La funzione del ricevitore radio è quella di ricevere il segnale ed effettuarne la demodulazione recuperare il segnale del messaggio originale. Il trasmettitore radio invia il segnale nella fase iniziale. L'antenna presente dal lato del trasmettitore irradia il segnale, che viene catturato dall'altra antenna presente dal lato del trasmettitore ricevitore radio .
Abbiamo già discusso il processo di trasmissione utilizzando un trasmettitore radio. Il processo di modulazione è il principio fondamentale nei trasmettitori radio, dove il segnale viene trasmesso attraverso il canale di comunicazione al ricevitore. Il principio fondamentale del ricevitore è la demodulazione. Parliamo del processo di ricezione e recupero del segnale nel ricevitore radio.
Demodulazione AM
Il processo di demodulazione dell'AM è simile a quello della FM (modulazione di frequenza) e di altri tipi di modulazione. L'unica differenza è la modifica del blocco di demodulazione del ricevitore. Il processo di demodulazione del ricevitore radio prevede l'elaborazione del segnale ricevuto per recuperare il segnale in banda base, noto anche come segnale di messaggio.
Supponiamo che il segnale abbia subito una grande attenuazione durante la trasmissione attraverso il canale di comunicazione. Pertanto, l'amplificazione del segnale ricevuto è necessaria per migliorare l'attenuazione.
Di seguito è riportato lo schema a blocchi del ricevitore radio:
La portante del segnale ricevuto è nota come RF (Radiofrequenza) portante con la frequenza operativa di Fr . La funzione dell'amplificatore RF è quella di amplificare il segnale ricevuto per eliminare qualsiasi attenuazione nel segnale, che è presente come blocco iniziale del ricevitore radio. Dopo l'amplificazione, trasmette il segnale al miscelatore . Il segnale portante RF viene moltiplicato con una forma d'onda sinusoidale fornita dal oscillatore locale operanti alla Frequenza di Fo. Aiuta a convertire la frequenza portante nella frequenza della banda base. Il processo di demodulazione è esattamente l'opposto del processo di modulazione. Nella modulazione, la frequenza della banda base viene convertita nella frequenza portante, mentre nella demodulazione, la frequenza portante viene riconvertita nella frequenza della banda base.
Il processo di miscelazione di due segnali è noto come eterodina . Se la frequenza dell'oscillatore selezionata è superiore alla frequenza RF, il processo di miscelazione è noto anche come Supereterodina .
numeri per l'alfabeto
La moltiplicazione del segnale portante con la forma d'onda sinusoidale produce due frequenze di uscita, che sono la somma e la differenza delle due frequenze di questi segnali. La frequenza somma è Fo + Fr e la frequenza differenza è Fo - Fr.
Il mixer contiene implicitamente il filtro che rifiuta le frequenze somma e passa le frequenze differenza (Fo - Fr) al SE (Frequenza intermedia) vettore . Una portante RF viene sostituita dalla portante IF per produrre la gamma di frequenze intermedia in uscita. L'output della portante IF viene applicato al file Amplificatore SE . L'output viene ulteriormente passato al file demodulatore e infine al filtro in banda base , che recupera il segnale in banda base. Pertanto, la funzione principale del ricevitore era quella di eseguire la conversione dalla frequenza portante alla frequenza della banda base. Se il segnale è sufficientemente forte per la demodulazione, è possibile evitare filtri e amplificatori. In questi casi il segnale di ingresso della portante viene applicato direttamente al mixer.
Nel caso del metodo di demodulazione sincrona, dobbiamo utilizzare una sorgente di portante asincrona.
Gli amplificatori RF possono possedere diversi stadi di amplificazione a seconda delle esigenze e dell'intensità del segnale.
Il vantaggio principale del principio della supereterodina è la sintonizzazione del ricevitore su segnali diversi. In questo caso non abbiamo bisogno di uno stadio di amplificazione separato e di un'accordatura separata. Rende il processo di trasmissione più difficile. Utilizzando il principio della supereterodina, dobbiamo solo cambiare la frequenza dell'oscillatore locale per passare da una frequenza RF all'altra.
AGC (controllo automatico del guadagno)
Il guadagno di tensione sul ricevitore in diversi stadi di amplificazione è molto elevato. È necessario quando l'ingresso è a frequenza molto bassa e l'uscita richiesta è ad alta frequenza. L'alto guadagno converte i segnali a bassa frequenza in alta frequenza. Aiuta nella trasmissione di segnali molto deboli. Ma, se il segnale in ingresso è ad alta frequenza, l'elevato guadagno nel ricevitore non sarebbe un vantaggio e potrebbe causare distorsioni. L'AGC regola automaticamente il guadagno rilevando la forza del segnale. In caso contrario, per una trasmissione efficiente è necessaria la regolazione costante del sistema, il che diventa difficile.
