Radio-prijemnik

Radio-prijemnik je elektronski uređaj kojim se iz niza elektromagnetskih signala indukovanih u anteni prijemnika, izdvaja, pojačava i detektuje signal korisne informacije.

Prvobitno se energija promjenjivog elektromagnetnog polja (radio-talasa) pretvara u električnu energiju, a završni izlaz je obično u obliku zvuka (zvučnik) ili prikaza na ekranu (radar). Radio-prijemnici se primjenjuju za prijem radio-difuznog programa, televizijskog programa (slike i zvuka, kao dijelovi sklopa), daljinsku kontrolu uređaja, radio-komunikaciju, radio-astronomiju i u druge svrhe.

Osnovni električni parametri radio-prijemnika uredi

To su frekventni opseg, osjetljivost, selektivnost, stabilnost, izlazna snaga i vjernost reprodukcije.

Podjela uredi

Može se izvršiti podjela po raznim parametrima. Obično se vrši po namjeni, frekventnom opsegu, načinu rada, mjestu korištenja, po aktivnim elementima i tako dalje.

Radio prijemnik Filips iz 1934-1935. godine

Podjela po namjeni uredi

Mogu se podijeliti na radio-difuzne (koncertne), profesionalne i amaterske. Radio-difuzni (koncertni) služe za prijem programa civilnih radio-stanica. Profesionalni mogu biti vojni, policijski, za komunikaciju na gradilištima, moru, vazduhu itd. Amaterski se grade za komunikaciju među radio-amaterima ili eksperimente.

Podjela po vrsti rada uredi

Postoje radio-prijemnici za prijem signala sa amplitudnom, frekventnom, impulsnom i faznom modulacijom.

Podjela po mjestu upotrebe uredi

Mogu biti stacionarni, pokretni, i prenosni. Pokretni se recimo mogu dalje podijeliti u avionske, brodske, tenkovske itd.

Podjela po načinu biranja frekvencije uredi

Postoje r. sa kontinuiranim biranjem frekvencije unutar radnog opsega, r. sa izborom 1-30 stalnih frekvencija, i r. sa dekadnim biranjem frekvencija.

Tranzistorski radio prijemnik "Minerva" , eksponat u "Nišvil džez muzej" u Nišu

Podjela po aktivnim elementima uredi

Postoje cijevni (cevni), tranzistorski i r. sa integrisanim kolima. Kombinacije aktivnih elemenata raznih generacija su česte.

Radio prijemnik Kosmaj 49 iz 1949. godine

Podjela po načinu rada uredi

Po načinu rada, mogu se podijeliti na dvije osnovne vrste: direktne radio-prijemnike i superheterodinske radio-prijemnike. Direktni radio-prijemnici vrše selekciju i pojačavanje visokofrekventnog signala na promjenjivoj frekvenciji (frekvenciji predajnika). Superheterodinski radio-prijemnici vrše visokofrekventno pojačanje na jednoj frekvenciji (takozvanoj međufrekvenciji).

Podjela po frekventnom području uredi

Mogu se podijeliti na dugotalasne, srednjotalasne, kratkotalasne, ultrakratkotalasne itd.

Vrste radio-prijemnika uredi

Po principu prijema radio-talasa, mogu se podijeliti na kristalne, r. sa direktnim pojačanjem, r. sa reakcijom, r. sa superreakcijom i superheterodinske radio-prijemnike.

Elementarna podjela je samo na direktne (pojačanje VF se vrši na originalnoj prijemnoj frekvenciji) i heterodinske (originalna VF se mijenja u drugu, obično nižu, za pojačanje u međufrekventnom stepenu).

Kristalni radio-prijemnik uredi

Kristalni radio-prijemnik.

Ova vrsta prijemnika se koristila od najranijih dana radio-tehnike. U najjednostavnijem obliku (kristalni prijemnik) sastoji se od oscilatornog kola sa antenom (za primanje i izdvajanje željene frekvencije) i diode za demodulaciju. U ranije doba se umjesto poluprovodničke diode za demodulaciju koristio kristal galenita, bakar-oksida itd, pa naziv kristalni prijemnik dolazi odatle.

Ako se koristi poluprovodnička dioda, ona mora biti germanijumska, zato što je pad napona na istoj mali, od 0,1-0,2 volta. Pad napona na silicijumskim diodama je oko 0,5-0,7 volti, pa su takve diode bez posebnog spoja nepodesne za demodulaciju u kristalnom radio-prijemniku.

Ovakav prijemnik je patio od slabe selektivnosti i male izlazne snage, pa je po otkriću elektronske cijevi, kao aktivnog elementa za pojačanje, proširen u prijemnik sa direktnim pojačanjem (direktni prijemnik).

