Menu

Home

Ontvangst info
Scanner info
Woordenboek
Apparatuur
Modificaties

Luisteren
Frequenties
PMR kanalen
Data kanalen
Nood kanalen
Luchtvaart
Scheepvaart
Digitaal
Mystery

Downloads
Audio samples
Software

Theorie
Ontvanger
→ Antenne

Modulatie
Golven
Projecten


Radio ontvanger

Deze pagina gaat over de theorie achter onder andere: hoe ontvangen, afstemmen, soorten, werking, elekronica, antenne,...

Rechtuitontvanger

De rechtuitontvanger is simpel van opzet, doch beperkt in zijn gebruik. Op deze tekening is de rechtuitontvanger blokschematisch afgebeeld.

Werking

De werking van deze ontvanger is als volgt. Via de antenne komen tientallen gemoduleerde signalen deontvanger binnen. De HF-versterker heeft als taak uit deze hoeveelheid van signalen de gewenste te selecteren. Deze versterker moet dus selectief zijn. Dit wordt gerealiseerd door middel van een LC-kring (spoel en condensator parallelgeschakeld). De bandbreedte van de kring (-3dB) moet zodanig zijn, dat de zijbanden van de gewenste signaal onverzwakt worden doorgelaten, terwijl de naastliggende signalen volledig worden onderdrukt. Lukt dit niet met één LC-kring, dan neemt men er twee. Hierdoor worden de flanken steiler. Beide kringen moeten dan op dezelfde frequentie worden afgestemd. Vaak gebruikt men twee condensators op één as (mechanische koppeling).
Vervolgens wordt het versterkte signaal gedetecteerd. De oorspronkelijk informatie is dan weer voorhanden. Dit informatiesignaal is vrijwel altijd nog te zwak om te kunnen beluisteren. Daarom is na de detector nog een LF-versterker in de ontvanger aanwezig.

Omdat de bandbreedte van een kring afhankelijk is van de afstemfrequentie, kunnen rechtuitontvangers enkel gebruiken als men niet of nauwelijks van deze frequentie afwijkt. Een ontvanger die bijvoorbeeld enkel op een noodkanaal moet worden afgestemd, kan dus goed als rechtuitontvanger uitgevoerd worden.
Als dit grote nadeel niet geaccepteerd kan worden, moet men opzoek gaan naar een ontvanger met constante bandbreedte en een constante frequentie. Zo 'n ontvanger is de superheterodyne-ontvanger.

Superheterodyne ontvanger

Deze ontvanger is geboren uit het nadeel van de rechtuitontvanger en werkt met een vaste frequentie. De super, kort voor superheterodyne-ontvanger, maakt gebruik van frequentietransformatie. Dit wil zeggen dat elke geselecteerde ontvangstfrequentie wordt getransformeerd naar een andere frequentie. In het blokschema worden er enkele blokken meer toegevoegd ten opzichte van de rechtuit.

Werking

De antennesignalen worden weer toegevoerd aan de HF-versterker. Uit alle aangeboden signalen wordt het gewenste signaal geselcteerd. Dit doet men met een LC-filter. In het blok frequentieconversie wordt de aangeboden frequentie getransformeerd naar een lagere frequentie. Men noemt deze lagere frequentie de middenfrequentie (MF). Deze naam is gekozen omdat het een tussenstap is van HF-signalen naar LF-signalen. De Engelse benaming is intermediate frequency (IF).
De convertor bestaat uit een oscillator en een bijbehorende mengtrap. De uitgang van de convertor heeft een vaste frequentie en een constante bandbreedte. Het signaal uit mixer of mengtrap wordt nu één of meerdere keren versterkt. Men maakt gebruik van MF-versterkers met bandfilters. Hierdoor neemt de flanksteilheid van de bandbreedtekromme geweldig toe. Dit komt de selectiviteit en de gevoeligheid ten goede. Vervolgens wordt dit signaal aan een detector aangeboden, die de informatie in zijn oorspronkelijke laagfrequentvorm terugbrengt.

Spiegelfrequentie

Dat het bij menging ook anders kan gaan dan verwacht, mag uit het volgende blijken.
Men stemt de oscillatorfrequentie af op I 100 kHz. Het ontvangstbereik loopt van 550 tot I 650 kHz. De gekozen MF-waarde is 450 kHz.
Het oscillatorsignaal vormt met het signaal van zender B als mengproduct de MF-waarde 450 kHz (1550 kHz - 1100 kHz = 450 kHz). Hetzelfde geldt echter ook voor het signaal van zender A. Ook hier wordt de MF-waarde van 450 kHz gevormd (1100 kHz - 650 kHz = 450 kHz). Dit betekent dat er twee frequenties zijn die tegelijk worden omgezet naar de vaste MF-waarde. Wou men zender A ontvangen, dan wordt B als een stoorsignaal ervaren. Zender A is de gewenste frequentie, B de spiegelfrequentie.

Er moeten speciale maatregelen genomen worden om dit ongunstige effect bij menging te voorkomen. Men kan kiezen hoe de oscillatorfrequentie moet staan ten opzichte van de gewenste frequentie. Uitgaande van bovenstaande tekening heeft men twee mogelijkheden. Men neemt fosc = 1100 kHz en men wilt zender B op 1550 kHz ontvangen. Dit noemt men ondermenging. Of men neemt dezelfde oscillatorfrequentie en men wilt station A ontvangen. Men spreekt dan van bovenmenging. Bij ondermenging is de spiegelfrequentie 650 kHz en bij bovenmenging is de spiegelfrequentie 1550 kHz. Als men de oscillatorfrequentie verandert, zal de gewenste frequentie net zoveel veranderen als de spiegelfrequentie. Merk op dat de 'spiegelafstand' niet verandert. De spiegelafstand heeft altijd de waarde 2 x fMF.

