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Radio Amateur Receiver: Spécifications

L’antenne radio amateur prenddes centaines et des milliers de signaux radio simultanément. Leurs fréquences peuvent varier en fonction de la transmission sur les ondes longues, moyennes, courtes, ultra courtes et les bandes de télévision. Dans l'intervalle, des stations d'amateur, gouvernementales, commerciales, marines et autres fonctionnent. Les amplitudes des signaux fournis aux entrées d'antenne du récepteur vont de moins de 1 µV à plusieurs millivolts. Les contacts radio amateurs se produisent à des niveaux de l'ordre de plusieurs microvolts. L’objet d’un récepteur amateur est double: choix, amplification et démodulation du signal radio souhaité et filtrage de tous les autres. Les récepteurs pour radioamateurs sont disponibles séparément et en tant que partie intégrante de l’émetteur-récepteur.

Les composants principaux du récepteur

Les récepteurs radioamateurs doivent avoirla capacité de recevoir des signaux extrêmement faibles, de les séparer du bruit et des stations puissantes toujours présentes sur les ondes. Dans le même temps, leur rétention et leur démodulation nécessitent une stabilité suffisante. En général, les performances (et le prix) d’un récepteur radio dépendent de sa sensibilité, de sa sélectivité et de sa stabilité. Il existe d'autres facteurs liés aux performances de l'appareil. Celles-ci incluent les modes de couverture et de lecture de fréquence, de démodulation ou de détection pour les boosters, les stations à micro-ondes, les radios HF, VHF et les besoins en énergie. Bien que la complexité et les performances des récepteurs varient, elles supportent toutes 4 fonctions de base: réception, sélectivité, démodulation et lecture. Certains incluent également des amplificateurs pour amplifier le signal à des niveaux acceptables.

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La réception

C'est la capacité du récepteur à gérer les faibles.signaux captés par l'antenne. Pour un récepteur radio, cette fonctionnalité est principalement liée à la sensibilité. La plupart des modèles ont plusieurs étapes d’amplification nécessaires pour augmenter la puissance des signaux de microvolts en volts. Ainsi, le gain total du récepteur peut atteindre un million.

Radioamateurs débutants utile de savoir que surLa sensibilité du récepteur est influencée par le bruit électrique généré dans les circuits d'antenne et le dispositif lui-même, en particulier dans les modules d'entrée et RF. Ils se produisent lors de l'excitation thermique de molécules conductrices et de composants d'amplificateurs, tels que des transistors et des tubes. En général, le bruit électrique est indépendant de la fréquence et augmente avec la température et la largeur de bande.

Toute interférence présente dans l'antenne.les terminaux récepteurs sont amplifiés avec le signal reçu. Il existe donc une limite de sensibilité du récepteur. La plupart des modèles modernes vous permettent de prendre 1 µV ou moins. De nombreuses spécifications définissent cette caractéristique en microvolts pour 10 dB. Par exemple, une sensibilité de 0,5 µV pour 10 dB signifie que l'amplitude du bruit généré dans le récepteur est d'environ 10 dB inférieure au signal de 0,5 µV. En d'autres termes, le niveau d'interférence du récepteur est d'environ 0,16 µV. Tout signal inférieur à cette valeur les chevauchera et ne sera pas entendu dans la dynamique.

Aux fréquences allant jusqu’à 20-30 MHz, le bruit externe (atmosphériqueet anthropique) est généralement beaucoup plus élevé que les interférences internes La plupart des récepteurs ont une sensibilité suffisante pour le traitement du signal dans cette plage de fréquences.

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Sélectivité

C’est la capacité du récepteur d’accordersignal requis et rejeter les indésirables. Les récepteurs utilisent des filtres LC de haute qualité pour ne transmettre qu'une bande de fréquences étroite. Par conséquent, la largeur de bande du récepteur est importante pour éliminer les signaux indésirables. La sélectivité de nombreux récepteurs DV est de l'ordre de plusieurs centaines de hertz. Cela suffit pour filtrer la plupart des signaux proches de la fréquence de fonctionnement. Tous les récepteurs radioamateurs des bandes HF et HF devraient avoir une sélectivité d’environ 2 500 Hz pour la réception vocale par des radioamateurs. De nombreux récepteurs et émetteurs-récepteurs DV / KV utilisent des filtres commutables pour assurer une réception optimale de tout type de signal.

Démodulation ou détection

C’est le processus qui consiste à séparer la composante basse fréquence (son) designal porteur modulé entrant. Dans les circuits de démodulation, des transistors ou des lampes sont utilisés. Les deux types de détecteurs les plus courants utilisés dans les récepteurs RF sont les diodes LW et HF et le mélangeur idéal pour LW ou HF.

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Reproduction

Le processus d'admission finale estConvertissez le signal détecté en son pour alimenter un haut-parleur ou un casque. Habituellement, une cascade à facteur élevé est utilisée pour amplifier une sortie de détecteur faible. La sortie de l'amplificateur audio est ensuite transmise au haut-parleur ou au casque pour la lecture.

