Радиоприемная аппаратура

Для передачи звуковой информации на большие расстояния ее сначала преобразуют с помощью микрофона в электрические колебания звуковой частоты. Так как колебания низкой частоты не могут самостоятельно распространяться в эфире, то для их передачи используют радиоволны. Радиоволны представляют собой высокочастотные (более 100 кГц) электромагнитные колебания, способные переносить в эфире энергию со скоростью света — 300000 км/с.

Для передачи информации электрические колебания, получаемые с микрофона, складывают электронным способом с высокочастотными колебаниями. Этот процесс называется модуляцией. В зависимости от того, какие параметры высокочастотных и низкочастотных колебаний складываются, модуляция может быть амплитудной (AM) или частотной (FM — Frequency Modulation). Модулированные колебания, оставаясь высокочастотными, излучаются антенной в эфир, превращаясь в радиоволны. С помощью радиоприемных устройств эта информация улавливается, усиливается и воспроизводится.

Источником высокочастотных колебаний являются мощные генераторы, устанавливаемые на радиостанциях. Каждая радиостанция излучает сигналы на "своей" строго определенной частоте. Благодаря этому имеется возможность из всех радиоволн выделить сигналы нужной радиостанции.

С учетом особенностей распространения весь диапазон радиоволн принято подразделять на длинные, средние, короткие и ультракороткие волны:

ДВ или LW (Long Wave) — от 735 до 2000 м;

СВ или MW (Middle Wave) — от 187 до 571 м;

KB или SW (Short Wave) — от 25 до 75 м;

УКВ или FM (Frequency Modulation) — от 65,8 до 108 мГц.

УКВ и FM - разные обозначения одного и того же диапазона радиоволн. Исторически сложилось, что под УКВ понимают диапазон, на котором работают отечественные радиостанции (65-75 МГц), a FM - диапазон зарубежных радиостанций (87-108 МГц).

Для радиопередач на ДВ, СВ и KB используется амплитудная модуляция, на FM — частотная. Иногда шкалы импортных радиоприемников имеют два диапазона: AM, включающий длинные, средние и короткие волны, и FM с ультракороткими волнами. Отличительной особенностью радиопередач с амплитудной модуляцией является то, что они могут распространяться на сотни и даже тысячи километров от передающей радиостанции, однако подвержены влиянию радиопомех. Полоса воспроизводимых звуковых частот на этих диапазонах волн не выходит за пределы 30-6300 Гц, т. е. недостаточна для качественного воспроизведения музыки. На диапазоне FM полоса частот значительно шире (30-15000 Гц), однако радиус их распространения не превышает пределов видимости антенны телецентра (15-30 км).

Прямой прием и воспроизведение радиопередач осуществляется радиоприемником. Радиоприемник представляет собой электронное устройство, с помощью которого можно выделить из множества радиосигналов сигналы нужной радиостанции, "снять" с них электрические колебания низкой частоты, несущие звуковую информацию, и преобразовать их в звуковые колебания.

Функцию приема сигналов радиостанции осуществляет антенна. Антенны могут быть внутренние, телескопические (выдвижные) и наружные в виде медного канатика разной длины. Радиоволны, пересекая провод антенны, возбуждают в ней электрические колебания высокой частоты.

Выделение сигнала принимаемой радиостанции из множества других сигналов осуществляется избирательным устройством, в основе которого используются электрические фильтры. Простейшим электрическим фильтром является замкнутый контур, состоящий из катушки индуктивности и конденсатора. В зависимости от емкости конденсатора и индуктивности катушки он может пропускать через себя электрические колебания разной частоты.

Сущность выбора сигналов нужной радиостанции заключается в настройке электрического фильтра на частоту принимаемой радиостанции. Электрические фильтры могут быть пассивные (перестраиваемые) и активные с задающим генератором высоких частот.

