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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Parámetros básicos de transmisores y receptores. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Radioaficionado principiante Para comprender qué es un dispositivo en particular, necesita conocer sus parámetros. Dado que vamos a construir receptores y transmisores, sería bueno saber con qué criterios se clasifican.
Ahora todo está en orden. Frecuencia de funcionamiento (rango de frecuencia) Si el transmisor o receptor está sintonizado a cierta frecuencia, entonces podemos hablar de uno frecuencia de operación. Si durante la operación es posible sintonizar la frecuencia de operación, entonces es necesario nombrar диапазон frecuencias de operación, dentro de las cuales se puede realizar el ajuste. Se mide en kilohercios (kHz), megahercios (MHz) o gigahercios (GHz). Anteriormente, para determinar el rango de frecuencia, a menudo no se usaba la frecuencia, sino la longitud de onda. De aquí proceden los nombres de las gamas LW (ondas largas), SV, (ondas medias) HF (ondas cortas), VHF (ondas ultracortas). Para convertir la longitud de onda en frecuencia, debe dividirla por la velocidad de la luz (300 000 000 m/s). Eso es,
donde:
c - velocidad de la luz (m/s) F - frecuencia (Hz) Ahora no te resultará difícil calcular lo que nuestros abuelos llamaban "ondas ultracortas". Sí, sí, no os extrañéis, el rango de 65...75 MHz ya no es sólo "corto" sino "ultracorto". ¡Pero su longitud es de hasta 4 metros! A modo de comparación, la longitud de onda de un teléfono móvil GSM es de 15 ... 30 cm (según el alcance). Con el desarrollo de la tecnología y el desarrollo de nuevos rangos de frecuencia, comenzaron a recibir nombres inimaginables como "ultracortos", "hipercortos", etc. Ahora la frecuencia se usa más comúnmente para designar un rango. Esto es más conveniente incluso si no necesita recalcular nada y recordar la velocidad de la luz. Aunque, todavía no está de más recordar la velocidad de la luz :) Trabajaremos principalmente en las bandas de transmisión VHF. Hay dos: VHF-1, lo que popularmente se llama "VHF", y VHF-2, lo que comúnmente se llama "FM". El nombre FM proviene del inglés Modulación de frecuencia - Modulación de frecuencia (leemos sobre la modulación a continuación). De hecho, para ser serio, llamar al rango de frecuencia según el tipo de modulación es técnicamente analfabeto. Sin embargo, entre la gente este nombre está firmemente arraigado y se ha convertido en un nombre muy conocido. No hay nada que puedas hacer al respecto. Tipo de modulación Se utilizan ampliamente dos tipos de modulación: amplitud (AM) y frecuencia (FM). En burgués suena como AM y FM. En realidad, la banda "FM" favorita de todos recibió su nombre precisamente por la modulación de frecuencia con la que funcionan todas las estaciones de radio de esta banda. También existe la modulación de fase, abreviada como FM, pero ya, en nuestras letras. ¡Por favor, no se confunda con la FM burguesa! La FM, a diferencia de la AM, está más protegida del ruido impulsivo. En términos generales, en las frecuencias en las que se encuentran las estaciones de radio VHF, el uso de FM es más conveniente que AM, por lo que se usa allí. Aunque, la señal de televisión todavía se transmite con modulación de amplitud, independientemente de la frecuencia. Pero esa es una historia completamente diferente. La modulación de frecuencia es de banda estrecha y banda ancha. La FM de banda ancha se utiliza en estaciones de radio; su desviación es de 75 kHz. En las estaciones de radio de comunicación y otros equipos de radio que no son de transmisión, se utiliza con mayor frecuencia la FM de banda estrecha, con una desviación de aproximadamente 3 kHz. Es más inmune a las interferencias porque permite una sintonización más precisa del receptor con la portadora. Así que nuestros rangos son: VHF-1 - 65,0...74,0 MHz, modulación - frecuencia VHF-2 ("FM") - 88,0...108,0 MHz, modulación - frecuencia Potencia de salida Cuanto más potente sea el transmisor, cuanto más lejos pueda transmitir la señal, más fácil será recibir esta señal. En casi todas las descripciones de un error, se escribe su alcance. Por lo general, desde 50 my terminando en tres kilómetros ... Esta información no se puede tomar en serio. Nunca aproveches un alcance de 1 km en una ciudad, ni te enojes a cincuenta metros en un área abierta; después de todo, los autores nunca dan los parámetros del receptor con el que se probó este error. Es decir, no mencionan la sensibilidad de este receptor. Pero mucho depende de ello. Puede probar un transmisor potente con un receptor con pésima sensibilidad y, como resultado, obtener un alcance reducido. O viceversa, escuche un transmisor de baja potencia a través de un receptor sensible