Direktni prijemnik uredi

Proširena šema direktnog prijemnika se uglavnom sastojala od jednog ili dva stepena visokofrekventnog pojačanja, stepena demodulacije, i jednog ili više stepena niskofrekventnog pojačanja. Kao izlazni pretvarač korištene su slušalice, zvučnik, katodna cijev itd. Ako je bio potreban prijem nemodulisane telegrafije, dodavan je oscilator koji je miješanjem sa primljenim signalom stvarao čujan ton.

Reakcijski prijemnik (prijemnik sa povratnom spregom, audion) uredi

Primjer regenerativnog prijemnika sa elektronskom cijevi.

Pošto su elektronske cijevi prvobitno bile skupe, razvijeni su načini da se ista cijev upotrijebi nekoliko puta. Tako je kod audiona (reakcijskog prijemnika, prijemnika sa povratnom spregom) korištena pozitivna povratna sprega, koja je povećavala pojačanje i selektivnost u visokofrekventnom stepenu.

Ovakvi sistemi su bili osjetljivi na samooscilacije i teži za podešavanje. Povratna sprega se morala podešavati pri svakoj promjeni prijemne frekvencije. Pogrešno podešen audion je emitovao VF oscilacije (radio je i kao predajnik), koje su smetale okolnim prijemnicima.

Superreakcijski prijemnik (superregenerativni prijemnik) uredi

Ovo je razvoj audiona kojem je dodat još jedan oscilator. Prijemnik povremeno ulazi u samooscilacije u ritmu drugog oscilatora koji radi iznad zvučne frekvencije. Time se postiže manja selektivnost nego kod audiona, ali pojačanja mogu da pređu 100 decibela po jednom stepenu.

Superheterodinski prijemnik uredi

Da bi se otklonili problemi sa promjenom pojačanja na raznim prijemnim frekvencijama, razvijen je 1920-ih godina superheterodinski prijemnik. Ovo je danas najčešća forma radio-prijemnika.

Kod ovog prijemnika ponekad postoji jedan ili više (rijetko) stepena visokofrekventnog pojačanja. U radio-difuznim prijemnicima često nema nijednog stepena VF pojačanja. Zatim dolazi lokalni oscilator i mješač (mešač/miješalica/mešalica/heterodinski stepen). Namjena ovog stepena je da izvrši miješanje primljenog signala visoke frekvencije sa signalom lokalnog oscilatora i proizvede izlazni signal jednak fiksnom signalu međufrekvencije.

Pošto je međufrekvencija fiksna i najčešće iznosi 455 kiloherca za srednje talase (amplitudna modulacija) i 10,7 megaherca za ultrakratke talase (frekventna modulacija), to znači da se i frekvencija lokalnog oscilatora mora da mijenja paralelno sa frekvencijom primljenog signala, da bi se održala fiksna razlika. Zbog toga u klasičnim superheterodinskim prijemnicima promjenjivi kondenzator za biranje stanica ima dvije sekcije, od kojih se jedna koristi za podešavanje prijemne frekvencije u ulaznom kolu, a druga za podešavanje frekvencije lokalnog oscilatora.

Proizvodnja međufrekvencije se obično bazirala na principu nelinearnosti mješačkog elementa (tranzistor, dioda). Sa dvije ulazne frekvencije na nelinearnom elementu proizvode se sume i razlike ulaznih signala i njihovih harmoničkih komponenti. Samo jedan željeni signal međufrekvencije je propušten dalje sa podešenim oscilatornim kolom, dok su drugi potisnuti.

U međufrekventnom (MF) stepenu se ostvaruje najveći dio selektivnosti i osjetljivosti superheterodinskog radio-prijemnika. Pošto radi na fiksnoj frekvenciji, bilo je moguće masovno proizvoditi međufrekventne transformatore (oscilatorna kola) u zatvorenim metalnim kutijicama (lončićima), čime je pala cijena uređaja. Opet zbog fiksne međufrekvencije, podešavanje MF stepena je znatno olakšano, a problemi sa nestabilnošću otklonjeni. Opasnost od samooscilacija je smanjena upotrebom relativno niske međufrekvencije u odnosu na primani signal.

Poslije dovoljnog pojačanja VF signala u MF stepenu, dolazi stepen detekcije ili demodulacije. Demodulator VF signal pretvara u niskofrekventni (NF) signal u opsegu zvučnih frekvencija.

Niskofrekventni pojačavač pojačava ovaj slabi audio signal do nivoa potrebnog za pogon zvučnika ili drugog izlaznog uređaja.

Ukupno pojačanje superheterodinskog radio-prijemnika se kreće od 10 hiljada do preko 1 milion, zavisno od jačine primljenog signala.