La plupart des récepteurs de radio amateur ontHaut-parleur interne et prise de sortie casque. Un simple amplificateur audio à un étage convient au travail avec un casque. Pour le haut-parleur nécessite généralement un amplificateur audio à 2 ou 3 vitesses.

Récepteurs simples

Les premiers récepteurs pour radioamateurs représentésun dispositif simple, composé d'un circuit oscillant, d'un détecteur à cristal et d'un casque. Ils ne pouvaient recevoir que des stations de radio locales. Cependant, le détecteur de cristal n'est pas capable de démoduler correctement les signaux DV ou HF. De plus, la sensibilité et la sélectivité d'un tel schéma sont insuffisantes pour le travail de radioamateur. Ils peuvent être augmentés en ajoutant un amplificateur audio à la sortie du détecteur.

récepteurs pour radioamateur

Radio à gain direct

La sensibilité et la sélectivité peuvent êtreamélioré en ajoutant une ou plusieurs cascades. Ce type d'appareil s'appelle un récepteur à gain direct. Beaucoup de récepteurs CB commerciaux des années 20 et 30. utilisé un tel schéma. Certains d'entre eux avaient 2–4 niveaux d'amplification pour obtenir la sensibilité et la sélectivité requises.

Récepteur à conversion directe

Il s’agit d’une approche simple et populaire pour recevoir des vidéos numériques et numériques.KV Le signal d'entrée est transmis au détecteur avec les RF du générateur. La fréquence de ce dernier est légèrement supérieure (ou inférieure) à la première, de sorte que le battement peut être obtenu. Par exemple, si l'entrée est 7155,0 kHz et que le générateur RF est réglé sur 7155,4 kHz, un signal sonore de 400 Hz est créé en mélangeant le détecteur. Ce dernier entre dans l'amplificateur de haut niveau à travers un filtre acoustique très étroit. La sélectivité dans ce type de récepteur est obtenue en utilisant des circuits LC oscillants situés devant le détecteur et un filtre anti-bruit entre le détecteur et l'amplificateur audio.

Radio VHF

Superhétérodyne

Développé au début des années 1930 dans le but deéliminer la plupart des problèmes rencontrés par les premiers types de récepteurs de radio amateur. Aujourd'hui, un récepteur superhétérodyne est utilisé dans presque tous les types de services de communication radio, y compris les services d'amateur, commercial et également pour la modulation d'amplitude et de fréquence et la télévision. La principale différence par rapport aux récepteurs à amplification directe réside dans la conversion du signal RF entrant en un signal intermédiaire (IF).

Amplificateur rf

Contient des circuits LC qui fournissentune certaine sélectivité et un gain limité à la fréquence souhaitée. L'amplificateur RF offre également deux avantages supplémentaires dans un récepteur superhétérodyne. Premièrement, il isole les étages du mélangeur et du générateur local du circuit de l’antenne. Pour un récepteur radio, l'avantage est d'atténuer les signaux indésirables, dont la fréquence est deux fois plus élevée que souhaité.

Générateur

Nécessaire pour créer une onde sinusoïdale avecamplitude constante dont la fréquence diffère de la porteuse entrante d'un montant égal à l'inverseur. Le générateur crée des oscillations dont la fréquence peut être supérieure ou inférieure à la porteuse. Ce choix est déterminé par les exigences de bande passante et de réglage RF. La plupart de ces nœuds dans les récepteurs CB et la plage inférieure des récepteurs VHF amateurs génèrent une fréquence supérieure à la porteuse d'entrée.

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Mélangeur

Le but de cet appareil est de convertir la fréquence du signal porteur entrant en fréquence de l’amplificateur IF. Le mélangeur délivre 4 signaux de sortie principaux de 2 entrées: f1f2f1+ f2f1-f2. Dans un récepteur superhétérodyne, seule leur somme ou différence est utilisée. D'autres peuvent causer des interférences si les mesures appropriées ne sont pas prises.

Amplificateur IF

Caractéristiques d'un amplificateur IF dans un superhétérodyneLe récepteur est mieux décrit en termes de gain et de sélectivité. D'une manière générale, ces paramètres sont déterminés par l'amplificateur IF. La sélectivité de l'amplificateur IF doit être égale à la largeur de bande du signal RF modulé entrant. Si elle est plus grande, toute fréquence adjacente est ignorée et provoque des interférences. Par contre, si la sélectivité est trop étroite, certaines bandes latérales seront coupées. Cela entraîne une perte de définition lorsque le son est reproduit par un haut-parleur ou un casque.

