Paramètres de base des émetteurs et des récepteurs. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique

Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Radioamateur débutant

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Pour comprendre ce qu'est un appareil particulier, vous devez connaître ses paramètres. Puisque nous allons construire des récepteurs et des émetteurs, il serait bien de savoir selon quels critères ils sont classés.

Maintenant tout est en ordre.

Fréquence de fonctionnement (plage de fréquence)

Si l'émetteur ou le récepteur est réglé sur une certaine fréquence, alors nous pouvons parler de одной fréquence de fonctionnement. Si, pendant le fonctionnement, il est possible de régler la fréquence de fonctionnement, il est nécessaire de nommer диапазон fréquences de fonctionnement, à l'intérieur desquelles le réglage peut être effectué.

Elle est mesurée en kilohertz (kHz), mégahertz (MHz) ou gigahertz (GHz).

Auparavant, pour déterminer la gamme de fréquences, ce n'était le plus souvent pas la fréquence qui était utilisée, mais la longueur d'onde. De là sont venus les noms des gammes LW (ondes longues), SV, (ondes moyennes) HF (ondes courtes), VHF (ondes ultracourtes).

Pour convertir la longueur d'onde en fréquence, vous devez diviser par elle la vitesse de la lumière (300 000 000 m/s). C'est-à-dire,

où:

- longueur d'onde (m)

c - vitesse de la lumière (m/s)

F - fréquence (Hz)

Il ne vous est désormais plus difficile de calculer ce que nos grands-pères appelaient les « ondes ultra-courtes ». Oui, oui, ne soyez pas surpris, la gamme de 65...75 MHz n'est plus seulement « courte » mais « ultra-courte ». Mais leur longueur peut atteindre 4 mètres ! A titre de comparaison, la longueur d'onde d'un téléphone mobile GSM est de 15...30 cm (selon la portée).

Avec le développement de la technologie et le développement de nouvelles gammes de fréquences, on a commencé à leur donner des noms inimaginables comme « ultra-court », « hyper-court », etc. La fréquence est désormais plus couramment utilisée pour indiquer la portée. C'est plus pratique, ne serait-ce que parce que vous n'avez pas besoin de recalculer quoi que ce soit et de mémoriser la vitesse de la lumière. Cependant, cela ne fait toujours pas de mal de se souvenir de la vitesse de la lumière :)

Nous travaillerons principalement avec les bandes de diffusion VHF. Il y en a deux : VHF-1 - ce qu'on appelle communément « VHF » et VHF-2 - ce qu'on appelle communément « FM ». Le nom FM vient de l'anglais Frequency Modulation (lire à propos de la modulation ci-dessous). En fait, sérieusement, nommer la gamme de fréquences par type de modulation est techniquement analphabète. Cependant, parmi le peuple, ce nom est fermement enraciné et est devenu un nom familier. Vous ne pouvez rien y faire.

Type de modulation

Deux types de modulation sont largement utilisés : la modulation d'amplitude (AM) et la modulation de fréquence (FM). En bourgeois ça sonne comme AM et FM. En fait, la gamme « FM » préférée de tous doit son nom précisément à la modulation de fréquence avec laquelle fonctionnent toutes les stations de radio de cette gamme. Il existe également une modulation de phase, en abrégé FM, mais dans nos lettres. Ne vous confondez pas avec la FM bourgeoise !

La FM, contrairement à la AM, est plus protégée des bruits impulsifs. D'une manière générale, aux fréquences sur lesquelles se trouvent les stations de radio VHF, l'utilisation de la FM est plus pratique que l'AM, c'est pourquoi elle y est utilisée. Cependant, le signal de télévision est toujours transmis avec une modulation d'amplitude, quelle que soit la fréquence. Mais c'est une toute autre histoire.

La modulation de fréquence peut être à bande étroite ou à large bande. Les stations de radio utilisent la FM à large bande - sa déviation est de 75 kHz.

Dans les stations de radio de communication et autres équipements radio non diffusés, la FM à bande étroite est plus souvent utilisée, avec un écart d'environ 3 kHz. Il est mieux protégé contre les interférences car il permet au récepteur d'être plus étroitement réglé sur la porteuse.

Ainsi nos gammes sont :

VHF-1 - 65,0...74,0 MHz, modulation - fréquence

VHF-2 ("FM") - 88,0...108,0 MHz, modulation - fréquence

Puissance de sortie

Plus l'émetteur est puissant - plus il peut transmettre le signal loin, plus il sera facile de recevoir ce signal.

