लंबे समय से, मानव जाति के सबसे महत्वपूर्ण आविष्कारों की सूची में रेडियो सबसे ऊपर है। इस तरह के पहले उपकरणों को अब आधुनिक तरीके से पुनर्निर्मित और बदल दिया गया है, हालांकि, उनकी असेंबली योजना में बहुत कम बदलाव आया है - एक ही एंटीना, एक ही ग्राउंडिंग और एक अनावश्यक सिग्नल को फ़िल्टर करने के लिए एक ऑसीलेटरी सर्किट। निस्संदेह, रेडियो के निर्माता पोपोव के समय से योजनाएं बहुत अधिक जटिल हो गई हैं। उनके अनुयायियों ने एक बेहतर और अधिक ऊर्जा-गहन संकेत को पुन: उत्पन्न करने के लिए ट्रांजिस्टर और माइक्रो सर्किट विकसित किए।
सरल पैटर्न से शुरुआत करना बेहतर क्यों है?
यदि आप एक साधारण रेडियो सर्किट को समझते हैं, तो आप सुनिश्चित हो सकते हैं कि असेंबली और ऑपरेशन के क्षेत्र में सफलता के अधिकांश रास्ते पहले ही महारत हासिल कर लिए गए हैं। इस लेख में, हम ऐसे उपकरणों की कई योजनाओं, उनकी घटना के इतिहास और मुख्य विशेषताओं का विश्लेषण करेंगे: आवृत्ति, सीमा, आदि।
ऐतिहासिक पृष्ठभूमि
7 मई, 1895 को रेडियो का जन्मदिन माना जाता है। इस दिन, रूसी वैज्ञानिक ए.एस. पोपोव ने रूसी भौतिक और रासायनिक की एक बैठक में अपने उपकरण का प्रदर्शन कियासमाज।
1899 में पहली 45 किमी लंबी रेडियो संचार लाइन हॉगलैंड द्वीप और कोटका शहर के बीच बनाई गई थी। प्रथम विश्व युद्ध के दौरान, प्रत्यक्ष प्रवर्धन रिसीवर और वैक्यूम ट्यूब व्यापक हो गए। शत्रुता के दौरान, एक रेडियो की उपस्थिति रणनीतिक रूप से आवश्यक साबित हुई।
1918 में, एक साथ फ्रांस, जर्मनी और संयुक्त राज्य अमेरिका में, वैज्ञानिकों एल। लेवी, एल। शोट्की और ई। आर्मस्ट्रांग ने सुपरहेटरोडाइन रिसेप्शन की विधि विकसित की, लेकिन कमजोर वैक्यूम ट्यूबों के कारण, इस सिद्धांत का व्यापक रूप से केवल उपयोग किया गया था 1930 के दशक।
ट्रांजिस्टर उपकरण 50 और 60 के दशक में सामने आए और विकसित हुए। पहला व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला चार-ट्रांजिस्टर रेडियो रिसीवर, रीजेंसी TR-1, जर्मन भौतिक विज्ञानी हर्बर्ट मातरे द्वारा उद्योगपति जैकब माइकल के समर्थन से बनाया गया था। इसकी बिक्री अमेरिका में 1954 में शुरू हुई थी। सभी पुराने रेडियो में ट्रांजिस्टर का इस्तेमाल होता था।
70 के दशक में इंटीग्रेटेड सर्किट का अध्ययन और क्रियान्वयन शुरू हुआ। रिसीवर अब महान नोड एकीकरण और डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिंग के साथ विकसित हो रहे हैं।
साधन विनिर्देश
पुराने और आधुनिक दोनों रेडियो में कुछ विशेषताएं हैं:
- संवेदनशीलता - कमजोर संकेत प्राप्त करने की क्षमता।
- डायनामिक रेंज - हर्ट्ज़ में मापी गई।
- शोर प्रतिरोधक क्षमता।
- चयनात्मकता (चयनात्मकता) - बाहरी संकेतों को दबाने की क्षमता।
- आंतरिक शोर स्तर।
- स्थिरता।
ये विशेषताएं नहीं हैंरिसीवर की नई पीढ़ियों में परिवर्तन और उनके प्रदर्शन और उपयोग में आसानी का निर्धारण करें।