Funzioni di un ricevitore radio
Le funzioni di un ricevitore radio sono le seguenti:
Amplificazione
L'amplificazione è la prima parte essenziale della ricezione al radioricevitore. Il segnale radio in arrivo è generalmente attenuato. L'amplificatore aiuta a rimuovere l'attenuazione dal segnale. L'altra funzione degli amplificatori è quella di aumentare l'ampiezza dei segnali radio in ingresso. Utilizza l'energia delle batterie o delle prese per aumentare l'ampiezza. Oggi, la maggior parte dei dispositivi utilizza il transistor per scopi di amplificazione.
matrice c stringa
Gli amplificatori vengono utilizzati sia all'estremità trasmittente che ricevente. Nella prima fase viene utilizzato per rendere il segnale adatto alla modulazione. All'estremità ricevente, viene utilizzato per liberare il segnale da disturbi per inviarlo al ricevitore (ad esempio, all'altoparlante).
Demodulazione
Il segnale passa da molti modulatori, mixer e stadi amplificatori. Al ricevitore, il segnale viene demodulato per separare il segnale originale dal segnale portante modulato. Viene fatto con l'aiuto di un demodulatore. Ogni tipo di ricevitore richiede un processo di demodulazione diverso. Per esempio,
DSBSC (Double Sideband Suppress Carrier) richiede un metodo di rilevamento coerente per la demodulazione
SSBC (banda laterale singola con portante) richiede un metodo di rilevamento dell'inviluppo per la demodulazione
Il ricevitore FM utilizza il demodulatore di tipo FM
Filtraggio passa-banda
Vari trasmettitori trasmettono le onde radio a frequenze diverse per evitare qualsiasi interferenza tra i segnali. Ogni trasmettitore ha un rispettivo ricevitore che seleziona il proprio segnale in base alla frequenza. I filtri passa-banda vengono utilizzati per filtrare il segnale radio desiderato per il rispettivo trasmettitore. Filtra il segnale desiderato e blocca altri segnali presenti ad altre frequenze. Aiuta a rilevare il segnale desiderato e a mettere a terra tutti gli altri segnali radio a frequenze di risonanza. Può anche contenere circuiti sintonizzati tra l'antenna e la terra.
Tipi di ricevitori radio
I ricevitori radio sono classificati come:
- Ricevitore supereterogeno
- Ricevitore rigenerativo
- Ricevitore super rigenerativo
- Ricevitore a conversione diretta
- Ricevitore a radiofrequenza sintonizzato
Ricevitore supereterogeno
Il ricevitore sopra discusso è un ricevitore supereterofilo. Utilizza la miscelazione delle frequenze per convertire le frequenze nella frequenza intermedia (IF). È stato inventato da un inventore e ingegnere elettrico americano di nome Edwin Armstrong . Ma, a causa del brevetto iniziale, il merito dell'invenzione fu attribuito al produttore radiofonico francese nominato Luciano Lavy . La maggior parte dei ricevitori utilizzati nel processo di trasmissione dei dati sono i ricevitori Superheteroyne. Alcuni ricevitori si basano anche sul campionamento diretto.
All’inizio dell’era dei ricevitori radio, TRF I ricevitori (radiofrequenza sintonizzata) erano comunemente usati grazie al loro basso costo e alla facilità d'uso. Questi ricevitori erano meno popolari a causa dei costi elevati e della manodopera qualificata richiesta per il loro funzionamento. Dopo gli anni '20 furono creati ricevitori supereterodina basati sulla frequenza IF, nota anche come SE trasformatori . Ma fu sostituito dai ricevitori radio a valvole inventati intorno agli anni '30.
Ricevitore rigenerativo
I ricevitori rigenerativi vengono generalmente utilizzati per aumentare il guadagno degli amplificatori. È stato inventato e brevettato nel 1914 da Edwin Armstrong . I ricevitori furono utilizzati tra il 1915 e la seconda guerra mondiale grazie alla loro migliore sensibilità e selettività. Il principio di tali ricevitori è il feedback positivo che funziona come un processo di rigenerazione. L'uscita viene applicata nuovamente all'ingresso per aumentarne l'amplificazione. Negli anni '30, questi ricevitori furono sostituiti dai ricevitori TRF e Supereterodina a causa dello svantaggio delle interferenze radioattive. Ma i ricevitori rigenerativi sono ampiamente utilizzati negli amplificatori e negli oscillatori.