Presque toutes les descriptions d'un bug mentionnent sa portée. Habituellement - à partir de 50 m et se terminant par trois kilomètres... Cette information ne peut pas être prise au sérieux. Ne vous laissez jamais flatter par une portée de 1 km en ville, ni trop contrarié par cinquante mètres en zone dégagée - après tout, les auteurs ne donnent jamais les paramètres du récepteur avec lequel ce bug a été testé. A savoir, ils ne nomment pas la sensibilité de ce récepteur. Mais beaucoup dépend d'elle. Vous pouvez tester un émetteur puissant en utilisant un récepteur avec une sensibilité médiocre - et vous retrouver avec une portée courte. Ou vice versa, écoutez un émetteur de faible puissance via un récepteur sensible et obtenez une portée plus longue. Par conséquent, lorsque vous examinez le diagramme du bug, faites tout d’abord attention non pas aux grands mots, mais aux faits bruts. À savoir, essayez d’estimer la puissance de l’émetteur. Habituellement, la puissance n'est pas indiquée dans la description du bug (les auteurs ne la mesurent tout simplement pas, la considérant suffisante pour mesurer la « portée »). Par conséquent, nous ne pouvons déterminer « qu’à l’œil nu » ce dont le coléoptère est capable.

Pour cela, vous devez regarder:

- Tension d'alimentation. Le plus - le plus de puissance (ceteris paribus)

- La valeur du transistor situé dans l'étage final (ou générateur, si l'antenne y est directement connectée). Si vous avez un mauvais KT315, vous ne pouvez pas vous attendre à beaucoup de puissance du circuit, vous ne l'obtiendrez pas. Et si vous essayez de le relever, le transistor, sans rien dire, explosera simplement perfidement... C'est mieux s'il y a un transistor KT6xx ou KT9xx, par exemple KT608, KT645, KT904, KT920, etc.

- Résistance des transistors dans les circuits collecteur et émetteur de l'étage final. Plus ils sont petits, plus la puissance (ppru) est grande.

A titre de comparaison, je dirai ceci : une puissance de 1 W suffit en conditions urbaines sur environ un kilomètre, à condition que la sensibilité du récepteur soit d'environ 1 µV.

Sensibilité du récepteur

Eh bien, nous avons déjà commencé à parler de sensibilité.

La sensibilité dépend à 90 pour cent du « bruit » de l’étage d’entrée du récepteur. Par conséquent, pour obtenir de bons résultats, il est nécessaire d’utiliser des transistors à faible bruit. Des travailleurs de terrain sont souvent utilisés - ils font moins de bruit.

Pour les récepteurs VHF, la sensibilité est généralement comprise entre 0,1 et 10 µV. Les valeurs données sont des extrêmes. Pour obtenir une sensibilité de 0,1, il faut travailler dur. Tout comme il faut vraiment se manquer de respect pour fabriquer un récepteur avec une sensibilité de 10 µV. La vérité se situe quelque part entre les deux. Environ 1...3 µV est la valeur de sensibilité optimale.

Impédance de sortie de l'émetteur

Ceci est très important à savoir, car vous pouvez fabriquer un émetteur puissant très fin et ne pas en tirer même un dixième de la puissance nominale en raison d'une mauvaise adaptation avec l'antenne.

Ainsi, l'antenne a une résistance R, disons de 100 Ohms. Afin de rayonner une puissance P à l'aide de cette antenne, disons 4 Watts, vous devez lui appliquer une tension U, qui est calculée selon la loi d'Ohm :

U2 = PR

U2 = 100*4 = 400 U = 20 V

J'ai 20 volts.

À une tension de 20 volts, l'étage de sortie de l'émetteur doit contenir une puissance de 4 watts, tandis que le courant le traversera

Je = P / U = 0,2A = 200mA

Ainsi, cet émetteur à une résistance de 100 ohms développe une puissance de 4 watts.

Et si au lieu d'une antenne de 100 Ohm, vous connectiez une antenne de 200 Ohm ? (Et la tension est la même - 20 V)

Nous considérons:

P = UI = U(U/R) = 20(20/200) = 2W

Deux fois plus petit ! Autrement dit, physiquement, l'étage de sortie est prêt à pomper 4 watts, mais ne le peut pas, car il est limité par une tension de 20 volts.

Autre situation : la résistance de l'antenne est de 50 Ohms, soit 2 fois moins. Ce qui se produit? Une double puissance lui sera attribuée, un double courant circulera dans l'étage final - et le transistor de l'étage final sera considérablement recouvert d'un bassin de cuivre...

