Egy amatőr rádióantenna több száz és több ezer rádiójelet fogad egyszerre. Frekvenciáik a hosszú, közepes, rövid, ultrarövid hullámok és televíziós sávok átvitelétől függően változhatnak. Közben amatőr, kormányzati, kereskedelmi, tengeri és egyéb állomások működnek. A vevő antenna bemeneteire adott jelek amplitúdója 1 μV-nál kisebbtől sok millivoltig változik. Az amatőr rádióérintkezők néhány mikrovoltos nagyságrendű szinten fordulnak elő. Az amatőr vevőkészülék célja kettős: kiválasztani, felerősíteni és demodulálni a kívánt rádiójelet, és kiszűrni az összes többit. A rádióamatőrök vevőegységei külön-külön és az adó-vevő részeként is beszerezhetők.
A vevő fő összetevői
A Ham rádióvevőknek képesnek kell lenniük a rendkívül gyenge jelek felvételére, elválasztva azokat a zajtól és a mindig adásban lévő erős állomásoktól. Ugyanakkor megfelelő stabilitás szükséges ezek megtartásához és demodulálásához. Általában a rádióvevő teljesítménye (és ára) az érzékenységétől, szelektivitásától és stabilitásától függ. A működéshez más tényezők is kapcsolódnakkészülék jellemzői. Ezek közé tartozik a frekvencia lefedettség és az olvasás, a demodulációs vagy érzékelési módok LW, MW, HF, VHF rádiókhoz, teljesítményigény. Bár a vevőkészülékek összetettsége és teljesítménye eltérő, mindegyik 4 alapvető funkciót támogat: vétel, szelektivitás, demoduláció és lejátszás. Néhányan erősítőket is tartalmaznak, hogy a jelet elfogadható szintre emeljék.
Recepció
Ez a vevő azon képessége, hogy kezelje az antenna által érzékelt gyenge jeleket. Rádióvevő esetén ez a funkció elsősorban az érzékenységgel kapcsolatos. A legtöbb modell több erősítési fokozattal rendelkezik, amelyek szükségesek a jelteljesítmény mikrovoltról voltra való növeléséhez. Így a teljes vevőerősítés millió és egy közötti nagyságrendű lehet.
A kezdő rádióamatőrök számára hasznos tudni, hogy a vevő érzékenységét befolyásolja az antenna áramkörökben és magában az eszközben keltett elektromos zaj, különösen a bemeneti és RF modulokban. A vezetőmolekulák termikus gerjesztésével és az erősítő alkatrészekben, például tranzisztorokban és csövekben keletkeznek. Általában az elektromos zaj frekvenciafüggetlen, és a hőmérséklettel és a sávszélességgel nő.
A vevő antennakivezetésein fellépő bármilyen interferencia a vett jellel együtt felerősödik. Így a vevő érzékenységének van határa. A legtöbb modern modell lehetővé teszi, hogy 1 mikrovoltot vagy kevesebbet vegyen fel. Számos specifikáció határozza meg ezt a jellemzőtmikrovolt 10 dB-re. Például a 0,5 µV-os érzékenység 10 dB-re azt jelenti, hogy a vevőben keltett zaj amplitúdója körülbelül 10 dB-lel kisebb, mint a 0,5 µV-os jel. Más szavakkal, a vevő zajszintje körülbelül 0,16 μV. Az ezen érték alatti jeleket lefedik, és nem hallható a hangszóróban.
A 20-30 MHz-ig terjedő frekvenciákon a külső (atmoszférikus és antropogén) zaj általában sokkal magasabb, mint a belső zaj. A legtöbb vevő elég érzékeny ahhoz, hogy ebben a frekvenciatartományban feldolgozza a jeleket.
Szelektivitás
Ez a vevő azon képessége, hogy ráhangolódjon a kívánt jelre, és elutasítsa a nem kívánt jeleket. A vevőkészülékek kiváló minőségű LC szűrőket használnak, hogy csak egy szűk frekvenciasávot engedjenek át. Így a vevő sávszélessége elengedhetetlen a nem kívánt jelek kiküszöböléséhez. Sok DV-vevő szelektivitása több száz hertz nagyságrendű. Ez elegendő ahhoz, hogy kiszűrje a legtöbb jelet a működési frekvenciához közel. Minden HF és MW amatőr rádióvevőnek körülbelül 2500 Hz-es szelektivitással kell rendelkeznie az amatőr hangvételhez. Sok LW/HF vevő és adó-vevő kapcsolható szűrőket használ bármilyen típusú jel optimális vételének biztosítására.
Demoduláció vagy észlelés
Ez az alacsony frekvenciájú összetevő (hang) és a bejövő modulált vivőjel elkülönítésének folyamata. A demodulációs áramkörök tranzisztorokat vagy csöveket használnak. A rádiófrekvenciás detektorok két leggyakoribb típusavevők, egy dióda LW és MW számára, és ideális keverő LW vagy HF számára.