रेडियो कैसे काम करते हैं
सबसे सामान्य रूप में, यूएसएसआर के रेडियो रिसीवर ने निम्नलिखित योजना के अनुसार काम किया:
- विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र में उतार-चढ़ाव के कारण, ऐन्टेना में एक प्रत्यावर्ती धारा दिखाई देती है।
- शोर से सूचना को अलग करने के लिए दोलनों को फ़िल्टर (चयनात्मकता) किया जाता है, अर्थात, इसके महत्वपूर्ण घटक को सिग्नल से निकाला जाता है।
- प्राप्त सिग्नल ध्वनि में परिवर्तित हो जाता है (रेडियो के मामले में)।
एक समान सिद्धांत के अनुसार, एक टीवी पर एक छवि दिखाई देती है, डिजिटल डेटा प्रसारित होता है, रेडियो-नियंत्रित उपकरण काम करता है (बच्चों के हेलीकॉप्टर, कार)।
पहला रिसीवर कांच की ट्यूब की तरह था जिसमें दो इलेक्ट्रोड और अंदर चूरा था। धातु पाउडर पर आरोपों की कार्रवाई के सिद्धांत के अनुसार काम किया गया था। रिसीवर के पास आधुनिक मानकों (1000 ओम तक) का एक बड़ा प्रतिरोध था, इस तथ्य के कारण कि चूरा का एक दूसरे के साथ खराब संपर्क था, और चार्ज का हिस्सा हवाई क्षेत्र में फिसल गया, जहां यह फैल गया। समय के साथ, इन चूरा को ऊर्जा को स्टोर और ट्रांसफर करने के लिए एक ऑसिलेटरी सर्किट और ट्रांजिस्टर से बदल दिया गया।
रिसीवर के व्यक्तिगत सर्किट के आधार पर, इसमें सिग्नल आयाम और आवृत्ति, प्रवर्धन, आगे सॉफ्टवेयर प्रोसेसिंग के लिए डिजिटलीकरण आदि द्वारा अतिरिक्त फ़िल्टरिंग से गुजर सकता है। एक साधारण रेडियो रिसीवर सर्किट एकल सिग्नल प्रोसेसिंग के लिए प्रदान करता है।
शब्दावली
एक ऑसिलेटरी सर्किट अपने सरलतम रूप में कॉइल कहलाता है औरसंधारित्र एक सर्किट में बंद। उनकी मदद से, आने वाले सभी संकेतों से, सर्किट के दोलनों की प्राकृतिक आवृत्ति के कारण वांछित का चयन करना संभव है। यूएसएसआर के रेडियो रिसीवर, साथ ही आधुनिक उपकरण, इस खंड पर आधारित हैं। यह सब कैसे काम करता है?
एक नियम के रूप में, रेडियो रिसीवर बैटरी द्वारा संचालित होते हैं, जिनकी संख्या 1 से 9 तक भिन्न होती है। ट्रांजिस्टर उपकरणों के लिए, 7D-0.1 और 9V तक वोल्टेज वाली क्रोना बैटरी का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। अधिक बैटरी a साधारण रेडियो रिसीवर सर्किट की आवश्यकता है, यह जितना अधिक समय तक काम करेगा।
प्राप्त संकेतों की आवृत्ति के अनुसार, उपकरणों को निम्न प्रकारों में विभाजित किया जाता है:
- लॉन्गवेव (LW) - 150 से 450 kHz तक (आसानी से आयनमंडल में बिखरा हुआ)। जमीनी तरंगें मायने रखती हैं, जिसकी तीव्रता दूरी के साथ घटती जाती है।
- मध्यम तरंग (MW) - 500 से 1500 kHz तक (दिन में आसानी से आयनमंडल में बिखर जाती है, लेकिन रात में परावर्तित हो जाती है)। दिन के उजाले के घंटों के दौरान, परास जमीनी तरंगों द्वारा, रात में - परावर्तित तरंगों द्वारा निर्धारित किया जाता है।