Ricevitore super rigenerativo
È un ricevitore rigenerativo con un ampio tipo di rigenerazione per ottenere un'elevata amplificazione. Anche Edwin Armstrong lo ha inventato nel 1922. È utilizzato in vari dispositivi, come walkie-talkie e reti wireless. Funziona bene per AM (modulazione di ampiezza) e FM a banda larga (modulazione di frequenza), mentre i ricevitori rigenerativi funzionano bene per FM a banda stretta. I ricevitori super rigenerativi non sono in grado di rilevare correttamente i segnali SSB (9 segnali a banda laterale singola) perché oscillano sempre automaticamente. Può ricevere i segnali più forti, poiché funziona meglio per le bande di frequenza prive di interferenze.
comando cp su Linux
Ricevitore a conversione diretta
La funzione del DCR (Direct Conversion Receiver) è simile a quella del ricevitore Superheteroyne, tranne la conversione della frequenza in IF (frequenza intermedia). DCR demodula il segnale radio in ingresso utilizzando il rilevamento sincrono guidato dall'oscillatore locale. La frequenza è strettamente equivalente alla frequenza portante. Non comporta la complessità di due conversioni di frequenza come il ricevitore Superheteroyne. Utilizza un solo convertitore di frequenza. Se nel ricevitore supereterodina venisse utilizzato un rilevatore sincrono successivo allo stadio IF, l'uscita demodulata sarebbe la stessa del ricevitore a conversione diretta.
Ricevitore a radiofrequenza sintonizzato
IL TRF (Tuned Radio Frequency) utilizza uno o più amplificatori di radiofrequenza (RF) per estrarre un segnale audio da un segnale radio in entrata. L'idea di utilizzare più di un amplificatore RF era quella di amplificare il segnale in ingresso in ogni fase successiva, il che aiuta a rimuovere le interferenze. Il funzionamento dei primi ricevitori inventati era complesso a causa della sintonizzazione separata della frequenza sulla frequenza della stazione. Ma i modelli successivi venivano azionati utilizzando un'unica manopola per controllare la frequenza. La TRF fu sostituita dai ricevitori supereterodina inventati da Edwin Armstrong intorno agli anni '30.
Storia
Nel 1887, un fisico tedesco di nome Heinrich Hertz identificò le prime onde radio utilizzando la serie dei suoi esperimenti basati sulla teoria elettromagnetica (EM). L'invenzione era basata su vari tipi di antenne, comprese le antenne a dipolo eccitate da scintilla. Ma potevano rilevare solo la trasmissione fino a 100 piedi dal trasmettitore. Nello stesso anno scoprì anche il trasmettitore di gas scintillante.
- Questi trasmettitori erano popolari tra il 1887 e il 1917. Ma le informazioni trasmesse da questi trasmettitori a scintilla erano rumorose e non erano adatte alla trasmissione audio.
- Pertanto, i primi ricevitori radio inventati potevano rilevare solo le onde radio e il dispositivo ricevente era chiamato rilevatore. A quel tempo non esistevano amplificatori per amplificare il segnale.
- Nel 1895, G Marconi sviluppò il primo sistema di comunicazione radio.
- Nel 1897 Marconi e altri ricercatori accettarono l'uso di circuiti sintonizzati nella trasmissione delle onde radio. Si comporta anche come un filtro passa-banda facendo passare la gamma di frequenze desiderata e rifiutando le altre quando è collegato tra l'antenna e un rilevatore.
- Intorno al 1900, le radio iniziarono ad essere utilizzate commercialmente in tutto il mondo.
- I rilevatori coerenti sono stati utilizzati per la trasmissione radio. È stato utilizzato nel primo ricevitore radio per un massimo di 10 anni.
- Nel 1907, i rilevatori coerenti furono sostituiti da rilevatori di cristalli .
- Fino al 1920 furono scoperti vari rilevatori, come rilevatori elettrolitici e rilevatori magnetici.
- Nel 1920, l'invenzione di rilevatore di tubi a vuoto sostituì tutti gli altri rivelatori scoperti prima degli anni '20. Durante quest'epoca, il rilevatore fu ribattezzato a demodulatore .
- Il demodulatore era un dispositivo in grado di estrarre segnali audio dal segnale radio.
- Nel 1924, l'invenzione dell'altoparlante con nucleo dinamico migliorò la risposta in frequenza audio del sistema rispetto agli altoparlanti inventati in precedenza.
- Successivamente furono inventati vari tipi di ricevitori radio.
- Nel 1947 arrivò l'era dei transistor e trovò varie applicazioni di trasmissione radio.
- Dopo gli anni '70, la tecnologia digitale ha creato un'altra rivoluzione e ha tradotto l'intero circuito del ricevitore nel chip.