Пассивный фильтр состоит из набора катушек индуктивности и конденсатора переменной емкости, которые позволяют настраивать его в резонанс с частотой принимаемой радиостанции. Переключением катушек индуктивности переключают диапазоны принимаемых радиоволн (ДВ, СВ, KB и УКВ), а плавным изменением емкости конденсатора ручкой настройки радиоприемника добиваются приема нужной радиостанции в пределах каждого диапазона. Радиоприемники с таким способом настройки называют аналоговыми.

В активных фильтрах используются цифровые синтезаторы частот. С помощью специальных схем синтезатор может настраивать фильтр на частоту волны любой радиостанции. Значения этих частот в цифровом виде отражаются на дисплее и могут храниться в ячейках блока памяти. Радиоприемники с синтезатором частот называют цифровыми. Чтобы обеспечить прием сигналов нужной радиостанции, достаточно нажатием кнопки или методом сканирования указать ее частоту.

Принятые модулированные сигналы радиостанции с помощью детектора преобразуются в колебания низкой частоты, несущие звуковую информацию. На последнем этапе низкочастотный сигнал усиливается до необходимой мощности и с помощью громкоговорителя преобразуется в звуковые колебания.

К основным параметрам радиоприемников относятся: чувствительность, избирательность, полоса воспроизводимых звуковых частот, потребляемая мощность, выходная мощность и др.

Чувствительность приемника определяется минимальным напряжением сигнала (в мкВ), при котором приемник обеспечивает заданную выходную мощность. Чувствительность радиоприемников высшей группы сложности нормируется на УКВ диапазоне не более 50 мкВ, а для второй группы сложности — не более 275 мкВ. Чем выше чувствительность, тем более удаленную и менее мощную радиостанцию способен принять радиоприемник.

Избирательность радиоприемника характеризует его способность подавлять помехи и сигналы других радиостанций. Избирательность, выражается в децибелах. Радиоприемники с избирательностью выше 70 дБ относятся к высшей группе сложности. Использование в радиовещании цифровых систем, а в аппаратуре — цифровых синтезаторов позволило осуществить с помощью микропроцессора цифровое управление частотой настройки. Вместе с этим появилась возможность хранить значения частот принимаемых станций в блоке памяти приемника.

Блок памяти может содержать от единиц до сотен ячеек с записанными в них частотами радиостанций. Выбирая одну из этих ячеек, можно автоматически настроится на нужную программу передач. Это особенно удобно для малогабаритной аппаратуры с миниатюрными шкалами настройки, на которых очень трудно отделить сигналы двух соседних радиостанций рукояткой настройки. При прослушивании передачи, если ее содержание и качество звука удовлетворяют слушателя, он нажатием кнопки заносит частоту станции и даже ее название в одну из свободных ячеек. При новом включении радиоприемника эту станцию легко найти нажатием кнопки.

В современном радиоприемнике появились новые функции:

• управление с помощью меню, отображаемого на дисплее приемника;

• автоматическое воспроизведение на дисплее в алфавитном порядке названий всех станций из памяти тюнера;

• сортировка станций по определенным признакам, например по силе сигнала, по алфавиту, по частоте, по коду страны и типу программы.

Наличие функции сканирования позволяет произвести прослушивание сигналов каждой станции в течение нескольких секунд и выбрать нужную.

Функция RDS (Radio Data System) — радиотекст. Вместе с основной программой в современных радиовещательных системах реализована возможность передачи на дисплей сигнала текстовой информации о программах передач, состоянии погоды. Приемник с RDS имеет ряд типовых функций:

AF (Alternative Frequencies) — альтернативные частоты;

СТ (clock time) — точное время;

PS — название станции;

РТ (Program Туре) — вывод на дисплей текстовой информации: названия станции и типа программы, например "News" или "Sport" и др.

Функция ТА (Traffic Announcement — дорожные сообщения). Эта функция может прервать воспроизведение CD, если поступают местные сообщения об обстановке на дороге. Она может включать радиоприемник, если он выключен.