Lejátszás
A vétel utolsó folyamata az észlelt jel hanggá alakítása, amelyet a hangszóróba vagy a fejhallgatóba továbbítanak. Általában egy nagy erősítésű fokozatot használnak a gyenge detektorkimenet erősítésére. Az audioerősítő kimenete ezután egy hangszóróba vagy fejhallgatóba kerül lejátszáshoz.
A legtöbb ham-rádió rendelkezik belső hangszóróval és fejhallgató kimeneti csatlakozóval. Egyszerű, egyfokozatú hangerősítő, amely fejhallgatóhoz is használható. A hangszóró általában 2 vagy 3 fokozatú hangerősítőt igényel.
Egyszerű vevőkészülékek
A rádióamatőrök első vevőkészülékei a legegyszerűbb eszközök voltak, amelyek egy oszcillációs áramkörből, egy kristálydetektorból és egy fejhallgatóból álltak. Csak a helyi rádióállomásokat tudták fogni. A kristálydetektor azonban nem képes megfelelően demodulálni az LW vagy SW jeleket. Ezenkívül egy ilyen rendszer érzékenysége és szelektivitása nem elegendő az amatőr rádiós munkához. Növelheti őket, ha audioerősítőt ad az érzékelő kimenetéhez.
Közvetlen erősítésű rádió
Az érzékenység és a szelektivitás egy vagy több fokozat hozzáadásával javítható. Az ilyen típusú készüléket közvetlen erősítő vevőnek nevezik. Sok kereskedelmi CB vevő a 20-as és 30-as évekből használta ezt a sémát. Némelyiküknek 2-4 fokozatú erősítést kellett elérnieszükséges érzékenység és szelektivitás.
Közvetlen konverziós vevő
Ez egy egyszerű és népszerű módszer az LW és HF felvételére. A bemeneti jel a generátor rádiófrekvenciájával együtt a detektorba kerül. Az utóbbi frekvenciája valamivel magasabb (vagy alacsonyabb), mint az előbbié, így egy ütemet lehet elérni. Például, ha a bemenet 7155,0 kHz és az RF oszcillátor 7155,4 kHz-re van állítva, akkor az érzékelő keverése 400 Hz-es hangjelet eredményez. Ez utóbbi egy nagyon szűk hangszűrőn keresztül jut be a magas szintű erősítőbe. Az ilyen típusú vevőegységekben a szelektivitást az érzékelő előtti oszcilláló LC áramkörök, valamint az érzékelő és az audioerősítő közötti audioszűrő használatával érik el.
Szuperheterodyne
Az 1930-as évek elején tervezték, hogy kiküszöböljék a legtöbb problémát, amellyel a korai típusú rádióamatőr rádióvevők szembesülnek. Ma a szuperheterodin vevőt gyakorlatilag minden típusú rádiószolgáltatásban használják, beleértve az amatőr rádiót, a reklámot, az AM, az FM és a televíziózást. A fő különbség a közvetlen erősítésű vevőkhöz képest a bejövő RF jel átalakítása közbenső jellé (IF).
HF-erősítő
LC-áramköröket tartalmaz, amelyek bizonyos szelektivitást és korlátozott erősítést biztosítanak a kívánt frekvencián. Az RF erősítő két további előnnyel is rendelkezik a szuperheterodin vevőben. Először is leválasztja a keverő és a helyi oszcillátor fokozatait az antenna hurokból. A rádióvevőnél az az előnye, hogy csillapítottnem kívánt jelek a kívánt frekvencia kétszerese.
Generátor
Konstans amplitúdójú szinuszhullám létrehozásához szükséges, amelynek frekvenciája a bejövő vivőtől az IF-nek megfelelő mértékben tér el. A generátor oszcillációkat hoz létre, amelyek frekvenciája lehet nagyobb vagy alacsonyabb a vivőnél. Ezt a választást a sávszélesség és az RF hangolási követelmények határozzák meg. A legtöbb ilyen csomópont az MW-vevőkben és az alacsony sávú amatőr VHF-vevőkben a bemeneti vivő feletti frekvenciát generál.
Mixer
Ennek a blokknak az a célja, hogy a bejövő vivőjel frekvenciáját az IF-erősítő frekvenciájává alakítsa. A keverő 4 fő kimenetet ad ki 2 bemenetről: f1, f2, f1+f 2, f1-f2. Egy szuperheterodin vevőben csak ezek összegét vagy különbségét használják. Mások interferenciát okozhatnak, ha nem teszik meg a megfelelő intézkedéseket.
IF erősítő
A szuperheterodin vevőben lévő IF-erősítők teljesítményét az erősítés (GA) és a szelektivitás jellemzi a legjobban. Általánosságban elmondható, hogy ezeket a paramétereket az IF-erősítő határozza meg. Az IF erősítő szelektivitásának meg kell egyeznie a bejövő modulált RF jel sávszélességével. Ha nagyobb, akkor bármely szomszédos frekvencia kimarad, és interferenciát okoz. Másrészt, ha a szelektivitás túl szűk, néhány oldalsáv le lesz vágva. Ez a tisztaság elvesztését eredményezi, amikor a hangot a hangszórón vagy a fejhallgatón keresztül játssza le.
