Một ăng-ten vô tuyến nghiệp dư nhận hàng trăm và hàng nghìn tín hiệu vô tuyến đồng thời. Tần số của chúng có thể thay đổi tùy thuộc vào việc truyền trên sóng dài, trung bình, ngắn, sóng siêu ngắn và băng tần truyền hình. Các trạm nghiệp dư, chính phủ, thương mại, hàng hải và các trạm khác hoạt động ở giữa. Biên độ của tín hiệu đưa vào đầu vào ăng ten của máy thu thay đổi từ dưới 1 μV đến nhiều milivôn. Tiếp điểm vô tuyến nghiệp dư xảy ra ở các mức theo thứ tự của một vài microvolt. Mục đích của một máy thu nghiệp dư gồm hai phần: chọn, khuếch đại và giải điều chế tín hiệu radio mong muốn, đồng thời lọc ra tất cả những tín hiệu khác. Bộ thu cho đài nghiệp dư có sẵn cả riêng biệt và là một phần của bộ thu phát.
Các thành phần chính của đầu thu
Máy thu thanhHam phải có khả năng thu tín hiệu cực yếu, tách chúng khỏi nhiễu và các đài mạnh luôn được phát sóng. Đồng thời, sự ổn định đủ là cần thiết cho việc duy trì và giải điều chế của chúng. Nói chung, hiệu suất (và giá cả) của một máy thu thanh phụ thuộc vào độ nhạy, độ chọn lọc và độ ổn định của nó. Có các yếu tố khác liên quan đến hoạt độngđặc điểm của thiết bị. Chúng bao gồm các chế độ đọc và đọc tần số, giải điều chế hoặc phát hiện cho radio LW, MW, HF, VHF, các yêu cầu về nguồn điện. Mặc dù các máy thu khác nhau về độ phức tạp và hiệu suất, chúng đều hỗ trợ 4 chức năng cơ bản: thu, chọn lọc, giải điều chế và phát lại. Một số còn có bộ khuếch đại để tăng tín hiệu lên mức chấp nhận được.
Lễ tân
Đây là khả năng của máy thu để xử lý các tín hiệu yếu do ăng-ten thu. Đối với máy thu thanh, chức năng này chủ yếu liên quan đến độ nhạy. Hầu hết các mô hình có một số giai đoạn khuếch đại cần thiết để tăng công suất tín hiệu từ vi mô đến vôn. Do đó, mức tăng tổng thể của máy thu có thể theo thứ tự từ một triệu đến một.
Sẽ rất hữu ích cho những người nghiệp dư mới làm quen với đài phát thanh biết rằng độ nhạy của máy thu bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện tạo ra trong mạch ăng-ten và bản thân thiết bị, đặc biệt là trong đầu vào và mô-đun RF. Chúng phát sinh từ sự kích thích nhiệt của các phân tử vật dẫn và trong các thành phần khuếch đại như bóng bán dẫn và ống. Nói chung, tiếng ồn điện không phụ thuộc vào tần số và tăng theo nhiệt độ và băng thông.
Bất kỳ nhiễu nào xuất hiện tại các đầu nối ăng ten của máy thu đều được khuếch đại cùng với tín hiệu nhận được. Do đó, có một giới hạn đối với độ nhạy của máy thu. Hầu hết các mô hình hiện đại cho phép bạn lấy 1 microvolt hoặc ít hơn. Nhiều thông số kỹ thuật xác định đặc tính này trongmicrovolt cho 10 dB. Ví dụ, độ nhạy 0,5 µV cho 10 dB có nghĩa là biên độ của tiếng ồn tạo ra trong máy thu thấp hơn khoảng 10 dB so với tín hiệu 0,5 µV. Nói cách khác, mức ồn của máy thu là khoảng 0,16 μV. Bất kỳ tín hiệu nào dưới giá trị này sẽ bị chúng che đi và sẽ không được nghe thấy trong loa.
Ở tần số lên đến 20-30 MHz, tiếng ồn bên ngoài (khí quyển và con người) thường cao hơn nhiều so với tiếng ồn bên trong. Hầu hết các máy thu đủ nhạy để xử lý tín hiệu trong dải tần này.