Наличие электронных часов создает дополнительные удобства. Аппарат можно включить в заданное время и использовать таким образом в качестве будильника. Более важное значение имеют программируемые часы, которые позволяют включать и выключать радиоаппарат в определенное время по заданной программе.

Жидкокристаллический дисплей представляет собой маленький экран, на котором высвечиваются необходимые сведения о режиме работы аппарата. Для радиоприемника это частота принимаемой радиостанции, ее название, громкость звучания в условных единицах и др.

Классификация и ассортимент радиоприемников. К радиоприемным устройствам относятся тюнеры, ресиверы, радиоприемники.

Тюнер — устройство для приема и преобразования радиосигналов в сигналы звуковой частоты. Он не имеет усилителя сигналов звуковой частоты и акустической системы.

Ресивер представляет высококачественный полный многоканальный аудио-видеоусилитель с УКВ-тюнером. Используются ресиверы для оборудования домашнего кинотеатра или для усиления акустики автомобиля. Акустические системы в ресивере отсутствуют, их приобретают отдельно с учетом особенностей помещения.

Радиоприемники классифицируют:

• в зависимости от конструкции — на стационарные и носимые;

• по электроакустическим параметрам — на три группы сложности: 0 (высшую), 1-ю и 2-ю;

• по числу диапазонов принимаемых частот — на всеволновые, одно- и двухдиапазонные;

• по источнику питания — на приемники с питанием от сети, с универсальным и автономным питанием;

• по характеру звучания — на монофонические и стереофонические;

• по принципу настройки — на аналоговые (с плавной настройкой по шкале) и цифровые (с пошаговой настройкой с помощью цифрового синтезатора частот).

Ассортимент радиоприемников. Стационарные радиоприемники рассчитаны на питание от сети, имеют внушительную массу (более 5 кг) и габаритные размеры. У них отсутствует ручка для переноски. Чаще всего стационарные радиоприемники имеют блочно-модульную компоновку, в состав которой входят тюнер, усилитель и акустическая система.

Стационарные высокочувствительные всеволновые радиоприемники пользуются повышенным спросом в удаленных от больших городов населенных пунктах, где отсутствует вещание на УКВ. Вещание в УКВ диапазоне отличается высоким качеством звучания, однако во многих местах России, в том числе и ее центральной части, этот диапазон бесполезен, так как дальность распространения сигналов на УКВ редко превышает 30 км от ретранслятора.

Носимый радиоприемник — аппарат с автономным или универсальным электропитанием, предназначенный для эксплуатации в процессе ношения, массой от 200 до 600 г и соответствующими габаритами. Цифровые тюнеры обладают лучшей, по сравнению с аналоговыми, чувствительностью и избирательностью. Хорошая избирательность особенно важна в условиях больших городов, где в диапазоне УКВ работает большое количество мощных радиостанций, частоты которых находятся в тесном соседстве.

Радиоприемник может быть всеволновый или только с одним УКВ диапазоном. Большинство из них имеют "западный" поддиапазон FM (87-108 МГц) в стереофоническом звучании. Для регионов России особенно важно наличие в тюнере расширенного УКВ диапазона от 65 до 108 МГц, включающего и "русский" поддиапазон УКВ Stereo Plus, позволяющий воспроизводить радиопередачи в стереофоническом звучании.

Для цифрового тюнера важным параметром является количество ячеек памяти, отводимых для запоминания частот радиостанций.

В паспортах и рекламной информации на портативные радиоприемники, как правило, отсутствуют сведения о диапазоне воспроизводимых звуковых частот. Косвенно о качестве звуковоспроизведения можно судить по размерам громкоговорителя — чем он больше, тем шире полоса воспроизводимых частот. Следует иметь в виду, что носимые радиоприемники быстро уступают свое место на рынке магнитолам и плеерам, совмещенным с тюнерами.