Antena amaterskega radia prejme naenkrat na stotine in tisoče radijskih signalov. Njihove frekvence se lahko razlikujejo glede na oddajanje na dolgih, srednjih, kratkih, ultra kratkih valovih in televizijskih območjih. Med njimi delujejo amaterske, vladne, komercialne, pomorske in druge postaje. Amplitude signalov, ki se uporabljajo za anteno sprejemnih vhodov, se gibljejo od manj kot 1 μV do več milivoltov. Radijski amaterski stiki so približno nekaj mikrovoltov. Namen amaterskega sprejemnika je dvojen: izbor, ojačanje in demodulacija želenega signala ter pregled vseh drugih. Sprejemniki za radioamaterje so na voljo ločeno in kot del oddajnika.

Primarne sprejemne enote

Radijski amaterski sprejemniki morajo biti sposobni sprejemati zelo šibke signale, ločiti jih od hrupa in močnih postaj, vedno prisotnih v zraku. Hkrati je za njihovo vzdrževanje in demodulacijo potrebna zadostna stabilnost. Na splošno je zmogljivost (in cena) radia odvisna od njegove občutljivosti, selektivnosti in stabilnosti. Obstajajo tudi drugi dejavniki, povezani z operativnimi značilnostmi naprave. Ti vključujejo frekvenčno pokritost in odčitavanje, demodulacijo ali detekcijo modulov DV, SV, KV, VHF radijskih sprejemnikov, zahtev po moči. Čeprav se sprejemniki razlikujejo po kompleksnosti in učinkovitosti, vsi podpirajo 4 glavne funkcije: sprejem, selektivnost, demodulacijo in predvajanje. Nekajvključujejo tudi ojačevalnike za povečanje ravni signala na sprejemljive vrednosti.

Sprejem

To je zmožnost sprejemnika, da upravlja šibke signale, ki jih napaja antena. Za radio je ta funkcija predvsem povezana z občutljivostjo. Večina modelov ima več stopenj ojačanja, ki so potrebne za povečanje moči signalov od mikrovolt do voltov. Tako lahko skupni dobiček sprejemnika doseže red milijon na eno. Za začetnike radioamaterje je koristno vedeti, da na občutljivost sprejemnika vplivajo električni hrup, ki nastane v antenskih vezjih in samem aparatu, zlasti v vhodnih in radijskih frekvenčnih modulih. Pojavljajo se v toplotnem kršenju molekul dirigentov in v komponentah ojačevalnika, kot so tranzistorji in cevi. Na splošno električni šum iz frekvence ni odvisen in se povečuje s temperaturo in širino pasu. Vsaka motnja, ki je prisotna v antenskih priključkih sprejemnika, se poveča skupaj s prejetim signalom. Tako obstaja meja občutljivosti sprejemnika. Večina sodobnih modelov lahko sprejme 1 μV ali manj. Številne specifikacije določajo to značilnost v mikrovalovnih pečicah za 10 dB. Občutljivost 05 μV za 10 dB na primer pomeni, da je amplituda hrupa, ki nastane v sprejemniku, približno 10 dB pod signalom 5 μV. Z drugimi besedami, raven hrupa sprejemnika je približno 016 μV. Vsak signal pod to vrednostjo se prekriva z njimi in se ne sliši v dinamiki. Pri zunanjih frekvencah do 20-30 MHz je zunanji hrup (atmosferski in. \ Tantropogene) je običajno veliko višja od notranjih ovir. Večina sprejemnikov ima zadostno občutljivost za obdelavo signalov v tem frekvenčnem območju.

Selektivnost

To je sposobnost sprejemnika, da se prilagodi želenemu signalu in zavrne nezaželene. V sprejemnikih se uporabljajo visokokakovostni LC filtri za prenos le ozkega pasu. Tako je pasovna širina sprejemnika pomembna za odpravo neželenih signalov. Selektivnost mnogih sprejemnikov DV je približno nekaj sto herc. To je dovolj, da izločite večino signalov blizu delovne frekvence. Vsi amaterski radijski sprejemniki KV in SV pasovi morajo imeti selektivnost okoli 2500 Hz za amaterski sprejem glasu. Veliko DV /KV oddajnikov in oddajnikov uporablja preklopne filtre za zagotavljanje optimalnega sprejema signala katere koli vrste.

Demodulacija ali odkrivanje

To je postopek delitve LF komponente (zvoka) na moduliran nosilni signal. V demodulacijskih tokokrogih se uporabljajo tranzistorji ali svetilke. Dve najpogostejši vrsti detektorjev, ki se uporabljata v RF sprejemnikih, sta dioda za PV in SV ter idealen mešalnik za DF ali HF.