y obtenga un mayor alcance. Por lo tanto, al considerar un esquema de error, en primer lugar, preste atención no a las grandes palabras, sino a los hechos. Es decir, intente estimar la potencia del transmisor. Por lo general, la potencia no se indica en la descripción del error (los autores simplemente no la miden, considerándola suficiente para medir el "rango"). Por lo tanto, sólo podemos determinar "a simple vista" de qué es capaz el escarabajo. Para esto necesitas mirar: - Tensión de alimentación. Cuanto más, más poder (ceteris paribus) - El valor del transistor en la etapa final (o generador, si la antena está conectada directamente a él). Si hay algún KT315 pésimo, no puedes esperar a recibir mucha energía del circuito, no esperarás. Y si intentas levantarlo, el transyuk, sin decir nada, simplemente explotará traicioneramente ... Es mejor si hay un transistor KT6xx o KT9xx, por ejemplo, KT608, KT645, KT904, KT920, etc. - Resistencia de transistores en los circuitos colector y emisor de la etapa final. Cuanto más pequeños sean, más potencia (ppr). A modo de comparación, diré esto: una potencia de 1 W es suficiente en condiciones urbanas para aproximadamente un kilómetro, siempre que la sensibilidad del receptor sea de aproximadamente 1 μV. Sensibilidad del receptor Bueno, ya empezamos a hablar de la sensibilidad. La sensibilidad depende en un 90 por ciento del "ruido" de la etapa de entrada del receptor. Por tanto, para conseguir buenos resultados, es necesario utilizar transistores de bajo ruido. A menudo lo utilizan los trabajadores del campo: hacen menos ruido. Para los receptores VHF, la sensibilidad suele estar en el rango de 0,1 ... 10 μV. Los valores dados son extremos. Para obtener una sensibilidad de 0,1, hay que sudar mucho. Al igual que hay que faltarse mucho el respeto a uno mismo para poder fabricar un receptor con una sensibilidad de 10 μV. La verdad esta en algun lugar enmedio. Aproximadamente 1 ... 3 μV es el valor de sensibilidad óptimo. Impedancia de salida del transmisor Es muy importante saber esto, porque puede hacer un transmisor muy fino y potente y no obtener ni una décima parte de la potencia nominal debido a una combinación incorrecta con la antena. Entonces, la antena tiene una resistencia R, digamos 100 ohmios. Para irradiar potencia P con esta antena, digamos - 4 vatios, es necesario aplicarle un voltaje U, que se calcula de acuerdo con la ley de Ohm: U2=PR U2=100*4=400 U = 20 V Tiene 20 voltios. A un voltaje de 20 voltios, la etapa de salida del transmisor debe tener una potencia de 4 vatios, mientras que la corriente fluirá a través de ella. Yo = P/U = 0,2A = 200mA Así, este transmisor a una resistencia de 100 ohmios desarrolla una potencia de 4 vatios. ¿Y si en lugar de una antena de 100 ohmios conectas una antena de 200 ohmios? (Y el voltaje es el mismo: 20 V) Nosotros consideramos: P = UI = U(U/R) = 20(20/200) = 2W ¡Dos veces más pequeño! Es decir, físicamente la etapa de salida está lista para bombear 4 vatios, pero no puede, ya que está limitada por un voltaje de 20 voltios. Otra situación: la resistencia de la antena es de 50 ohmios, es decir, 2 veces menos. ¿Lo que sucede? Le llegará el doble de potencia, fluirá el doble de corriente a través de la etapa final, y el transistor en la etapa final estará significativamente cubierto con una cubeta de cobre ... En resumen, ¿por qué soy todo esto? Y al hecho de que es necesario saber qué tipo de carga tenemos derecho a conectar a la salida del transmisor y cuál no. Es decir, necesita conocer la impedancia de salida del transmisor. Pero también necesitamos saber la resistencia de la antena. Pero aquí es más difícil: es muy difícil de medir. Por supuesto, puede calcular, pero el cálculo no dará un valor exacto. La teoría siempre está reñida con la práctica. ¿Cómo ser? Muy simple. Existen circuitos especiales que le permiten cambiar la impedancia de salida. Se denominan "esquemas de emparejamiento". Los más comunes son dos tipos: los basados en un transformador y los basados en un filtro P. Los circuitos de adaptación generalmente se colocan en la etapa de salida del amplificador y se ven así (a la izquierda, el transformador, a la derecha, basado en el filtro P):
Para ajustar la impedancia de salida del circuito del transformador, es necesario cambiar el número de vueltas del devanado II. Para configurar un circuito con un filtro P, debe ajustar la inductancia L 1 y la capacitancia C 3. La sintonización se realiza con el transmisor encendido y la antena estándar conectada. Al mismo tiempo, la potencia de la señal emitida por la antena se mide utilizando un dispositivo especial: un medidor de ondas (este es un receptor con un milivoltímetro). Durante el proceso de sintonización se alcanza el valor máximo de la potencia radiada. Se recomienda encarecidamente no sintonizar transmisores potentes cuando se encuentren cerca de la antena. A menos, claro, que tu madre quiera tener nietos... :) Impedancia de entrada del receptor Casi lo mismo. Excepto nietos. La señal recibida es demasiado débil para dañar el acervo genético doméstico. La coincidencia de resistencia se realiza utilizando el circuito oscilatorio de entrada. La antena está conectada a parte de las vueltas del circuito, oa través de una bobina de acoplamiento, oa través de un condensador. Los diagramas están aquí:
