Uma antena de rádio amador recebe centenas e milhares de sinais de rádio simultaneamente. Suas frequências podem variar dependendo da transmissão em ondas longas, médias, curtas, ultracurtas e bandas de televisão. As estações amadoras, governamentais, comerciais, marítimas e outras operam no meio. As amplitudes dos sinais aplicados às entradas da antena do receptor variam de menos de 1 μV a muitos milivolts. Os contatos de rádio amador ocorrem em níveis da ordem de alguns microvolts. O objetivo de um receptor amador é duplo: selecionar, amplificar e demodular o sinal de rádio desejado e filtrar todos os outros. Receptores para radioamadores estão disponíveis separadamente e como parte do transceptor.
Componentes principais do receptor
Os receptores de rádio amador devem ser capazes de captar sinais extremamente fracos, separando-os do ruído e das estações potentes que estão sempre no ar. Ao mesmo tempo, é necessária estabilidade suficiente para sua retenção e demodulação. Em geral, o desempenho (e preço) de um receptor de rádio depende de sua sensibilidade, seletividade e estabilidade. Existem outros fatores relacionados ao funcionamentocaracterísticas do dispositivo. Estes incluem cobertura de frequência e modos de leitura, demodulação ou detecção para rádios LW, MW, HF, VHF, requisitos de energia. Embora os receptores variem em complexidade e desempenho, todos eles suportam 4 funções básicas: recepção, seletividade, demodulação e reprodução. Alguns também incluem amplificadores para aumentar o sinal para níveis aceitáveis.
Recepção
Esta é a capacidade do receptor de lidar com os sinais fracos captados pela antena. Para um receptor de rádio, esta funcionalidade está relacionada principalmente à sensibilidade. A maioria dos modelos tem vários estágios de amplificação necessários para aumentar a potência do sinal de microvolts para volts. Assim, o ganho geral do receptor pode ser da ordem de um milhão para um.
É útil para os radioamadores iniciantes saberem que a sensibilidade do receptor é afetada pelo ruído elétrico gerado nos circuitos da antena e no próprio dispositivo, principalmente nos módulos de entrada e RF. Eles surgem da excitação térmica de moléculas condutoras e em componentes amplificadores, como transistores e válvulas. Em geral, o ruído elétrico é independente da frequência e aumenta com a temperatura e a largura de banda.
Qualquer interferência presente nos terminais da antena do receptor é amplificada junto com o sinal recebido. Assim, há um limite para a sensibilidade do receptor. A maioria dos modelos modernos permite que você tome 1 microvolt ou menos. Muitas especificações definem essa característica emmicrovolts para 10 dB. Por exemplo, uma sensibilidade de 0,5 µV para 10 dB significa que a amplitude do ruído gerado no receptor é cerca de 10 dB inferior ao sinal de 0,5 µV. Em outras palavras, o nível de ruído do receptor é de cerca de 0,16 μV. Qualquer sinal abaixo desse valor será coberto por eles e não será ouvido no alto-falante.
Em frequências de até 20-30 MHz, o ruído externo (atmosférico e antropogênico) geralmente é muito maior que o ruído interno. A maioria dos receptores é sensível o suficiente para processar sinais nesta faixa de frequência.
Seletividade
Esta é a capacidade do receptor de sintonizar o sinal desejado e rejeitar os indesejados. Os receptores usam filtros LC de alta qualidade para passar apenas uma faixa estreita de frequências. Assim, a largura de banda do receptor é essencial para eliminar sinais indesejados. A seletividade de muitos receptores DV é da ordem de várias centenas de hertz. Isso é suficiente para filtrar a maioria dos sinais próximos à frequência de operação. Todos os receptores de rádio amador HF e MW devem ter uma seletividade de cerca de 2500 Hz para recepção de voz amadora. Muitos receptores e transceptores LW/HF usam filtros comutáveis para garantir a recepção ideal de qualquer tipo de sinal.
Demodulação ou detecção
Este é o processo de separação do componente de baixa frequência (som) do sinal da portadora modulada de entrada. Os circuitos de demodulação usam transistores ou válvulas. Os dois tipos mais comuns de detectores usados em RFreceptores, é um diodo para LW e MW e um mixer ideal para LW ou HF.