Predvajanje

Končni postopek sprejema je pretvorba zaznanega avdio signala v zvočnik ali slušalke. Za povečanje šibkega izhoda detektorja se običajno uporablja kaskada z visoko močjo. Izhod avdio ojačevalnika se nato prenese na zvočnik ali slušalkeza predvajanje. Večina radijskih amaterskih sprejemnikov ima notranji zvočnik in izhodni priključek za slušalke. Preprost enostopenjski zvočni ojačevalnik je primeren za slušalke. Za zvočnika običajno potrebujete 2 ali 3-stopenjski avdio ojačevalnik.

Enostavni sprejemniki

Prvi sprejemniki za radioamaterje so bile enostavne naprave, ki so bile sestavljene iz vibracijskega vezja, detektorja kristalov in slušalk. Sprejemali so lahko samo lokalne radijske postaje. Vendar kristalni detektor ne more pravilno demodulirati signalov DV ali KV. Poleg tega občutljivost in selektivnost takšne sheme ni dovolj za radioamatersko delo. Lahko jih povečate z dodajanjem avdio ojačevalnika na izhod detektorja.

Radio neposredno ojačanje

Občutljivost in selektivnost je mogoče izboljšati z dodajanjem ene ali več kaskad. Ta tip naprave se imenuje sprejemnik z neposrednim dobitkom. Mnogi komercialni sprejemniki SV iz 20. in 30. let so uporabili naslednjo shemo. Nekateri od njih so imeli 2-4 stopinje dobička, da so pridobili zahtevano občutljivost in selektivnost.

Sprejemnik neposredne pretvorbe

To je preprost in priljubljen pristop za sprejemanje DV in KV. Vhodni signal se vnese v detektor skupaj z RF iz generatorja. Pogostost slednjega je nekoliko višja (ali nižja) od prve, tako da jo je mogoče premagati. Na primer, če je vhod 71550 kHz in je RF generator nastavljen na 71554 kHz, potem mešanje detektorja ustvari zvočni signal 400 Hz. Slednji vstopi v ojačevalnik na visoki ravnizaradi zelo ozkega zvočnega filtra. Selektivnost pri tej vrsti sprejemnika se doseže s pomočjo nihajnih LC vezij pred detektorjem in zvočnega filtra med detektorjem in avdio ojačevalnikom.

Superheterodin

Razvit je bil v začetku tridesetih let prejšnjega stoletja, da bi odpravil večino težav, s katerimi so se srečali zgodnji tipi radioamaterskih sprejemnikov. Danes se superheterodinski sprejemnik uporablja v skoraj vseh vrstah radijskih storitev, vključno z amaterskim radijskim, komercialnim, pa tudi amplitudno in frekvenčno modulacijo ter televizijo. Glavna razlika od sprejemnikov za neposredno ojačanje je pretvorba vhodnega RF signala v vmesni (IF) signal.

RF ojačevalnik

Vsebuje LC-obrise, ki zagotavljajo določeno selektivnost in so omejeni na povečanje zahtevane frekvence. RF ojačevalnik nudi tudi dodatne prednosti pri superheterodinskih receptorjih. Najprej izolira kaskade mešalnika in lokalni generator iz antenskega vezja. Prednost radijskega sprejemnika je v tem, da so nezaželeni signali, ki so dvakrat višji, kot je potrebno, oslabljeni.

Generator

Potrebno je ustvariti sinusni signal s konstantno amplitudo, katere frekvenca se razlikuje od vhodnega nosilca za vrednost, enako IF. Generator ustvarja nihanje, katerega pogostost je lahko višja ali nižja od sita. Ta izbira je določena z zahtevami glede pasovne širine in RF nastavitve. Večina teh vozlišč v sprejemnikih SV in nižje območje amaterskih VHF sprejemnikov generira frekvenco višjo od vhodnega nosilca.

Mešalnik

Namen tega bloka je pretvoriti frekvenco vhodnega nosilnega signala v frekvenco IF ojačevalnika. Mešalnik oddaja 4 glavne izhodne signale iz 2 vhodov: f 1, f 2, f 1 + f 2, f 1 -f 2. Pri superheterodinskem receptorju se uporablja le količina ali razlika. Drugi lahko povzročijo motnje, če se ne sprejmejo ustrezni ukrepi.