- शॉर्टवेव (एचएफ) - 3 से 30 मेगाहर्ट्ज तक (वे उतरते नहीं हैं, वे विशेष रूप से आयनमंडल द्वारा परिलक्षित होते हैं, इसलिए रिसीवर के चारों ओर एक रेडियो मौन क्षेत्र होता है)। कम ट्रांसमीटर शक्ति के साथ, छोटी तरंगें लंबी दूरी तय कर सकती हैं।
- अल्ट्रा शॉर्टवेव (वीएचएफ) - 30 से 300 मेगाहर्ट्ज तक (एक उच्च मर्मज्ञ क्षमता है, एक नियम के रूप में, आयनोस्फीयर द्वारा परिलक्षित होते हैं और आसानी से बाधाओं के आसपास जाते हैं)।
- उच्च आवृत्ति (एचएफ) - 300 मेगाहर्ट्ज से 3 गीगाहर्ट्ज तक (सेलुलर संचार और वाई-फाई में उपयोग किया जाता है, दृष्टि के भीतर संचालित होता है, बाधाओं के आसपास नहीं जाता है औरसीधा फैलाना)।
- अत्यधिक उच्च आवृत्ति (ईएचएफ) - 3 से 30 गीगाहर्ट्ज तक (उपग्रह संचार के लिए उपयोग किया जाता है, बाधाओं से परिलक्षित होता है और दृष्टि की रेखा के भीतर संचालित होता है)।
- हाइपर हाई फ़्रीक्वेंसी (HHF) - 30 GHz से 300 GHz तक (बाधाओं के इर्द-गिर्द न घूमें और प्रकाश की तरह परावर्तित हों, बहुत सीमित रूप से उपयोग किए जाते हैं)।
एचएफ, मेगावाट और एलडब्ल्यू का उपयोग करते समय स्टेशन से दूर रहते हुए प्रसारण किया जा सकता है। वीएचएफ बैंड विशेष रूप से सिग्नल प्राप्त करता है, लेकिन यदि स्टेशन केवल इसका समर्थन करता है, तो अन्य आवृत्तियों को सुनना काम नहीं करेगा। रिसीवर को संगीत सुनने के लिए एक खिलाड़ी, दूरस्थ सतहों पर प्रदर्शित करने के लिए एक प्रोजेक्टर, एक घड़ी और एक अलार्म घड़ी से लैस किया जा सकता है। इस तरह के परिवर्धन के साथ रेडियो रिसीवर सर्किट का विवरण और अधिक जटिल हो जाएगा।
रेडियो रिसीवर में माइक्रोचिप की शुरूआत ने रिसेप्शन त्रिज्या और सिग्नल की आवृत्ति में उल्लेखनीय वृद्धि करना संभव बना दिया। उनका मुख्य लाभ अपेक्षाकृत कम ऊर्जा खपत और छोटा आकार है, जो ले जाने के लिए सुविधाजनक है। माइक्रोक्रिकिट में सिग्नल डाउनसैंपलिंग और आउटपुट डेटा की पठनीयता के लिए सभी आवश्यक पैरामीटर होते हैं। डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिंग आधुनिक उपकरणों पर हावी है। यूएसएसआर के रेडियो रिसीवर केवल एक ऑडियो सिग्नल प्रसारित करने के लिए थे, केवल हाल के दशकों में रिसीवर का उपकरण विकसित हुआ है और अधिक जटिल हो गया है।
सरलतम रिसीवर की योजनाएं
घर को असेंबल करने के लिए सबसे सरल रेडियो रिसीवर की योजना यूएसएसआर के दिनों में विकसित की गई थी। फिर, अब के रूप में, उपकरणों को डिटेक्टर, प्रत्यक्ष प्रवर्धन, प्रत्यक्ष रूपांतरण में विभाजित किया गया था,सुपरहेटरोडाइन प्रकार, प्रतिवर्त, पुनर्योजी और अति-पुनर्योजी। धारणा और संयोजन में सबसे सरल डिटेक्टर रिसीवर हैं, जिनसे यह माना जा सकता है कि रेडियो का विकास 20 वीं शताब्दी की शुरुआत में शुरू हुआ था। सबसे कठिन निर्माण माइक्रोक्रिकिट्स और कई ट्रांजिस्टर पर आधारित उपकरण थे। हालाँकि, यदि आप एक योजना को समझते हैं, तो अन्य को कोई समस्या नहीं होगी।