Bref, de quoi je parle ? Et au fait qu'il faut savoir quelle charge on a le droit de connecter à la sortie de l'émetteur, et laquelle on ne peut pas. Autrement dit, il est nécessaire de connaître l'impédance de sortie de l'émetteur.

Mais il faut aussi connaître la résistance de l'antenne. Mais ici c'est plus difficile : c'est très difficile à mesurer. Vous pouvez, bien sûr, calculer, mais le calcul ne donnera pas une valeur exacte. La théorie est toujours en contradiction avec la pratique. Comment être?

Très simple. Il existe des circuits spéciaux qui vous permettent de modifier l'impédance de sortie. C'est ce qu'on appelle des « programmes d'appariement ». Les plus courants sont de deux types : basés sur un transformateur et basés sur un filtre P. Des circuits adaptés sont généralement installés sur l'étage de sortie de l'amplificateur et ressemblent à ceci (à gauche - transformateur, à droite - basé sur un filtre P) :

(cliquez pour agrandir)

Pour régler l'impédance de sortie du circuit du transformateur, il est nécessaire de modifier le nombre de tours de l'enroulement II.

Pour configurer un circuit avec un filtre P, vous devez régler l'inductance L 1 et la capacité C 3.

La configuration est effectuée avec l'émetteur allumé et l'antenne standard connectée. Dans le même temps, la puissance du signal émis par l'antenne est mesurée à l'aide d'un appareil spécial - un compteur d'ondes (il s'agit d'un récepteur avec un millivoltmètre). Pendant le processus de configuration, la valeur maximale de la puissance émise est atteinte. Il est fortement déconseillé de régler des émetteurs puissants à proximité de l'antenne. Si bien sûr, votre mère souhaite avoir des petits-enfants... :)

Impédance d'entrée du récepteur

Presque la même. Sauf petits-enfants. Le signal reçu est trop faible pour nuire au patrimoine génétique domestique.

L'adaptation de résistance est effectuée à l'aide du circuit oscillatoire d'entrée. L'antenne est reliée soit à une partie des spires du circuit, soit par une bobine de couplage, soit par un condensateur. Les schémas sont ici :

(cliquez pour agrandir)

Le signal du circuit peut également être prélevé soit directement, comme indiqué sur les schémas, soit à travers la bobine de couplage, soit à partir d'une partie des spires. En général, cela dépend de la volonté du concepteur et de conditions particulières.

Coefficient harmonique

Nous indique à quel point le signal émis par l'émetteur est « sinusoïdal ». Moins il y a de kg. - plus le signal ressemble à un sinus. Cependant, il arrive aussi que visuellement, cela ressemble à une onde sinusoïdale et que les harmoniques soient sombres. Donc après tout, ce n’est pas un sinus. Les humains ont tendance à faire des erreurs. La technique est plus objective dans son évaluation.

Voici à quoi ressemble une sinusoïde « pure » (l'onde sinusoïdale a été générée par le générateur de sons du programme WaveLab) :

Les harmoniques surviennent, comme nous le savons, en raison de la distorsion non linéaire du signal. Des distorsions peuvent survenir pour diverses raisons. Par exemple, si le transistor amplificateur fonctionne dans une section non linéaire de la caractéristique de transfert. En d'autres termes, si les changements de courant de base sont égaux, les changements de courant de collecteur ne sont pas égaux. Cela peut être dans deux cas :

1. Un courant de polarisation insuffisant est appliqué au transistor. Autrement dit, en l'absence de signal, il est complètement fermé et ne commence à s'ouvrir qu'avec une augmentation du niveau du signal. Dans le même temps, les bas de la sinusoïde de sortie sont « coupés » : 

   

   D'ailleurs, les étages de sortie de la plupart des émetteurs fonctionnent en mode C. Ce mode n'implique pas la présence d'un décalage de base.

   Autrement dit, aux sorties de telles cascades, il y aura toujours un signal avec les basses coupées. Mais cela est toléré en raison de la grande efficacité de telles cascades. Les harmoniques sont supprimées par des filtres situés après la cascade. D'ailleurs, les cascades représentées dans les schémas d'appariement fonctionnent en mode C.

2. L'amplitude du signal d'entrée est trop élevée et le courant de collecteur requis ne peut pas être fourni.

   Par exemple:

   Il y a une résistance de 100 ohms dans le circuit collecteur du transistor,

   tension d'alimentation - 25 V.

   En conséquence, avec un transistor complètement ouvert, le courant de collecteur sera de 25/100 = 0,25 A = 250 mA.

