Работа радиоприёмника

Автор: , 15 Июл 2019

radiopriyomnik

В этой, пятой по счёту, обучающей статье мы рассмотрим, как и обещал в предыдущей статье, как же работает радиоприёмник. Наш первый радиоприёмник состоял из колебательного контура (антенна и заземление), детектора (диод) и наушников (телефонный капсюль). Давайте теперь рассмотрим как работает каждая из этих частей.

Колебательный контур

Самый простой контур состоит всего из двух элементов — это конденсатор (накопитель электрических зарядов) и катушка индуктивности. Электрическая схема такого колебательного контура представлена на рисунке ниже.

kolebatelnyj-kontur

Колебательный контур

На схеме обозначено:

  • L1 — катушка индуктивности
  • C1 — конденсатор

Почему я обозначил на схеме L1 и C1, когда можно было просто написать L и C? Потому что так принято, в схеме может оказаться много катушек и конденсаторов, поэтому каждому элементу присваивают свой порядковый номер.

Катушку индуктивности называют ещё катушкой самоиндукции, рассмотрим что это такое. При включении или выключении постоянного тока в цепи, где находится такая катушка, катушка препятствует нарастанию при включении и убыванию тока при выключении, собственно это и есть явление самоиндукции. При включении тока в катушке возникает магнитное поле, которое и возбуждает ток самоиндукции, направленный в противоположную сторону. При выключении, наоборот, магнитное поле рассеиваясь, индуцирует ток в катушке того же направления, что и был.

Если ток переменный, то его направление всё время меняется и явление самоиндукции происходит непрерывно. Явление самоиндукции похоже на инерцию — машина не сразу набирает скорость, но и остановить её мгновенно невозможно.

Конденсатор это накопитель зарядов, в простейшем виде представляет собой две металлические пластины, расположенные на некотором расстояний друг от друга и разделённые воздухом или другим диэлектриком.

Если к обкладкам (пластинам) конденсатора подключить источник постоянного тока, то конденсатор зарядится до максимального значения напряжения этого источника. Во время заряда в цепи потечёт ток, который прекратится после полного заряда конденсатора. Время заряда тем больше, чем больше ёмкость конденсатора, а ёмкость в свою очередь зависит от площади пластин и расстояния между ними, чем меньше расстояние и больше площадь, тем больше ёмкость.

Конденсатор сохранит свой заряд и после отключения источника тока и сам, в свою очередь, может стать источником тока, например для катушки, на время, пока конденсатор не разрядится.

Но ведь катушка обладает самоиндукцией, а это значит, что при подключении заряженного конденсатора, он разрядится через катушку, а катушка обратно вернёт заряд конденсатору, но уже обратной полярности и заряд станет чуть-чуть меньше из-за потерь, и процесс пойдёт заново, получатся затухающие колебания с постепенно уменьшающейся амплитудой.

А частота таких колебаний будет неизменной и будет зависеть от параметров катушки и конденсатора. Это, так называемая, собственная частота контура. Причём чем меньше индуктивность катушки и ёмкость конденсатора, тем выше частота.

В контуре нашего приёмника колебания не затухающие, потому что энергия радиоволн поддерживает эти колебания. А наибольшая амплитуда этих колебаний возникает, если собственная частота контура совпадёт с частотой передающей радиостанции. Это явление называется резонансом. Именно таким образом можно выделить нужную нам радиостанцию — нужно всего лишь изменить параметры контура, тем самым «подстраиваясь» под несущую частоту радиостанции.

Каким же образом работал колебательный контур нашего радиоприёмника, описанного в предыдущей статье, ведь там не было конденсатора? Да, в самом первом опыте его не было, дело в том, что там есть антенна и заземление, а это уже не замкнутый, а открытый колебательный контур. Роль конденсатора в данном случае выполняли заземление и антенна, антенный провод и земля тоже являются своеобразными пластинами(обкладками) конденсатора.

Детектор

Детектором в нашем случае являлся диод. Диод это полупроводниковый прибор, который проводит ток одного направления и не проводит (почти) ток обратного направления.

detektirovanie-signala

Детектирование сигнала

Из рисунка видно, что диод «срезал» нижнюю часть сигнала, это ещё называется выпрямление переменного тока. Таким образом мы получили изменяющийся по амплитуде сигнал звуковой частоты, но ещё с высокочастотной несущей, которую можно легко убрать — для этого в предыдущей статье и использовался блокировочный конденсатор. Его ёмкость такова, что он оказывает значительное сопротивление токам звуковой частоты и малое сопротивление токам высокой частоты, которые он и блокирует.

В результате на наушники (капсюль) поступает «чистый» сигнал звуковой частоты.

Наушники

Основными частями наушников (капсюля) являются: мембрана, катушки и постоянный магнит.

kapsjul

Капсюль

Работает капсюль следующим образом — через катушки (они соединены последовательно) течёт ток звуковой частоты и создаёт магнитное поле и в зависимости от направления тока либо ослабляет, либо усиливает действие поля постоянного магнита. Металлическая мембрана при этом колеблется в такт изменяющемуся магнитному полю и создаёт звуковые колебания.

Каждый капсюль имеет разные характеристики, но наиболее важным для нашего приёмника является чувствительность — способность капсюля реагировать на слабые сигналы. Большей чувствительностью будет обладать капсюль с большим количеством витков катушек, соответственно капсюль нужно выбирать большего сопротивления.

В нашем радиоприёмнике мощность очень мала, поэтому его можно использовать только с электромагнитными телефонами (капсюлем), а для громкого радиоприёма на динамик (громкоговоритель) нужен дополнительный усилитель. Усилители в радиоприёмниках бывают двух видов: усилитель звуковой частоты (УЗЧ) — устанавливается после детектора и усилитель радиочастоты(УРЧ) — устанавливается до детектора.

В обычных радиоприёмниках используют оба усилителя, конструкцию таких приёмников мы будем разбирать в следующих обучающих статьях.

Комментарии

Ваш комментарий

Обратите внимание: Комментарии модерируются, и это может вызвать задержку их публикации. Отправлять комментарий заново не требуется.


snowflake snowflake snowflake snowflake snowflake snowflake snowflake snowflake snowflake snowflake snowflake snowflake