साधारण डिटेक्टर रिसीवर
सबसे सरल रेडियो रिसीवर के सर्किट में दो भाग होते हैं: एक जर्मेनियम डायोड (D8 और D9 करेंगे) और उच्च प्रतिरोध वाला एक मुख्य टेलीफोन (TON1 या TON2)। चूंकि सर्किट में कोई ऑसिलेटरी सर्किट नहीं है, यह किसी दिए गए क्षेत्र में प्रसारित एक निश्चित रेडियो स्टेशन के संकेतों को पकड़ने में सक्षम नहीं होगा, लेकिन यह अपने मुख्य कार्य का सामना करेगा।
काम करने के लिए, आपको एक अच्छे एंटीना की जरूरत होती है जिसे आप एक पेड़ पर और एक जमीन के तार पर फेंक सकते हैं। यह सुनिश्चित करने के लिए, इसे एक विशाल धातु के टुकड़े (उदाहरण के लिए, एक बाल्टी में) से जोड़ने के लिए पर्याप्त है और इसे कुछ सेंटीमीटर जमीन में गाड़ दें।
ऑसिलेटरी सर्किट विकल्प
पिछले सर्किट में चयनात्मकता का परिचय देने के लिए, आप एक प्रारंभ करनेवाला और एक संधारित्र जोड़ सकते हैं, एक दोलन सर्किट बना सकते हैं। अब, यदि आप चाहें, तो आप किसी विशिष्ट रेडियो स्टेशन के सिग्नल को पकड़ सकते हैं और उसे बढ़ा भी सकते हैं।
वाल्व पुनर्योजी शॉर्टवेव रिसीवर
वाल्व रेडियो, जिसका सर्किट काफी सरल है, शौकिया स्टेशनों से कम दूरी पर सिग्नल प्राप्त करने के लिए बनाया जाता है - वीएचएफ से रेंज पर(अल्ट्राशॉर्टवेव) से LW (लॉन्गवेव)। इस सर्किट में फिंगर-टाइप बैटरी लैंप काम करते हैं। वे वीएचएफ पर सबसे अच्छा उत्पन्न करते हैं। और एनोड लोड के प्रतिरोध को कम आवृत्ति से हटा दिया जाता है। सभी विवरण आरेख में दिखाए गए हैं, केवल कॉइल और चोक को घर का बना माना जा सकता है। यदि आप टेलीविजन सिग्नल प्राप्त करना चाहते हैं, तो L2 कॉइल (EBF11) 15 मिमी के व्यास और 1.5 मिमी के तार के साथ 7 मोड़ों से बना है। एक शौकिया रिसीवर के लिए, 5 मोड़ करेंगे।
डायरेक्ट एम्प्लीफिकेशन रेडियो दो ट्रांजिस्टर के साथ
सर्किट में एक चुंबकीय एंटीना और एक दो-चरण बास एम्पलीफायर होता है - यह रेडियो रिसीवर का एक ट्यूनेड इनपुट ऑसिलेटरी सर्किट है। पहला चरण आरएफ मॉड्यूलेटेड सिग्नल डिटेक्टर है। प्रारंभ करनेवाला पीईवी -0, 25 तार के साथ 80 मोड़ में घाव है (छठे मोड़ से आरेख के अनुसार नीचे से एक नल है) फेराइट रॉड पर 10 मिमी व्यास और 40 की लंबाई के साथ।
इस तरह के एक साधारण रेडियो सर्किट को आस-पास के स्टेशनों से मजबूत संकेतों को पहचानने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
सुपर-जेनरेटिव एफएम डिवाइस
एफएम-रिसीवर, ई। सोलोडोवनिकोव के मॉडल के अनुसार इकट्ठा किया गया, इकट्ठा करना आसान है, लेकिन इसमें उच्च संवेदनशीलता (1 μV तक) है। ऐसे उपकरणों का उपयोग आयाम मॉडुलन के साथ उच्च आवृत्ति संकेतों (1 मेगाहर्ट्ज से अधिक) के लिए किया जाता है। मजबूत सकारात्मक प्रतिक्रिया के कारण, मंच का लाभ अनंत तक बढ़ जाता है, और सर्किट पीढ़ी मोड में प्रवेश करता है। इस कारण से, आत्म-उत्तेजना होती है। इससे बचने के लिए और रिसीवर को उच्च-आवृत्ति एम्पलीफायर के रूप में उपयोग करने के लिए, स्तर सेट करेंगुणांक और, जब यह इस मूल्य तक पहुँच जाता है, तो तेजी से न्यूनतम तक कम हो जाता है। निरंतर लाभ की निगरानी के लिए, आप एक चूरा पल्स जनरेटर का उपयोग कर सकते हैं, या आप इसे आसान कर सकते हैं।