La señal del circuito también se puede tomar directamente, como se muestra en los diagramas, o a través de la bobina de acoplamiento, o de parte de las espiras. En general, depende de la voluntad del diseñador y de condiciones específicas. Coeficiente armónico Nos indica qué tan "sinusoidal" es la señal emitida por el transmisor. Cuanto menos kg. - Cuanto más se parece la señal a un seno. Aunque también sucede que visualmente parece un seno y armónicos oscuridad. Entonces, después de todo, no es un seno. Los humanos tendemos a cometer errores. La técnica es más objetiva en su evaluación. Así es como se ve una onda sinusoidal "pura" (la onda sinusoidal es generada por el generador de sonido WaveLab):
Los armónicos surgen, como sabemos, debido a la distorsión no lineal de la señal. Las distorsiones pueden ocurrir por varias razones. Por ejemplo, si el transistor amplificador opera en una sección no lineal de la característica de transferencia. En otras palabras, si los cambios de corriente de base son iguales, los cambios de corriente de colector no son iguales. Esto puede ser en dos casos:
Además de estas distorsiones características, también existen otras distorsiones no lineales de la señal. Los filtros de frecuencia están diseñados para hacer frente a todas estas distorsiones. Habitualmente se utilizan filtros de paso bajo (LPF), ya que, como se mencionó anteriormente, las frecuencias armónicas suelen ser superiores a la frecuencia de la señal deseada. El LPF pasa la frecuencia fundamental y "corta" todas las frecuencias que son más altas que la fundamental. Al mismo tiempo, la señal, como por arte de magia, se convierte en un seno de pura belleza. Selectividad del receptor Este parámetro indica qué tan bien el receptor puede separar la señal de la frecuencia requerida de las señales de otras frecuencias. Medido en decibelios (dB) en relación con un canal de frecuencia adyacente o un canal de imagen (en receptores heterodinos). El caso es que miles de todo tipo de oscilaciones electromagnéticas vuelan constantemente por el aire: desde estaciones de radio, transmisores de televisión, nuestros "amigos móviles" favoritos, etc. etcétera. Se diferencian sólo en potencia y frecuencia. Es cierto que no tienen por qué diferir en potencia; este no es un criterio de selección. La sintonización de cualquier emisora de radio, ya sea el canal MTV o la base del radioteléfono de casa, se produce precisamente en frecuencia. Al mismo tiempo, el receptor es responsable de elegir entre miles de frecuencias la única que queremos recibir. Si no hay señales de vida inteligente en frecuencias cercanas, bien. ¿Y si en algún lugar a medio megahercio de nuestra estación de radio hay señal de otra estación de radio? Esto no es muy bueno. Aquí es donde se necesita una buena selectividad del receptor. La selectividad del receptor depende principalmente del factor de calidad de los circuitos oscilatorios. Con más detalle, nos ocuparemos de la selectividad al considerar circuitos receptores específicos. Los cuatro parámetros restantes se refieren a la ruta de baja frecuencia del receptor y del transmisor. Sensibilidad en la entrada de baja frecuencia del transmisor Cuanto más sensible sea la entrada del transmisor, más débil se le puede aplicar la señal. Este parámetro es especialmente importante en los errores, donde la señal se toma del micrófono y tiene una potencia muy baja. Si es necesario, la sensibilidad se aumenta con etapas de amplificación adicionales. Potencia de salida de baja frecuencia del receptor La intensidad de la señal que emite el receptor. Debe saberlo para elegir el amplificador de potencia adecuado para una mayor amplificación. THD (distorsión armónica total) Bueno, en general, ya hemos descubierto qué son las distorsiones no lineales y de dónde vienen. ¡Pero! Si es suficiente colocar un filtro en la ruta de HF y todo estará bien, entonces en la ruta de audio es mucho más difícil "tratar" las distorsiones no lineales. Más precisamente, es simplemente imposible. Por lo tanto, con un audio o cualquier otra señal moduladora, es necesario manejarla con mucho cuidado para que tenga la menor distorsión no lineal posible. Publicación: radiokot.ru
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