Reprodução
O processo final de recepção é converter o sinal detectado em som para ser enviado para o alto-falante ou fones de ouvido. Normalmente, um estágio de alto ganho é usado para amplificar a saída fraca do detector. A saída do amplificador de áudio é então alimentada a um alto-falante ou fones de ouvido para reprodução.
A maioria dos radioamadores tem um alto-falante interno e uma saída de fone de ouvido. Um amplificador de áudio simples de estágio único adequado para operação de fone de ouvido. O alto-falante geralmente requer um amplificador de áudio de 2 ou 3 estágios.
Receptores simples
Os primeiros receptores para radioamadores eram os dispositivos mais simples que consistiam em um circuito oscilatório, um detector de cristal e fones de ouvido. Eles só podiam receber estações de rádio locais. No entanto, um detector de cristal não é capaz de demodular corretamente os sinais LW ou SW. Além disso, a sensibilidade e a seletividade de tal esquema são insuficientes para o trabalho de rádio amador. Você pode aumentá-los adicionando um amplificador de áudio à saída do detector.
Rádio amplificado direto
Sensibilidade e seletividade podem ser melhoradas adicionando um ou mais estágios. Este tipo de dispositivo é chamado de receptor de amplificação direta. Muitos receptores CB comerciais dos anos 20 e 30 usou este esquema. Alguns deles tinham 2-4 estágios de amplificação para obtersensibilidade e seletividade necessárias.
Receptor de conversão direta
Esta é uma abordagem simples e popular para tomar LW e HF. O sinal de entrada é alimentado ao detector junto com a RF do gerador. A frequência deste último é um pouco maior (ou menor) do que o primeiro, de modo que uma batida pode ser obtida. Por exemplo, se a entrada for 7155,0 kHz e o oscilador de RF estiver definido para 7155,4 kHz, a mixagem no detector produzirá um sinal de áudio de 400 Hz. Este último entra no amplificador de alto nível através de um filtro de som muito estreito. A seletividade neste tipo de receptor é obtida usando circuitos LC oscilatórios na frente do detector e um filtro de áudio entre o detector e o amplificador de áudio.
Superheteródino
Projetado no início da década de 1930 para eliminar a maioria dos problemas enfrentados pelos primeiros tipos de receptores de rádio amador. Hoje, o receptor super-heteródino é usado em praticamente todos os tipos de serviços de rádio, incluindo rádio amador, comercial, AM, FM e televisão. A principal diferença dos receptores de amplificação direta é a conversão do sinal de RF de entrada em sinal intermediário (IF).
amplificador HF
Contém circuitos LC que fornecem alguma seletividade e ganho limitado na frequência desejada. O amplificador de RF também oferece dois benefícios adicionais em um receptor super-heteródino. Primeiro, ele isola os estágios do misturador e do oscilador local do loop da antena. Para um receptor de rádio, a vantagem é que atenuadosinais indesejados duas vezes a frequência desejada.
Gerador
Necessário para produzir uma onda senoidal de amplitude constante cuja frequência difere da portadora de entrada por uma quantidade igual ao FI. O gerador cria oscilações, cuja frequência pode ser maior ou menor que a portadora. Essa escolha é determinada pelos requisitos de largura de banda e ajuste de RF. A maioria desses nós em receptores MW e receptores VHF amadores de banda baixa geram uma frequência acima da portadora de entrada.
Misturador
O objetivo deste bloco é converter a frequência do sinal da portadora de entrada para a frequência do amplificador de FI. O mixer emite 4 saídas principais de 2 entradas: f1, f2, f1+f 2, f1-f2. Em um receptor super-heteródino, apenas sua soma ou diferença é usada. Outros podem causar interferência se as medidas adequadas não forem tomadas.
amplificador IF
O desempenho de um amplificador IF em um receptor super-heteródino é melhor descrito em termos de ganho (GA) e seletividade. De um modo geral, esses parâmetros são determinados pelo amplificador de FI. A seletividade do amplificador de FI deve ser igual à largura de banda do sinal de RF modulado de entrada. Se for maior, qualquer frequência adjacente é ignorada e causa interferência. Por outro lado, se a seletividade for muito estreita, algumas bandas laterais serão cortadas. Isso resulta em perda de clareza ao reproduzir o som pelo alto-falante ou fones de ouvido.