   Le gain du transistor est de 50, c'est-à-dire que le courant de collecteur est de 50 fois le courant de base.

   Maintenant cette situation : un courant de 10 mA a été appliqué à la base. Quel sera le courant collecteur ?

   Quoi? 500 mA ? Rien de semblable à ça! Nous venons de dire qu'avec un transistor COMPLÈTEMENT ouvert, le courant du collecteur est de 250 mA. Cela signifie qu'il ne peut être dans aucune sauce supérieure à cette valeur. Si nous augmentons le courant de base de zéro à 10 mA, le courant du collecteur n'augmentera que jusqu'à atteindre 250 mA. Après cela, il n’augmentera plus, quelle que soit l’augmentation du courant de base. Ce mode transistor est appelé " mode saturé ". Au moment où le courant du collecteur atteint 250 mA, le courant de base est égal à 250/50 - 5 mA. Autrement dit, pour le bon fonctionnement de cette cascade, un courant supérieur à 5 mA ne peut pas être fourni à son entrée. La même chose se produit avec le signal. Si le signal de courant "dérive" au-delà d'une certaine valeur, alors le transistor entre en saturation. Sur l'oscillogramme, cela se manifeste sous la forme de sommets "coupés" d'une sinusoïde :

   

En plus de ces distorsions caractéristiques, diverses autres distorsions de signaux non linéaires se produisent. Les filtres de fréquence sont conçus pour lutter contre toutes ces distorsions. Généralement, des filtres passe-bas (LPF) sont utilisés car, comme indiqué précédemment, les fréquences harmoniques sont généralement supérieures à la fréquence du signal souhaité. Le filtre passe-bas laisse passer la fréquence principale et « supprime » toutes les fréquences supérieures à la fréquence principale. Dans le même temps, le signal, comme par magie, se transforme en un sinus d'une pure beauté.

Sélectivité du récepteur

Ce paramètre indique dans quelle mesure le récepteur peut séparer le signal de la fréquence requise des signaux des autres fréquences. Mesuré en décibels (dB) par rapport à un canal de fréquence adjacent ou un canal d'image (dans les récepteurs hétérodynes).

Le fait est que des milliers de vibrations électromagnétiques de toutes sortes volent constamment dans les airs : provenant des stations de radio, des émetteurs de télévision, de nos bien-aimés « amis mobiles », etc. et ainsi de suite. Ils ne diffèrent que par la puissance et la fréquence. Certes, leur pouvoir ne diffère pas nécessairement - ce n'est pas un critère de sélection. La syntonisation de n'importe quelle station de radio, qu'il s'agisse de la chaîne MTV ou de la base de votre radiotéléphone domestique, s'effectue précisément par fréquence. En même temps, la responsabilité incombe au récepteur : choisir parmi des milliers de fréquences celle, la seule et irremplaçable que nous voulons recevoir. S’il n’y a aucun signe de vie intelligente à des fréquences proches, tant mieux. Et si, quelque part à un demi-mégahertz de notre station de radio, il y avait un signal provenant d'une autre station de radio ? Ce n'est pas très bon à manger. C'est là qu'une bonne sélectivité du récepteur est nécessaire.

La sélectivité du récepteur dépend principalement du facteur de qualité des circuits oscillants. Plus en détail, nous traiterons de la sélectivité lors de l'examen de circuits récepteurs spécifiques.

Les quatre paramètres restants concernent le trajet basse fréquence du récepteur et de l'émetteur.

Sensibilité sur l'entrée basse fréquence de l'émetteur

Plus l'entrée de l'émetteur est sensible, plus le signal qui lui est appliqué est faible. Ce paramètre est particulièrement important dans les bogues, où le signal provient du microphone et a une très faible puissance. Si nécessaire, la sensibilité est augmentée par des étages d'amplification supplémentaires.

Puissance de sortie LF du récepteur

La force du signal émis par le récepteur. Vous devez le savoir afin de choisir le bon amplificateur de puissance pour une amplification supplémentaire.

THD (distorsion harmonique totale)

Eh bien, en général, nous avons déjà compris ce que sont les distorsions non linéaires et d'où elles viennent. Mais! Si vous avez juste besoin d'installer un filtre le long du chemin HF et que tout ira bien, alors dans le chemin audio, il est beaucoup plus difficile de « traiter » les distorsions non linéaires. Plus précisément, c'est tout simplement impossible. Par conséquent, un signal audio ou tout autre signal modulant doit être traité avec beaucoup de soin afin qu’il se produise le moins de distorsion non linéaire possible.

Publication : radiokot.ru

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