Chọn lọc
Đây là khả năng người nhận điều chỉnh tín hiệu mong muốn và từ chối những tín hiệu không mong muốn. Máy thu sử dụng bộ lọc LC chất lượng cao để chỉ vượt qua một dải tần số hẹp. Vì vậy, băng thông máy thu là điều cần thiết để loại bỏ các tín hiệu không mong muốn. Độ chọn lọc của nhiều máy thu DV là vài trăm hertz. Điều này đủ để lọc ra hầu hết các tín hiệu gần với tần số hoạt động. Tất cả các máy thu thanh nghiệp dư HF và MW phải có độ chọn lọc khoảng 2500 Hz để thu giọng nói nghiệp dư. Nhiều bộ thu và phát LW / HF sử dụng các bộ lọc có thể chuyển đổi để đảm bảo nhận tối ưu bất kỳ loại tín hiệu nào.
Giải điều chế hoặc phát hiện
Đây là quá trình tách thành phần tần số thấp (âm thanh) khỏi tín hiệu sóng mang đã điều chế đến. Mạch giải điều chế sử dụng bóng bán dẫn hoặc ống. Hai loại máy dò phổ biến nhất được sử dụng trong RFbộ thu, là một diode cho LW và MW và một bộ trộn lý tưởng cho LW hoặc HF.
Phát lại
Quá trình nhận cuối cùng là chuyển đổi tín hiệu phát hiện được thành âm thanh để đưa đến loa hoặc tai nghe. Thông thường, một tầng khuếch đại cao được sử dụng để khuếch đại đầu ra của máy dò yếu. Đầu ra của bộ khuếch đại âm thanh sau đó được đưa đến loa hoặc tai nghe để phát lại.
Hầu hết các máy bộ đàm đều có loa trong và giắc cắm đầu ra tai nghe. Một bộ khuếch đại âm thanh một giai đoạn đơn giản thích hợp cho hoạt động của tai nghe. Loa thường yêu cầu bộ khuếch đại âm thanh 2 hoặc 3 tầng.
Thu đơn giản
Máy thu thanh đầu tiên dành cho nghiệp dư là những thiết bị đơn giản nhất bao gồm mạch dao động, máy dò tinh thể và tai nghe. Họ chỉ có thể nhận được các đài phát thanh địa phương. Tuy nhiên, máy dò tinh thể không thể giải điều chế chính xác các tín hiệu LW hoặc SW. Ngoài ra, độ nhạy và tính chọn lọc của một sơ đồ như vậy là không đủ cho công việc phát thanh nghiệp dư. Bạn có thể tăng chúng bằng cách thêm bộ khuếch đại âm thanh vào đầu ra của máy dò.
Đài khuếch đại trực tiếp
Độ nhạy và độ chọn lọc có thể được cải thiện bằng cách thêm một hoặc nhiều giai đoạn. Loại thiết bị này được gọi là máy thu khuếch đại trực tiếp. Nhiều máy thu CB thương mại từ những năm 20 và 30 đã sử dụng chương trình này. Một số người trong số họ có 2-4 giai đoạn khuếch đại để có đượcđộ nhạy và độ chọn lọc cần thiết.
Đầu thu chuyển đổi trực tiếp
Đây là cách tiếp cận đơn giản và phổ biến để lấy LW và HF. Tín hiệu đầu vào được đưa đến máy dò cùng với RF từ máy phát. Tần số của nhịp sau cao hơn (hoặc thấp hơn) một chút so với tần số trước để có thể thu được một nhịp. Ví dụ: nếu đầu vào là 7155,0 kHz và bộ dao động RF được đặt thành 7155,4 kHz, thì việc trộn trong bộ dò sẽ tạo ra tín hiệu âm thanh 400 Hz. Sau đó đi vào bộ khuếch đại mức cao thông qua một bộ lọc âm thanh rất hẹp. Tính chọn lọc trong loại máy thu này đạt được bằng cách sử dụng mạch LC dao động ở phía trước máy dò và bộ lọc âm thanh giữa máy dò và bộ khuếch đại âm thanh.
Superheterodyne
Được thiết kế vào đầu những năm 1930 để loại bỏ hầu hết các vấn đề mà các loại máy thu thanh nghiệp dư đời đầu gặp phải. Ngày nay, máy thu superheterodyne được sử dụng hầu như trong tất cả các loại hình dịch vụ phát thanh, bao gồm radio nghiệp dư, thương mại, AM, FM và truyền hình. Sự khác biệt chính so với máy thu khuếch đại trực tiếp là việc chuyển đổi tín hiệu RF đến thành tín hiệu trung gian (IF).