A largura de banda ideal para um receptor de ondas curtas é 2300–2500 Hz. Embora algumas das bandas laterais mais altas associadas à fala se estendam além de 2500 Hz, sua perda não afeta significativamente o som ou a informação transmitida pelo operador. A seletividade de 400–500 Hz é suficiente para a operação do DW. Essa largura de banda estreita ajuda a rejeitar qualquer sinal de frequência adjacente que possa interferir na recepção. Os rádios amadores de preço mais alto usam 2 ou mais estágios de ganho IF precedidos por um cristal altamente seletivo ou filtro mecânico. Este layout usa circuitos LC e conversores IF entre os blocos.
A escolha da frequência intermediária é determinada por diversos fatores, que incluem: ganho, seletividade e supressão de sinal. Para as bandas de baixa frequência (80 e 40 m), o FI usado em muitos receptores de rádio amadores modernos é de 455 kHz. Os amplificadores IF podem fornecer excelente ganho e seletividade de 400-2500 Hz.
Detetores e geradores de batidas
Detecção, ou demodulação, é definida como o processo de separação de componentes de frequência de áudio de um sinal portador modulado. Os detectores em receptores super-heteródinos também são chamados de secundários, e o primário é o conjunto do misturador.
Controle de ganho automático
O objetivo do nó AGC é manter um nível de saída constante apesar das mudanças na entrada. Ondas de rádio se propagando através da ionosferaatenuar e intensificar devido a um fenômeno conhecido como desvanecimento. Isso leva a uma mudança no nível de recepção nas entradas da antena em uma ampla faixa de valores. Como a tensão do sinal retificado no detector é proporcional à amplitude do sinal recebido, uma parte dela pode ser usada para controlar o ganho. Para receptores que usam transistores de tubo ou NPN nos nós anteriores ao detector, uma tensão negativa é aplicada para reduzir o ganho. Amplificadores e mixers que usam transistores PNP requerem uma tensão positiva.
Alguns radioamadores, principalmente os melhores transistorizados, possuem um amplificador AGC para maior controle sobre o desempenho do aparelho. O ajuste automático pode ter diferentes constantes de tempo para diferentes tipos de sinal. A constante de tempo especifica a duração do controle após o término da transmissão. Por exemplo, durante os intervalos entre as frases, o receptor HF retomará imediatamente o ganho total, o que causará uma irritante explosão de ruído.
Medição da intensidade do sinal
Alguns receptores e transceptores possuem um indicador que indica a intensidade relativa da transmissão. Normalmente, uma parte do sinal IF retificado do detector é aplicado a um micro ou miliamperímetro. Se o receptor tiver um amplificador AGC, esse nó também pode ser usado para controlar o indicador. A maioria dos medidores são calibrados em unidades S (1 a 9), que representam uma mudança de aproximadamente 6 dB na intensidade do sinal recebido. A leitura intermediária ou S-9 é usada para indicar o nível de 50 µV. Meia escala superiorO medidor S é calibrado em decibéis acima de S-9, normalmente até 60 dB. Isso significa que a intensidade do sinal recebido é 60 dB superior a 50 µV e é igual a 50 mV.
O indicador raramente é preciso, pois muitos fatores influenciam seu desempenho. No entanto, é muito útil ao determinar a intensidade relativa dos sinais de entrada e ao verificar ou sintonizar o receptor. Em muitos transceptores, o LED é usado para mostrar o status dos recursos do dispositivo, como corrente de saída do amplificador de RF e potência de saída de RF.
Interferência e limitações
É bom para os iniciantes saberem que qualquer receptor pode ter dificuldades de recepção devido a três fatores: ruído externo e interno e sinais de interferência. A interferência de RF externa, especialmente abaixo de 20 MHz, é muito maior do que a interferência interna. É apenas em frequências mais altas que os nós receptores representam uma ameaça para sinais extremamente fracos. A maior parte do ruído é gerada no primeiro bloco, tanto no amplificador de RF quanto no estágio do mixer. Muito esforço foi feito para reduzir a interferência interna do receptor a um nível mínimo. O resultado são circuitos e componentes de baixo ruído.
Interferência externa pode causar problemas ao receber sinais fracos por dois motivos. Primeiro, a interferência captada pela antena pode mascarar a transmissão. Se este estiver próximo ou abaixo do nível de ruído de entrada, a recepção é quase impossível. Alguns operadores experientes podem receber transmissões no LW mesmo com forte interferência, mas a voz e outros sinais amadores são incompreensíveis nessas condições.
