S rozvojem technologií a příchodem nových rádiových komponentů je možné vytvářet stále dokonalejší a funkčnější rádiová zařízení. Zvláště populární v poslední době byly obvody rádiových přijímačů využívajících tranzistory v terénu.
Tranzistory v terénu jsou elektronické komponenty, které mohou řídit elektrický proud pomocí elektrického pole. Mají mnoho výhod ve srovnání s bipolárními tranzistory, jako je vysoká Spínací frekvence, nízká spotřeba energie, nízká hlučnost a velké výkonové parametry.
Výhodou použití tranzistorů v obvodech rádiových přijímačů je jejich vysoká mobilita a relativně jednoduchý připojovací obvod. Umožňují vytvářet kompaktní a efektivní zařízení.
Princip fungování rádiového přijímače s tranzistory v terénu spočívá v jejich použití jako klíčů, které řídí průchod signálu. Obvod přijímače obsahuje vysokofrekvenční zesilovač, demodulátor, zesilovač nízké frekvence a filtry.
V tomto článku se podíváme na několik příkladů obvodů rádiových přijímačů s tranzistory v terénu, včetně jednoduchých přijímačů FM, rádiových přijímačů s frekvenční modulací (FMCW) a radarů.
Výhody tranzistorů v terénu
Tranzistory v terénu jsou specifickým typem tranzistorů, které mají řadu výhod oproti jiným typům tranzistorů, jako jsou bipolární tranzistory.
- Vysoká vstupní impedance: Tranzistory v terénu mají velmi vysokou vstupní impedanci, což znamená, že mají schopnost přijímat slabé signály bez výrazného zkreslení a ztráty kvality.
- Nízká hlučnost: Díky své konstrukci mají tranzistory v terénu obvykle velmi nízkou hlučnost, což umožňuje přijímat signály s vysokou čistotou a kvalitou.
- Vysoká lineárnost: Tranzistory v terénu mají dobrou linearitu, což znamená, že mohou přenášet signály bez zkreslení a zkreslení, což je důležité pro rádia, kde je prioritou zachování kvality signálu.
- Nízká spotřeba energie: Tranzistory v terénu spotřebovávají méně energie než bipolární tranzistory, což je výhoda při navrhování přenosných spotřebičů, jako jsou rádia, která často fungují na baterie nebo baterie.
- Malá velikost a hmotnost: Tranzistory v terénu jsou kompaktní a lehké, takže jsou ideální pro použití v přenosných rádiových přijímačích, kde jsou důležitým faktorem omezený prostor a hmotnost.
Obecně platí, že tranzistory v terénu jsou důležitým nástrojem v obvodech rádiových přijímačů a poskytují vysoký výkon, spolehlivost a energetickou účinnost. Jejich výhody z nich dělají oblíbenou volbu pro mnoho radiotechnických aplikací.
Typické schéma rádiového přijímače
Typický obvod rádiového přijímače s tranzistory v terénu se skládá z řady hlavních komponent, které plní různé funkce v procesu příjmu rádiových signálů.
Hlavními prvky schématu jsou:
- Anténa-převádí elektromagnetické vibrace na elektrický signál a přenáší jej do zesilovače.
- Zesilovač-zesiluje slabý signál přijatý z antény.
- Filtr-odděluje rušení a nežádoucí signály.
- Demodulátor-převádí modulovaný signál zpět na původní zvukový signál.
- Zesilovač zvukového signálu-zesiluje převedený zvukový signál pro pozdější přehrávání na reproduktoru nebo přes sluchátka.
Toto schéma rádiového přijímače s tranzistory v terénu umožňuje efektivní příjem rádiových signálů na různých frekvencích a poskytuje dobrou kvalitu zvuku při přehrávání zvukového signálu.
Základní principy práce
Obvody rádiových přijímačů s tranzistory v terénu jsou založeny na použití tranzistorů v terénu jako aktivních prvků. Tyto tranzistory se vyznačují vysokým vstupním odporem a mohou snadno zesílit slabé signály přijímače.
Fungování takových obvodů je obvykle založeno na převodu RF signálu na nízkofrekvenční signál, který již lze zpracovat a přehrát. Tento proces zahrnuje několik hlavních fází:
- Primární vstupní kaskáda, která zesiluje slabý radiofrekvenční signál a připravuje jej na další zpracování.
- Mixér, který míchá vstupní signál se signálem z heterodinu získaným z generátoru signálu. To vede ke vzniku signálu o celkové a rozdílové frekvenci, který je poté propouštěn filtrem, aby se zvýraznila požadovaná frekvence.
- Následné kaskády zesílení nízkofrekvenčního signálu, které vedou k jeho zesílení a nastavení potřebné amplitudy.
- Filtry pro potlačení nosné frekvence a dalších nežádoucích rušení.