Dubbel super


Voor de lange-afstandscommunicatie, kortegolf 2 - 30 MHz, wordt gewerkt met een bandbreedte van ongeveer 6 kHz. Hierbij mag de MF voor een goede dichtbij-selectiviteit niet hoger worden gekozen dan 450 kHz. De onderdrukking van de spiegelfrequentie hangt in hoge mate af van de Q-factor van de kringen. Om bij een hoge ontvangstfrequentie een spiegelonderdrukking van 40 dB te krijgen, heeft men Q-factoren nodig van ongeveer 1700. Dit is niet te realiseren met de meeste LC-kringen. Men kan echter wel aan beide voorwaarde voldoen, als er niet één keer, maar twee keer een frequentieconversie wordt toegepast. Na de HF-versterker wordt in de eerste mengtrap een hoge MF-waarde opgewekt, bijvoorbeeld 10,7 MHz.De spiegelfrequentie ligt dan op een afstand van 21,4 MHz en is voldoende te onderdrukken. In de eerste MF-versterker wordt de 10,7 MHz versterkt, terwijl de bandbreedte 100 kHz wordt. Deze laatste waarde is op zich niet kristisch, omdat er nog een tweede keer gemengd wordt naar een lage MF van 450 kHz. De enige eis die menaan de eerste moet stellen, is dat deze trap de spiegelfrequentie van de tweede trap onderdrukt. Deze spiegelfrequentie ligt op een afstand van 2 x 450 kHz en valt derhalve geheel buiten de doorlaatband van de eerste MF-trap.
Om op de gewenste zender af te stemmen, moet de eerste oscillator afstembaar zijn. De tweede oscillator wekt een vaste frequentie op, meestal door middel van een kristaloscillator.

Rake ontvanger

Een Rake ontvanger is een ontvanger die bestaat uit meerdere parallelle ontvangers die elk een bepaald tijdvertraagd ingangssignaal ontvangen. Na deze parallelle ontvangst wordt het signaal gecombineerd om de datasymbolen te decoderen. Een dergelijke ontvanger heeft met name zijn nut in een omgeving waarbij het radiosignaal niet alleen direct binnenkomt maar ook een aantal tijdvertraagde versies via reflectie, zoals in een mobiele omgeving of binnenshuis.
Bijvoorbeeld in UMTS terminals wordt van een dergelijke ontvanger gebruik gemaakt.

Schakelingen in ontvangers

AFC

In bovenstaande figuur is het blokschema van een FM-ontvanger getekend. Het is een superheterodyne-ontvanger met een hoge MF (10,7 MHz). Na de detector gaat het signaal naar de AFC-schakeling. Kleine afstemfouten worden automatisch hier gecorrigeerd. Elke frequentiedrift van de oscillator zal resulteren in een gelijkspanningscomponent, die automatisch de kringfrequentie gaat beïnvloeden. Deze correctie is zodanig dat de frequentiedrift wordt tegengegaan. Zoals in het principeschema te zien is, gebeurt dit met een varicap.

Limiter

Het HF-spectrum bevat veel storingen die de verstaanbaarheid verslechteren. Deze storingen hebben meestal een pulsvormig karakter en een veel grotere amplitude dan het beluisterde signaal. Storingen die elders ontstaan, zullen aan de ontvangzijde niet geheel verwijderd kunnen worden. We kunnen de amplitude van de storing begrenzen tot de amplitude van het ontvangen signaal. Op het moment van de storing wordt de ontvangst dan even onderbroken. Maar bijverschijnselen zoals oversturing van versterkertrappen en dergelijke komen niet meer voor. Schakelingen die dergelijke pulsvormige storingen verkleinen, noemen we noise-limiters.
De limiter-spanning wordt verkregen door gelijkrichting van het ontvangen signaal. De RC-kring heeft een grote tijdconstante. Daardoor blijft de spanning redelijk constant op een waarde die bepaald wordt door het ontvangen signaal. Plotselinge storingen worden nu geblokkeerd, omdat de hulpspanning niet zo snel kan stijgen.

Squelch

De squelch- of mute-schakeling (mute is Engels voor stom) zorgt er voor dat de audiotrappen uitgeschakeld worden als er geen signaal wordt ontvangen. Bij FM-ontvangers werken de MF-versterkers vaak zonder AVC en geven dan veel ruis als er geen signaal is. Met behulp van een audiosignaal kunnen de audioversterkers in- en uitgeschakeld worden. Audiosignalen zijn sterker (grotere amplitude) dan ruissignalen. Transistor T2 zal alleen geleiden als op de basis een audiosignaal wordt toegevoerd. Bij afwezigheid van het audiosignaal wordt de ruis versterkt en gelijkgericht. Deze gelijkspanning geeft T1 een ander instelpunt. Afhankelijk hiervan komt T2 snel of minder snel in geleiding.

Gerelateerd

Feedback




. . . Altijd in opbouw . . .
Laatst gewijzigd: 24-10-2012


--Linkbanner van deze site--

Ontwerp & beheer : "nomoresecrets", juli 2003 - oktober 2012
Best bekeken met 1024x768 schermresolutie.