A rövidhullámú vevő optimális sávszélessége 2300–2500 Hz. Bár a beszéddel kapcsolatos magasabb oldalsávok némelyike meghaladja a 2500 Hz-et, ezek elvesztése nem befolyásolja jelentősen a kezelő által közvetített hangot vagy információt. A 400-500 Hz-es szelektivitás elegendő a DW működéséhez. Ez a keskeny sávszélesség segít visszautasítani minden olyan szomszédos frekvenciajelet, amely zavarhatja a vételt. A magasabb árfekvésű amatőr rádiók 2 vagy több IF erősítési fokozatot használnak, amelyeket egy rendkívül szelektív kristály- vagy mechanikus szűrő előz meg. Ez az elrendezés LC-áramköröket és IF-átalakítókat használ a blokkok között.
A köztes frekvencia kiválasztását több tényező határozza meg, többek között: erősítés, szelektivitás és jelelnyomás. Az alacsony frekvenciasávok (80 és 40 m) esetében a sok modern rádióamatőr vevőegységben használt IF 455 kHz. Az IF erősítők kiváló erősítést és szelektivitást biztosítanak 400-2500 Hz között.
Érzékelők és ütemgenerátorok
Az észlelés vagy demoduláció az audiofrekvenciás összetevők modulált vivőjeltől való elválasztásának folyamata. A szuperheterodin vevők detektorait másodlagosnak is nevezik, és az elsődleges a keverőegység.
Automatikus erősítésvezérlés
Az AGC csomópont célja az állandó kimeneti szint fenntartása a bemenet változásai ellenére. Az ionoszférán keresztül terjedő rádióhullámokgyengül, majd felerősödik az elhalványulásként ismert jelenség miatt. Ez az antennabemenetek vételi szintjének széles értéktartományban történő változásához vezet. Mivel a detektorban az egyenirányított jel feszültsége arányos a vett amplitúdójával, ennek egy része az erősítés szabályozására használható. A detektort megelőző csomópontokban cső- vagy NPN-tranzisztorokat használó vevőkészülékeknél negatív feszültséget alkalmaznak az erősítés csökkentése érdekében. A PNP tranzisztort használó erősítők és keverők pozitív feszültséget igényelnek.
Egyes sonkarádiók, különösen a jobb tranzisztorosak, AGC-erősítővel rendelkeznek, hogy jobban szabályozzák az eszköz teljesítményét. Az automatikus beállításnak eltérő időállandója lehet a különböző jeltípusokhoz. Az időállandó megadja a vezérlés időtartamát az adás befejezése után. Például a frázisok közötti intervallumok alatt a HF vevő azonnal visszakapcsol a teljes erősítésre, ami bosszantó zajkitörést okoz.
Jelerősség mérése
Néhány vevő és adó-vevő rendelkezik egy jelzővel, amely jelzi az adás relatív erősségét. Jellemzően a detektorból származó egyenirányított IF jel egy részét egy mikro- vagy milliampermérőre visszük. Ha a vevő AGC erősítővel rendelkezik, akkor ez a csomópont használható az indikátor vezérlésére is. A legtöbb mérőt S-egységben (1-től 9-ig) kalibrálják, ami körülbelül 6 dB-es változást jelent a vett jelerősségben. A középső leolvasás vagy az S-9 az 50 µV-os feszültség jelzésére szolgál. Skála felső feleAz S-mérőt S-9 feletti decibelben, jellemzően 60 dB-ig kalibrálják. Ez azt jelenti, hogy a vett jel erőssége 60 dB-lel nagyobb, mint 50 µV, és egyenlő 50 mV-tal.
A mutató ritkán pontos, mivel számos tényező befolyásolja a teljesítményét. Nagyon hasznos azonban a bejövő jelek relatív intenzitásának meghatározásakor, illetve a vevő ellenőrzésekor vagy hangolásakor. Számos adó-vevőben a LED-et használják az eszköz jellemzőinek állapotának megjelenítésére, például az RF-erősítő kimeneti áramára és az RF kimeneti teljesítményre.
Interferencia és korlátozások
A kezdőknek jó tudni, hogy bármelyik vevőkészülék vételi nehézségekkel küzdhet három tényező miatt: külső és belső zaj és zavaró jelek miatt. A külső rádiófrekvenciás interferencia, különösen 20 MHz alatt, sokkal nagyobb, mint a belső interferencia. Csak magasabb frekvenciákon jelentenek veszélyt a vevő csomópontok a rendkívül gyenge jelekre. A legtöbb zaj az első blokkban keletkezik, mind az RF erősítőben, mind a keverőfokozatban. Sok erőfeszítést tettek a vevő belső interferenciájának minimális szintre csökkentése érdekében. Az eredmény alacsony zajszintű áramkörök és alkatrészek.
A külső interferencia két okból okozhat problémákat gyenge jelek vételekor. Először is, az antenna által felvett interferencia elfedheti az adást. Ha az utóbbi a bejövő zajszint közelében vagy alatta van, a vétel szinte lehetetlen. Egyes tapaszt alt kezelők még erős interferenciával is képesek adást venni az LW-n, de a hang és más amatőr jelek ilyen körülmények között értelmezhetetlenek.
