รับสัญญาณเสียงเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการฝังโปรเจ็กเตอร์ด้วย เครื่องรับจึงพัฒนาเป็นโทรทัศน์ ตอนนี้ ถ้าคุณต้องการ คุณสามารถสร้างสิ่งที่ใจต้องการลงในอุปกรณ์

แนะนำ: