Радиоприёмник

Радиоприёмник (сокр. приёмник, разг. радио) — устройство, соединяемое с антенной и служащее для осуществления радиоприёма, то есть для выделения сигналов из радиоизлучения.

Радиослушатель в 1922 г.

Под радиоприёмным устройством понимают радиоприёмник, снабжённый антенной, а также средствами обработки принимаемой информации и воспроизведения её в требуемой форме (визуальной, звуковой, в виде печатного текста и т. п.). Во многих случаях антенна и средства воспроизведения конструктивно входят в состав радиоприёмника. Радиоприёмное устройство выполняет пространственную и поляризационную селекцию радиоволн и их преобразование в электрические радиосигналы (напряжение, ток) с помощью антенны, преобразование по частоте, выделение полезного радиосигнала из совокупности других (мешающих) сигналов и помех, действующих на выходе приёмной антенны и не совпадающих по частоте с полезным сигналом, усиление, преобразование полезного радиосигнала к виду, позволяющему использовать содержащуюся в нём информацию. Формально радиоприёмные устройства относят к радиостанциям, хотя такая классификация редко встречается на практике.

Классификация радиоприёмников

Радиоприёмные устройства делятся по следующим признакам:

• по основному назначению: радиовещательные, телевизионные, связные, пеленгационные, радиолокационные, для систем радиоуправления, измерительные и др.;
• по роду работы: радиотелеграфные, радиотелефонные, фототелеграфные и т. д.;
• по виду модуляции, применяемой в канале связи: амплитудная, частотная, фазовая, однополосная (разные виды), импульсная (разные виды);
• по диапазону принимаемых волн, согласно рекомендациям МККР:
  • мириаметровые волны — 100-10 км, (3 кГц-30 кГц), СДВ
  • километровые волны — 10-1 км, (30 кГц-300 кГц), ДВ
  • гектометровые волны — 1000—100 м, (300 кГц-3 МГц), СВ
  • декаметровые волны — 100-10 м, (3 МГц-30 МГц), КВ
  • метровые волны — 10-1 м, (30 МГц-300 МГц), УКВ
  • дециметровые волны — 100-10 см, (300 МГц-3 ГГц), ДМВ
  • сантиметровые волны — 10-1 см, (3 ГГц-30 ГГц), СМВ
  • миллиметровые волны — 10-1 мм, (30 ГГц-300 ГГц), ММВ
  • приёмник, включающий все широковещательные диапазоны (ДВ, СВ, КВ, УКВ) называют всеволновым.
• по принципу построения приёмного тракта: детекторные, прямого усиления, прямого преобразования, регенеративные, сверхрегенераторы, супергетеродинные с однократным, двукратным или многократным преобразованием частоты;
• по способу обработки сигнала: аналоговые и цифровые;
• по применённой элементной базе: на кристаллическом детекторе, ламповые, транзисторные, на микросхемах;
• по исполнению: автономные и встроенные (в состав др. устройства);
• по месту установки: стационарные, бортовые, носимые;
• по способу питания: сетевое, автономное или универсальное.

Основные характеристики

• чувствительность
• избирательность (селективность)
• уровень собственных шумов
• динамический диапазон
• помехоустойчивость
• стабильность

Принцип работы

В самом общем виде принцип работы радиоприёмника выглядит так:

• колебания электромагнитного поля (смесь полезного радиосигнала и помех разного происхождения) наводят в антенне переменный электрический ток;
• полученные таким образом электрические колебания фильтруются для отделения требуемого сигнала от нежелательных (помех);
• из сигнала выделяется (детектируется) заключённая в нём полезная информация;
• полученный в результате сигнал преобразуется в вид, пригодный для использования: звук, изображение на экране телевизора, поток цифровых данных, непрерывный или дискретный сигнал для управления исполнительным устройством (например, телетайпом или рулевой машиной) и т. д.

В зависимости от конструкции приёмника сигнал в его тракте может проходить, кроме детектирования, многоэтапную обработку: фильтрацию по частоте и амплитуде, усиление, преобразование частоты (сдвиг спектра), оцифровку с последующей программной обработкой и преобразованием в аналоговый вид.

История

В 1887 году немецкий физик Генрих Герц построил искровой передатчик радиоволн (радиопередатчик) с катушкой Румкорфа и полуволновой дипольной передающей антенной (первый в мире радиопередатчик радиоволн) и искровой приёмник радиоволн (первый в мире радиоприёмник), осуществил первую в мире радиопередачу и радиоприём радиоволн, доказал существование радиоволн, предсказанное Максвеллом и Фарадеем и изучил некоторые основные свойства радиоволн (прохождение, поглощение, отражение, преломление, интерференция, стоячая волна и др.).

14 августа 1894 года Лодж и Александр Мирхед на заседании Британской ассоциации содействия развитию науки в Оксфордском университете произвели первую успешную демонстрацию радиотелеграфии. В ходе демонстрации радиосигнал азбуки Морзе был отправлен из лаборатории в соседнем Кларендоновском корпусе и принят аппаратом на расстоянии 40 м — в театре Музея естественной истории, где проходила лекция. Изобретённый Лоджем радиоприёмник — «Прибор для регистрации приёма электромагнитных волн» — содержал кондуктор — (когерер), источник тока, реле и гальванометр. Когерер представлял собой стеклянную трубку, набитую металлическими опилками («трубка Бранли»), которые для восстановления чувствительности к «волнам Герца» следовало периодически встряхивать; для этой цели использовался электрический звонок или механизм с молоточком-зацепом (собственно, этой комбинации трубки с «прерывателем»-трамблёром Лодж и дал название «когерер»).

В СССР датой рождения радио считалось 7 мая 1895 года, когда А. С. Попов продемонстрировал радиоприёмник (грозоотметчик) на заседании Русского физико-химического общества. Первая публикация сообщения о «разрядоотметчике Попова» сделана Д. А. Лачиновым во втором издании его учебника «Метеорология и климатология» (июль 1895).

В 1899 г. построена первая линия связи, протяжённостью 45 км, которая соединяла остров Гогланд и город Котка. В период Первой мировой войны начинают применяться электронные лампы и получает развитие приёмник прямого усиления.

В 1917—1918 гг. во Франции (Л. Леви), в Германии (В. Шоттки) и в США (Э. Армстронг) был предложен принцип супергетеродинного приёма. Из-за несовершенства тогдашних электронных ламп супергетеродин не мог быть качественно реализован.

В 1929—1930 гг. с появлением радиоламп с экранной сеткой (тетродов и пентодов) супергетеродинный приёмник становится основным типом.

В 1950—1960-х годах распространяются транзисторные радиоприёмники. В 1952—1953 годах немецкий физик Герберт Матаре выпустил в Германии, при поддержке промышленника Якоба Михаэля, опытную партию «транзистронов» (точечный транзистор) и представил публике первый радиоприёмник на четырёх транзисторах. Первый в мире коммерческий полностью транзисторный приёмник Regency TR-1 поступил в продажу в США через год, в ноябре 1954 г.

С середины 1970-х годов начинается широкое применение в приёмниках интегральных микросхем.

В настоящее время радиоприёмники развиваются методом большой интеграции узлов структурной схемы и широкого применения цифровой обработки сигналов.

• 
  «Грозоотметчик» А. С. Попова (1895) — прообраз радиоприёмника
• 
  Детекторный приёмник, 1914 г.
• 
  Радиовещательный приёмник эпохи ар деко (1931 г.), оформленный в «кафедральном» стиле
• 
  Автомобильный приёмник 1940-х гг.
• 
  Авиационный связной приёмник времён Второй мировой войны
• 
  Морской пеленгационный приёмник времён Второй мировой войны
• 
  Настольный вещательный приёмник, 1961 г.
• 
  Устройство типичного карманного приёмника 1960-х гг.
• 
  Карманный всеволновый радиоприёмник, 1990-е гг.
• 
  Современный связной приёмник
• 
  Приёмник системы радиоуправления (внизу) с аккумуляторной батареей и исполнительным механизмом — рулевой машинкой.
• 
  Радиомикрофон со специальным радиоприёмником
• 
  Радиоприёмник с фиксированной настройкой на одну радиостанцию и питанием от солнечной батареи — такие бесплатно раздают миссионеры в слаборазвитых странах, чтобы паства могла слушать проповеди в любое время.

См. также

• Радио
• Антенна
• Радиопередатчик
• Телевизор
• Трансивер
• Радиола
• Магнитола
• Программно-определяемая радиосистема
• Digital Radio Mondiale
• Цифровая шкала
• Цифровое радио
• Радиолюбительство

Литература

• Палшков В. В. Радиоприёмные устройства. — М.: Радио и связь, 1984.
• Буга Н.Н. и др. Радиоприёмные устройства / Н.Н. Буга, А.И. Фалько, Н.И. Чистяков; Под ред. Н.И. Чистякова. — М.: Радио и связь, 1986. — 320 с. — 30 000 экз.
• Радиоприёмные устройства: Учебник для вузов / Коллектив авторов: Н. Н. Фомин, А. И. Фалько, О. В. Головин, А. И. Тяжев, Н. Н. Бугой, В. С. Плаксиенко, В. А. Левин, А. А. Кубицкий. — М.: Горячая линия-Телеком, 2007.
• Воллернер Н. Ф. Радиоприёмные устройства: Учебное пособие. — Киев: Вища шк., 1993. — 391 с.
• Айсберг Е. Д. Радио?.. Это очень просто! / Перевод с французского М. В. Комаровой и Ю. Л. Смирнова под общей редакцией А. Я. Брейтбарта. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.—Л.: Энергия, 1967. — (МРБ: Массовая радиобиблиотека; Вып. 622).
• Борисов В. Г. Юный радиолюбитель / В. Г. Борисов. — 8-е изд., перераб. и доп. — М.: Радио и связь, 1992. — 409,[1] с. — (Массовая радиобиблиотека; Вып. 1160). — ISBN 5-256-00487-5.
• Поляков В. Т. Техника радиоприёма: простые приёмники АМ сигналов. — М.:ДМК Пресс, 2001. — ISBN 5-94074-056-1.
• Радиоприёмники // Товарный словарь / И. А. Пугачёв (главный редактор). — М.: Государственное издательство торговой литературы, 1959. — Т. VII. — Стб. 637—667.
• Белов И. Ф., Дрызго Е. В. Справочник по транзисторным радиоприемникам. — М.: Советское радио, 1970. — 520 с.

Ссылки

• Отечественная радиотехника XX века. Радиоприёмники и радиолы на радиолампах
• Отечественная радиотехника XX века. Радиоприёмники и радиолы на полупроводниковых приборах