Bande passante optimale en ondes courtesrécepteur est égal à 2300-2500 Hz. Bien que certaines des bandes latérales supérieures associées aux signaux de parole dépassent 2500 Hz, leur perte n'affecte pas de manière significative le son ou les informations transmises par l'opérateur. Une sélectivité de 400 à 500 Hz suffit pour le fonctionnement DV. Cette bande étroite permet de rejeter tout signal voisin susceptible d’interférer avec la réception. Dans les récepteurs radioamateurs dont le prix est plus élevé, deux filtres d’amplification IF ou plus sont utilisés avec le filtre cristallin ou mécanique très sélectif précédent. Avec cet agencement, des circuits LC et des convertisseurs IF sont utilisés entre les blocs.

Le choix de la fréquence intermédiaire est déterminé parPlusieurs facteurs incluent: gain, sélectivité et suppression du signal. Pour les bandes de basse fréquence (80 et 40 m), le FI utilisé dans de nombreux récepteurs radio amateurs modernes est de 455 kHz. Les amplificateurs IF peuvent fournir un excellent gain et une sélectivité de 400 à 2500 Hz.

récepteurs radioamateurs modernes

Détecteurs de temps et générateurs

La détection, ou démodulation, est définie commele processus de séparation des composants audio d'un signal de porteuse modulé. Les détecteurs dans les récepteurs superhétérodynes sont également appelés détecteurs secondaires et le nœud du mélangeur est primaire.

Contrôle automatique du gain

Le but du nœud CAG est de maintenir une constanteniveau de sortie malgré les changements d’entrée. Les ondes radioélectriques se propageant dans l'ionosphère sont ensuite atténuées puis amplifiées en raison d'un phénomène appelé évanouissement. Cela entraîne une modification du niveau de réception aux entrées d'antenne dans une large plage de valeurs. La tension du signal redressé dans le détecteur étant proportionnelle à l'amplitude du signal reçu, vous pouvez en utiliser une partie pour contrôler le gain. Pour les récepteurs utilisant des transistors lampe ou npn dans les noeuds précédant le détecteur, une tension négative est appliquée pour réduire le condensateur. Les amplificateurs et les mélangeurs utilisant des transistors pnp nécessitent une tension positive.

Certains récepteurs de radio amateur, en particulierle meilleur transistor, avoir un amplificateur avec AGC pour un meilleur contrôle sur les caractéristiques de l'appareil. Le réglage automatique peut avoir différentes constantes de temps pour des signaux de types différents. La constante de temps spécifie la durée du contrôle après la fin de la diffusion. Par exemple, pendant les intervalles entre les phrases, le récepteur KV reprendra immédiatement le gain complet, provoquant une rafale de bruit gênante.

Mesure de la force du signal

Dans certains récepteurs et émetteurs-récepteursUn indicateur indiquant l'intensité relative de la diffusion est fourni. Habituellement, une partie du signal IF redressé provenant du détecteur est transmise à un micro ou à un millimètre. Si le récepteur dispose d'un amplificateur AGC, ce nœud peut également être utilisé pour contrôler l'indicateur. La plupart des compteurs sont étalonnés en unités S (de 1 à 9), ce qui représente une variation d'environ 6 dB de la puissance du signal reçu. La lecture moyenne ou S-9 est utilisée pour indiquer un niveau de 50 µV. La moitié supérieure de l'échelle S-mètre est étalonnée en décibels supérieurs à S-9, généralement jusqu'à 60 dB. Cela signifie que l'intensité du signal reçu est de 60 dB supérieure à 50 µV et égale à 50 mV.

L’indicateur est rarement précis carLe travail est influencé par de nombreux facteurs. Cependant, il est très utile pour déterminer l’intensité relative des signaux entrants, ainsi que pour vérifier ou régler le récepteur. Dans de nombreux émetteurs-récepteurs, l'indicateur affiche l'état des fonctions du dispositif, telles que le courant final de l'amplificateur RF et la puissance de sortie RF.

Interférences et limitations

Radioamateurs débutants utile de savoir queTout récepteur peut rencontrer des difficultés de réception en raison de trois facteurs: le bruit interne et externe et les signaux brouilleurs. Les interférences externes sur les ondes décamétriques, en particulier au-dessous de 20 MHz, sont beaucoup plus importantes que les perturbations internes. Les nœuds récepteurs ne constituent une menace que pour les signaux extrêmement faibles, et ce, uniquement à des fréquences plus élevées. La majeure partie du bruit est générée dans le premier bloc, à la fois dans l'amplificateur RF et dans la cascade du mélangeur. Pour réduire au minimum le bruit interne du récepteur, beaucoup d'efforts ont été déployés. En conséquence, des circuits et des composants à faible bruit sont apparus.

Les interférences externes peuvent causer des problèmes de réception.signaux faibles pour deux raisons. Premièrement, les interférences captées par l’antenne peuvent masquer la diffusion. Si ce dernier est proche ou inférieur au niveau de bruit entrant, la réception est presque impossible. Certains opérateurs expérimentés peuvent recevoir des émissions sur le DV, même en cas de fortes interférences, mais les signaux vocaux et autres signaux amateurs dans ces conditions sont incompréhensibles.

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