IF ojačevalnik

Značilnosti IF ojačevalnika v superheterodinskem receptorju se najbolje opišejo v smislu pridobivanja (CU) in selektivnosti. Na splošno ti parametri določajo IF ojačevalnik. Selektivnost IF ojačevalnika mora biti enaka pasovni širini vhodno moduliranega RF signala. Če je večji, potem vsaka sosednja frekvenca prehaja in povzroča motnje. Po drugi strani pa, če je selektivnost preozka, bodo izrezani nekateri stranski trakovi. Rezultat je izguba jasnosti pri predvajanju zvoka z zvočnikom ali slušalkami. Optimalna pasovna širina kratkovalnega sprejemnika je 2300-2500 Hz. Čeprav so nekateri višji stranski pasovi, povezani z govornimi signali nad 2500 Hz, njihova izguba bistveno ne vpliva na zvok ali informacije, ki jih posreduje operater. Selektivnost 400-500 Hz zadostuje za delovanje DV. Ta ozek pas pomaga zavrniti vsak signal sosednje frekvence, ki lahko moti sprejem. V amaterskih radijskih postajah, katerih cena je višja, uporabite 2 ali več kaskadnih IF ojačitev s prejšnjim visoko selektivnim kristalnim ali mehanskim filtrom. S takšno razporeditvijo medBloki uporabljajo LC-konture in IF pretvornike. Izbira vmesne frekvence je določena z več dejavniki, ki vključujejo: ojačanje, selektivnost in supresijo signala. Za nizkofrekvenčna območja (80 in 40 m) je IF, ki se uporablja v mnogih sodobnih radijskih amaterskih sprejemnikih, 455 kHz. IF ojačevalniki lahko zagotovijo odličen izkoristek in selektivnost 400-2500 Hz.

Detektorji in bitni generatorji

Detekcija ali demodulacija je definirana kot proces ločevanja komponent avdiofrekvence od moduliranega nosilnega signala. Detektorji v superheterodinskih sprejemnikih se imenujejo tudi sekundarni, primarni pa je mešalno vozlišče.

Avtomatska regulacija ojačenja

Namen mesta AGC je vzdrževanje stalne ravni izhodnega signala, ne glede na spremembe v vhodu. Radijski valovi, ki se širijo skozi ionosfero, potem oslabijo, nato pa se povečajo zaradi pojava, ki se imenuje bledenje. To spremeni sprejemni nivo antenskih vhodov v širokem razponu vrednosti. Ker je napetost rektificiranega signala v detektorju sorazmerna z amplitudo sprejetega, se lahko njen del uporabi za nadzor faktorja ojačanja. Za sprejemnike, ki uporabljajo žarnice ali npn tranzistorje v vozliščih pred detektorjem, se uporabi negativna napetost za zmanjšanje CU. Ojačevalniki in mešalniki s pnp tranzistorji zahtevajo pozitivno napetost. Nekateri amaterski sprejemniki, še posebej najboljši tranzistorji, imajo ojačevalnik AGC za večji nadzorznačilnosti naprave. Samodejna regulacija ima lahko različne časovne konstante za različne tipe signalov. Trajni čas nastavi trajanje nadzora po ustavitvi oddajanja. Na primer, v intervalih med stavki, bo sprejemnik KV takoj nadaljeval s popolnim ojačanjem, kar bo povzročilo moteč hrup.

Merjenje jakosti signala

Nekateri sprejemniki in oddajno-sprejemni oddajnik zagotavljajo indikator, ki kaže relativno moč oddajanja. Običajno se del izravnanega signala iz detektorja dovaja mikro- ali miliammetru. Če ima sprejemnik ARP ojačevalnik, se lahko to vozlišče uporablja tudi za krmiljenje indikatorja. Večina števcev je kalibrirana v S-enotah (od 1 do 9), kar je približno 6-dB sprememba moči sprejetega signala. Povprečni odčitek ali S-9 služi za prikaz ravni 50 μV. Zgornja polovica skale merilnika S je umerjena v decibelih nad S-9, običajno do 60 dB. To pomeni, da je jakost sprejetega signala 60 dB nad 50 μV in je enaka 50 mV. Kazalnik je redko točen, saj njegovo delovanje vpliva na številne dejavnike. Vendar pa je zelo uporaben pri določanju relativne intenzivnosti vhodnih signalov, kot tudi pri preverjanju ali nastavljanju sprejemnika. Pri mnogih sprejemnikih se indikator uporablja za prikaz stanja funkcij naprave, kot je končni tok radiofrekvenčnega ojačevalnika in RF izhodne moči.

Ovire in omejitve

Za začetnike radioamaterje je koristno vedeti, da je sprejemanje sprejemljivo zaradi treh dejavnikov.: zunanji in notranji šum ter moteči signali. Zunanje ovire na visoki frekvenci, še posebej pod 20 MHz, so precej višje od notranjih. Samo pri višjih frekvencah sprejemna vozlišča ogrožajo zelo šibke signale. Večina hrupa nastane v prvem bloku, tako v ojačevalniku radijskih frekvenc kot v kaskadi mešalnika. Veliko truda je bilo vloženega v zmanjšanje notranjega hrupa sprejemnika na minimalno raven. Rezultat so bili nizki hrupi in komponente. Zunanje ovire lahko povzročijo težave pri sprejemanju šibkih signalov iz dveh razlogov. Prvič, ovire, na katere naleti antena, lahko prikrije oddajo. Če je slednji blizu ali pod vhodnim hrupom, je sprejem praktično nemogoč. Nekateri izkušeni operaterji lahko sprejemajo oddaje o DV, tudi če imajo močne motnje, vendar so glas in drugi amaterski signali v teh razmerah nerazumljivi.