Bộ khuếch đại HF
Chứa các mạch LC cung cấp một số độ chọn lọc và độ lợi giới hạn ở tần số mong muốn. Bộ khuếch đại RF cũng cung cấp hai lợi ích bổ sung trong bộ thu superheterodyne. Đầu tiên, nó cách ly bộ trộn và các giai đoạn dao động cục bộ khỏi vòng ăng-ten. Đối với máy thu thanh, ưu điểm là bị suy giảmtín hiệu không mong muốn gấp đôi tần số mong muốn.
Máy phát điện
Cần thiết để tạo ra một sóng sin có biên độ không đổi có tần số khác với sóng mang tới một lượng bằng IF. Máy phát tạo ra dao động, tần số của dao động này có thể cao hơn hoặc thấp hơn tần số của sóng mang. Sự lựa chọn này được xác định bởi các yêu cầu điều chỉnh băng thông và RF. Hầu hết các nút này trong máy thu MW và máy thu VHF nghiệp dư dải thấp tạo ra tần số cao hơn sóng mang đầu vào.
Máy trộn
Mục đích của khối này là chuyển đổi tần số của tín hiệu sóng mang đến thành tần số của bộ khuếch đại IF. Bộ trộn xuất 4 đầu ra chính từ 2 đầu vào: f1, f2, f1+ f2, f1-f2. Trong máy thu superheterodyne, chỉ tổng hoặc hiệu của chúng được sử dụng. Những người khác có thể gây nhiễu nếu không thực hiện các biện pháp thích hợp.
Bộ khuếch đại IF
Hiệu suất của bộ khuếch đại IF trong máy thu superheterodyne được mô tả tốt nhất về độ lợi (GA) và độ chọn lọc. Nói chung, các thông số này được xác định bởi bộ khuếch đại IF. Độ chọn lọc của bộ khuếch đại IF phải bằng băng thông của tín hiệu RF điều chế đến. Nếu nó lớn hơn, thì bất kỳ tần số lân cận nào sẽ bị bỏ qua và gây ra nhiễu. Mặt khác, nếu độ chọn lọc quá hẹp, một số dải biên sẽ bị cắt bớt. Điều này làm mất độ rõ khi phát âm thanh qua loa hoặc tai nghe.
Băng thông tối ưu cho bộ thu sóng ngắn là 2300–2500 Hz. Mặc dù một số dải biên cao hơn liên quan đến giọng nói mở rộng hơn 2500 Hz, sự suy hao của chúng không ảnh hưởng đáng kể đến âm thanh hoặc thông tin do người vận hành truyền tải. Độ chọn lọc 400–500 Hz là đủ cho hoạt động của DW. Băng thông hẹp này giúp loại bỏ bất kỳ tín hiệu tần số lân cận nào có thể gây nhiễu sóng. Các bộ đàm nghiệp dư có giá cao hơn sử dụng 2 hoặc nhiều giai đoạn tăng IF trước bộ lọc tinh thể hoặc cơ học có tính chọn lọc cao. Bố cục này sử dụng mạch LC và bộ chuyển đổi IF giữa các khối.
Việc lựa chọn tần số trung gian được xác định bởi một số yếu tố, bao gồm: độ lợi, độ chọn lọc và sự triệt tiêu tín hiệu. Đối với các dải tần số thấp (80 và 40 m), IF được sử dụng trong nhiều máy thu thanh nghiệp dư hiện đại là 455 kHz. Bộ khuếch đại IF có thể cung cấp độ lợi và độ chọn lọc tuyệt vời từ 400-2500 Hz.
Máy phát nhịp và máy phát nhịp
Phát hiện, hay giải điều chế, được định nghĩa là quá trình tách các thành phần tần số âm thanh khỏi tín hiệu sóng mang đã được điều chế. Các máy dò trong máy thu superheterodyne còn được gọi là thứ cấp và đầu dò chính là cụm máy trộn.