- Detektor, který převádí nízkofrekvenční signál na zvukový signál, jehož amplituda odpovídá amplitudě původního RF signálu.
- Výkonový zesilovač a výstupní kaskáda pro zesílení zvukového signálu na úroveň potřebnou k pohonu reproduktoru nebo sluchátek.
Obvody rádiových přijímačů s tranzistory pole tak poskytují efektivní zesílení RF signálu a jeho převod na zvukový signál pro přehrávání.
Rádiový přijímač s tranzistory v terénu
Tranzistor pole je zařízení, ve kterém je proud mezi zdrojem a odtokem regulován elektrickým polem vytvořeným na závěrce. To umožňuje vysoký zisk signálu a poskytuje jeho spolehlivé zesílení.
Základní principy fungování rádiového přijímače s tranzistory v terénu jsou založeny na průchodu a zesílení vysokofrekvenčního signálu prostřednictvím různých stupňů zesílení a filtrace. Vstupní signál vstupuje do tranzistoru pole, kde dochází k jeho zesílení a dalšímu přenosu na další stupně.
K zajištění správné funkce rádia se používají různé prvky, jako jsou kondenzátory, rezistory, indukční cívky a transformátory. Plní funkci filtrování a zesílení signálu a také zajišťují jeho přenos z jednoho stupně do druhého.
Kromě toho zařízení rádiového přijímače s tranzistory v terénu také používá ovládací prvky, jako jsou regulační potenciometry nebo přepínače pro nastavení na požadovanou rozhlasovou stanici nebo frekvenční rozsah. Umožňují uživateli nastavit přijímač na požadovanou vlnu a získat požadovaný rádiový signál.
Je zajímavé poznamenat, že obvody rádiových přijímačů s tranzistory pole mohou být různé v závislosti na jejich funkcích a účelu. Některá rádia mohou poskytovat pouze příjem rádiového signálu, zatímco jiná mohou obsahovat další funkce, jako je možnost nahrávání, připojení externích zařízení atd.
Celkově je zařízení rádiového přijímače s tranzistory v terénu založeno na použití tranzistorů v poli k zesílení a filtrování signálu a na aplikaci různých prvků, aby bylo zajištěno správné fungování a ovládání. Díky tomu jsou takové přijímače spolehlivé, funkční a snadno použitelné.
Příklad 1: FM rádio
Hlavní jednotky FM Rádia jsou:
- Anténa-přijímá rádiové vlny z FM rádií;
- Hlavní zesilovač-zesiluje slabý signál z antény;
- Demodulátor-převádí rádiové vlny na zvukový signál;
- Zesilovač zvuku-zesiluje zvukový signál;
- Reproduktor-reprodukuje zvuk.
Uvnitř přijímače se používají tranzistory pole k zesílení a zpracování signálu. Mají vysokou vstupní impedanci, což umožňuje efektivní zesílení slabých signálů přicházejících z antény.
Postup provozu FM rádia je následující:
- Anténa přijímá rádiové vlny FM rádia a převádí je na elektrický signál.
- Hlavní zesilovač zesiluje slabý signál z antény.
- Demodulátor převádí rádiové vlny na zvukový signál.
- Zesilovač zvuku zesiluje zvukový signál.
- Reproduktor reprodukuje zvuk.
FM rádia s tranzistory pole jsou oblíbená pro svou jednoduchost a spolehlivost. Mohou být použity pro příjem FM rádií doma i v automobilech.
Příklad 2: AM rádio
AM (amplitudová modulace) rádia se používají k příjmu analogových AM rádiových signálů. Jsou široce používány pro příjem rozhlasového vysílání a také pro příjem některých typů komunikačních signálů.
Obvod AM rádia na tranzistorech v terénu se skládá z následujících hlavních komponent:
- Anténa: používá se pro příjem rádiových signálů
- Filtr: filtruje rádiové signály, aby nedošlo k rušení
- Zesilovač: zesiluje slabé signály z antény
- Detektor: převádí analogové signály do zvukového formátu
- Zesilovač zvuku: zesiluje zvukový signál pro další přehrávání
- Reproduktor: převádí elektrický signál na zvukové vlny
AM rádio lze implementovat pomocí tranzistorů v poli, které mají vysoký zisk signálu a nízkou hlučnost. V takovém případě by obvod rádiového přijímače sestával z tranzistorů v poli, odporů, kondenzátorů a dalších elektronických součástek.
Princip fungování AM rádia na tranzistorech v terénu je následující:
- Signál z antény vstupuje do vstupu zesilovače přes filtr
- Zesilovač zesiluje slabý signál z antény a přenáší jej na detektor
- Detektor převádí analogový signál na zvukový formát, který lze přehrát pomocí reproduktoru
Příklad AM rádia na tranzistorech v terénu lze nalézt v různých zdrojích, jako jsou radiožurnály, knihy o elektronice nebo internetové zdroje.