Изучение устройства радиоприёмника

Цели
Целью проекта является изучение работы и передачи волн радиоприёмника.

Задачи
Изучить электромагнитное излучение, модуляцию и устройство простейшего радиоприёмника.

Актуальность
Радио, хоть и не часто используется человеком в современном мире, но все таки оно играет большую роль в спутниковой связи, телевидении, мобильных телефонах, рациях, медицинских приборах и т.п. Без него не будет существовать ничего.

Содержание
Введение
1. Попов, Маркони, Тесла?
2. Что такое радиоволна
3. Электромагнитное излучение
4. Как передается информация. Модуляция
5. Как работает радио
6. Простейший радиоприемник

Введение. Радиола Урал 112
Радио-технологии активно развиваются и используются в спутниковой связи, телевидении, мобильных телефонах, рациях, медицинских приборах и т.п
Суть радио в самом широком смысле:
Радио - способ беспроводной передачи данных, при котором в качестве носителя информации используется радиоволна.

Попов, Маркони, Тесла?
Кем впервые была открыта радиосвязь? Говорить о конкретном изобретателе радио в принципе неправильно, так как слишком много людей в разное время сделали свой вклад в развитие этой технологии. Здесь и Томас Эдисон, и Никола Тесла, и Александр Попов, и Гульельмо Маркони, и многие другие.
Интересно, что во многих странах есть свой изобретатель радио. Споры о том, кто был первым, велись долго, и на то было много причин.
В России традиционно считалось, что радио изобрел Александр Попов. Да, Попов проводил успешные эксперименты в области передачи данных начиная с 1895 года , однако его изобретение было сильно усовершенствовано и доведено «до ума» иностранными коллегами. К тому же Попов не патентовал свою работу.
Безусловно, вклад Попова в развитие радио нельзя недооценивать. Однако считать его единственным изобретателем радио неверно.
Настоящей сенсацией в 1901 году стала передача радиосигнала на расстояние 3200 километров. Тогда многие ученые считали, что радиоволна не может распространиться на такую дальность из-за шарообразной формы Земли.

Что такое радиоволна?
Радиоволна – изменение электромагнитного поля, распространяющееся в пространстве.
Так же как и свет, радиоволны представляют собой электромагнитное излучение. Разница лишь в частоте и длине волны. Скорость распространения радиоволны в вакууме равна примерно 300 000 километров в секунду.
Ниже представлен весь спектр электромагнитных колебаний и место радиоволн в нем.

Электромагнитное излучение.
Радиоволна – это сигнал. То, что передает информацию. Радиоволны делятся на диапазоны: от субмиллиметровых до сверхдлинных. Для каждого диапазона волн характерны свои особенности распространения.
Например, чем больше длина волны и чем меньше частота, тем больше волна способна огибать преграды. Длинные волны огибают всю планету.
Все маяки и спасательные станции настроены на волну длиной 6 метров и частотой 500 кГц.
Средние волны подвержены поглощению и рассеиванию сильнее. Длина их распространения – около 1500 км. Короткие волны проходят небольшие расстояния, их энергия поглощается поверхностью планеты.
Принцип распространения радиоволн

Как передаётся информация. Модуляция
Прежде чем разбираться с самим радио, нужно уточнить еще несколько моментов. Как именно передается информация.
Возьмем электромагнитную волну. Она представляет собой синусоиду, колебания векторов напряженности магнитного и электрического полей.
Сама по себе синусоида не несет никакой информации. Для передачи данных используется модуляция сигнала. Есть разные виды модуляций:
амплитудная;
фазовая;
частотная;
амплитудно-частотная.
Например, аббревиатура FM означает frequency modulation – частотная модуляция.
Модуляция – это изменение одного из параметров сигнала.
Частотная модуляция – это изменение частоты. Амплитудная – соответственно, амплитуды. Конечно, изменение не простое, а несущее в себе информацию.
У нас есть несущий сигнал (несущее колебание) и информационный сигнал (речь, звук, музыка). Модуляция несущего сигнала позволяет зашифровать в нем информацию. Причем параметр этого сигнала изменяется в соответствии с информационным сигналом.
Далее будем рассматривать частотную модуляцию, При частотной модуляции сигнал не изменяется по амплитуде. В соответствии с изменениями уровня информационного сигнала меняется частота несущего колебания

Как работает радио.
Простейший радиоприемник содержит приемник и передатчик. Передатчик должен отправить сигнал, а приемник – принять его.
При этом приемник не просто передает, а кодирует сигнал, применяя модуляцию. Передатчик также должен произвести обратное действие, то есть раскодировать сингал. И вот тогда мы получим тот же сигнал, что нам передали.
Когда говорят «95.2 FM», подразумевают ультракороткую радиоволну с несущей частотой 95.2 Мегагерца.
Спектр ее сигнала имеет примерно такой вид. Это – информационный сигнал.
Чтобы передать его на расстояние, эту информацию нужно зашифровать. Передатчик на радиостанции отправляет несущую синусоидальную волну в пространство, проводя частотную модуляцию.
Приемник, наоборот, выделяет из пришедшего сигнала полезную составляющую. Далее сигнал отправляется на усилитель, с усилителя - на динамик.
У любой радио-установки есть две части: передатчик (трансмиттер) и приёмник (ресивер). Передатчик перехватывает своего рода сообщение (это может быть звук чьего-либо голоса, изображение экрана телевизора, данные для радиомодема или любое другое что-то), кодирует его на волну синуса и передаёт с радиоволнами. Приёмник же, понятное дело, принимает радиоволны и расшифровывает сообщение от волны синуса, которую оно получает. И трансмиттер и ресивер используют антенны, чтобы излучить и захватить радиосигнал.

Простейший радиоприёник. Детекторный радиоприёмник.
Простейший радиоприемник состоит из:
1. транзистора, необходимого для усиления звуковой частоты;
2. динамика;
3. катушки индуктивности, необходимой для колебательного контура;
4. переменной емкости для настройки на определенную радиостанцию;
5. резистора или сопротивления, необходимого для выбора рабочей точки транзистора (говоря простым языком для того чтобы транзистор работал правильно и хорошо и не перегревался)
6. антенны;
7. источника питания;
Принцип действия такого приемника основан на преобразовании радиоволн в электрические сигналы. Эти электрические сигналы улавливаются радиоприемником и далее преобразуются в звуковые.