व्यवहार में, एम्पलीफायर स्वयं अक्सर जनरेटर के रूप में कार्य करता है। फिल्टर (R6C7) की मदद से, जो कम-आवृत्ति संकेतों को उजागर करते हैं, बाद के ULF कैस्केड के इनपुट के लिए अल्ट्रासोनिक कंपन का मार्ग सीमित है। एफएम सिग्नल के लिए 100-108 मेगाहर्ट्ज, एल 1 कॉइल को 30 मिमी के क्रॉस सेक्शन और 1 मिमी के तार व्यास के साथ 20 मिमी के रैखिक भाग के साथ आधा मोड़ में परिवर्तित किया जाता है। और L2 कॉइल में 15 मिमी के व्यास के साथ 2-3 मोड़ होते हैं और आधे मोड़ के अंदर 0.7 मिमी के क्रॉस सेक्शन वाला तार होता है। 87.5 मेगाहर्ट्ज से सिग्नल के लिए रिसीवर गेन उपलब्ध है।
चिप पर डिवाइस
एचएफ रेडियो, जिसे 70 के दशक में डिजाइन किया गया था, अब इंटरनेट का प्रोटोटाइप माना जाता है। शॉर्टवेव सिग्नल (3-30 मेगाहर्ट्ज) बड़ी दूरी तय करते हैं। दूसरे देश में प्रसारण सुनने के लिए रिसीवर को सेट करना आसान है। इसके लिए प्रोटोटाइप को विश्व रेडियो का नाम मिला।
साधारण एचएफ रिसीवर
एक सरल रेडियो रिसीवर सर्किट एक माइक्रोक्रिकिट से रहित है। आवृत्ति में 4 से 13 मेगाहर्ट्ज तक और लंबाई में 75 मीटर तक की सीमा को कवर करता है। भोजन - क्रोना बैटरी से 9 वी। एक तार एक एंटीना के रूप में काम कर सकता है। रिसीवर प्लेयर के हेडफोन पर काम करता है। उच्च आवृत्ति ग्रंथ ट्रांजिस्टर VT1 और VT2 पर बनाया गया है। संधारित्र C3 के कारण, एक धनात्मक रिवर्स चार्ज उत्पन्न होता है, जिसे रोकनेवाला R5 द्वारा नियंत्रित किया जाता है।
आधुनिकरेडियो
आधुनिक उपकरण यूएसएसआर के रेडियो रिसीवर के समान हैं: वे उसी एंटीना का उपयोग करते हैं, जिस पर कमजोर विद्युत चुम्बकीय दोलन होते हैं। विभिन्न रेडियो स्टेशनों से उच्च आवृत्ति कंपन एंटीना में दिखाई देते हैं। वे सीधे सिग्नल ट्रांसमिशन के लिए उपयोग नहीं किए जाते हैं, लेकिन बाद के सर्किट के काम को अंजाम देते हैं। अब यह प्रभाव सेमीकंडक्टर उपकरणों की मदद से हासिल किया जाता है।
रिसीवर व्यापक रूप से 20वीं सदी के मध्य में विकसित किए गए थे और तब से मोबाइल फोन, टैबलेट और टीवी द्वारा उनके प्रतिस्थापन के बावजूद लगातार सुधार किए जा रहे हैं।
पोपोव के समय से रेडियो रिसीवर की सामान्य व्यवस्था थोड़ी बदल गई है। हम कह सकते हैं कि सर्किट बहुत अधिक जटिल हो गए हैं, माइक्रोक्रिकिट और ट्रांजिस्टर जोड़े गए हैं, न केवल एक ऑडियो सिग्नल प्राप्त करना संभव हो गया है, बल्कि एक प्रोजेक्टर को एम्बेड करना भी संभव हो गया है। इसलिए रिसीवर टेलीविजन में विकसित हुए। अब, यदि आप चाहें, तो आप डिवाइस में जो चाहें बना सकते हैं।