Auto Gain Control
Mục đích của nút AGC là duy trì mức đầu ra không đổi mặc dù đầu vào có thay đổi. Sóng vô tuyến truyền qua tầng điện lygiảm dần sau đó tăng cường do một hiện tượng được gọi là mờ dần. Điều này dẫn đến sự thay đổi mức thu sóng tại các đầu vào của ăng-ten trong một loạt các giá trị. Vì điện áp của tín hiệu đã được chỉnh lưu trong bộ tách sóng tỷ lệ với biên độ của tín hiệu nhận được, một phần của nó có thể được sử dụng để điều khiển độ lợi. Đối với máy thu sử dụng bóng bán dẫn ống hoặc bóng bán dẫn NPN trong các nút trước máy dò, một điện áp âm được áp dụng để giảm độ lợi. Bộ khuếch đại và bộ trộn sử dụng bóng bán dẫn PNP yêu cầu điện áp dương.
Một số radio ham, đặc biệt là loại có transistor tốt hơn, có bộ khuếch đại AGC để kiểm soát nhiều hơn hiệu suất của thiết bị. Điều chỉnh tự động có thể có các hằng số thời gian khác nhau cho các loại tín hiệu khác nhau. Hằng số thời gian xác định khoảng thời gian điều khiển sau khi kết thúc chương trình phát sóng. Ví dụ: trong khoảng thời gian giữa các cụm từ, bộ thu HF sẽ ngay lập tức tiếp tục tăng âm đầy đủ, điều này sẽ gây ra một loạt tiếng ồn khó chịu.
Đo cường độ tín hiệu
Một số bộ thu và phát có chỉ báo cho biết cường độ phát sóng tương đối. Thông thường, một phần của tín hiệu IF đã được chỉnh lưu từ máy dò được áp dụng cho một micro hoặc milimét. Nếu máy thu có bộ khuếch đại AGC, thì nút này cũng có thể được sử dụng để điều khiển chỉ báo. Hầu hết các máy đo được hiệu chuẩn theo đơn vị S (1 đến 9), đại diện cho sự thay đổi khoảng 6 dB trong cường độ tín hiệu nhận được. Số đọc ở giữa hoặc S-9 được sử dụng để chỉ mức 50 µV. Nửa trên của thang đoMáy đo S được hiệu chuẩn theo đơn vị decibel trên S-9, thường lên đến 60 dB. Điều này có nghĩa là cường độ tín hiệu nhận được cao hơn 60 dB so với 50 µV và bằng 50 mV.
Chỉ báo hiếm khi chính xác vì nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của nó. Tuy nhiên, nó rất hữu ích khi xác định cường độ tương đối của tín hiệu đến và khi kiểm tra hoặc điều chỉnh máy thu. Trong nhiều bộ thu phát, đèn LED được sử dụng để hiển thị trạng thái của các tính năng của thiết bị như dòng điện đầu ra bộ khuếch đại RF và công suất đầu ra RF.
Sự can thiệp và hạn chế
Thật tốt cho người mới bắt đầu nên biết rằng bất kỳ bộ thu nào cũng có thể gặp khó khăn khi thu sóng do ba yếu tố: nhiễu bên ngoài và bên trong và các tín hiệu gây nhiễu. Nhiễu RF bên ngoài, đặc biệt là dưới 20 MHz, cao hơn nhiều so với nhiễu bên trong. Chỉ ở tần số cao hơn, các nút thu mới gây ra mối đe dọa đối với các tín hiệu cực kỳ yếu. Hầu hết tiếng ồn được tạo ra trong khối đầu tiên, cả trong bộ khuếch đại RF và trong tầng trộn. Nhiều nỗ lực đã được thực hiện để giảm nhiễu bên trong máy thu đến mức tối thiểu. Kết quả là các mạch và linh kiện có độ ồn thấp.
Sự can thiệp từ bên ngoài có thể gây ra sự cố khi nhận tín hiệu yếu vì hai lý do. Đầu tiên, nhiễu do ăng-ten thu được có thể che mất chương trình phát sóng. Nếu cái sau gần hoặc thấp hơn mức tiếng ồn đầu vào, việc tiếp nhận gần như là không thể. Một số nhà khai thác có kinh nghiệm có thể nhận các chương trình phát sóng trên LW ngay cả khi bị nhiễu nặng, nhưng giọng nói và các tín hiệu nghiệp dư khác không thể hiểu được trong những điều kiện này.
