Schemat blokowy odbiornika radiowego

Zadaniem odbiornika radiowego jest odbiór energii wybranej fali elektromagnetycznej, wzmocnienie jej i odtworzenie informacji niesionych przez falę.

Na rysunku przedstawiono schemat blokowy odbiornika radiowego. Jest to odbiornik superheterodynowy, czyli z tzw. przemianą częstotliwości. Może on być budowany z układów lampowych, tranzystorowych i scalonych. Obecnie zaniechano produkcji odbiorników lampowych z powodu dużych strat energii potrzebnej do żarzenia lamp, z powodu dużych gabarytów wzmacniaczy lampowych w porównaniu z półprzewodnikowymi oraz ze względu na niemożność budowy nieskomplikowanych beztransformatorowych lampowych wzmacniaczy mocy współpracujących z głośnikiem radioodbiornika.

Odbiorniki superheterodynowe z tzw. przemianą częstotliwości pozwalającą uzyskać większą czułość i selektywność w porównaniu z prostszymi odbiornikami bez przemiany częstotliwości.

Odbiornik superheterodynowy oprócz układów identycznych, jakie są w odbiornikach o bezpośrednim wzmocnieniu, ma układ UP przemiany częstotliwości odbieranej fn na częstotliwość pośrednią fp. Częstotliwość pośrednia jest zawsze stała, ponieważ jednocześnie z przestrajaniem obwodów wejściowych odbiornika (podczas wyszukiwania pożądanej fali) przestrajamy również generator (tzw. heterodynę) w układzie przemiany częstotliwości. Dzięki stałości częstotliwości pośredniej wzmacniacz tej częstotliwości może być raz na zawsze dokładnie nastrojony na tę częstotliwość. Ma to istotne znaczenie, ponieważ wzmacniacze częstotliwości pośredniej muszą mieć duże wzmocnienie i dużą selektywność, a więc są wzmacniaczami rezonansowymi

Stałość częstotliwości pośredniej umożliwia budowę kilkustopniowych wzmacniaczy częstotliwości pośredniej, o bardzo starannie dostrojonych obwodach. Zapewnia to bardzo duże wzmocnienie i dużą selektywność wzmacniacza częstotliwości pośredniej.

Zadanie obwodu wejściowego polega na wybieraniu żądanej fali o częstotliwości fn spośród całego zbioru F fal docierających do anteny z wielu stacji nadawczych. Jest to więc obwód rezonansowy przestrajany ręcznie przy wybieraniu fali o częstotliwości fn. Częstotliwość nośna fn niesie na sobie informację o częstotliwości fm i wiadomo, że dla wiernego odbioru musi być spełniony warunek, by częstotliwość nośna była znacznie większa (co najmniej kilka razy) od częstotliwości sygnału modulującego. Z tego względu częstotliwość nośną fn nazywamy wielką częstotliwością, a częstotliwość modulującą fm nazywamy małą częstotliwością.
W przypadku nadawania i odbioru drgań słyszalnych częstotliwość fm zawiera się w granicach od 16 Hz do 20 kHz.

Obwód wejściowy odbiornika radiowego powinien przepuszczać do następnych części odbiornika nie tylko częstotliwość nośną fn, ale i całe pasmo częstotliwości fm modulujących falę nośną. W przeciwnym razie odtwarzanie dźwięku będzie zniekształcone.

Do wzmacniania bardzo słabych sygnałów wyłowionych przez obwód wejściowy służy wzmacniacz wielkiej częstotliwości. Po wzmocnieniu drgania wielkiej częstotliwości są mieszane w mieszaczu z częstotliwością fh generatora zwanego heterodyną.

Częstotliwość heterodyny jest zawsze większa od największej częstotliwości drgań wielkiej częstotliwości o wartość równą częstotliwości pośredniej fp. W wyniku mieszania otrzymujemy sygnał fm nałożony na dwie częstotliwości:
- częstotliwość- sumacyjną równą fn+fh
- częstotliwość- różnicową równą fp=fh-fn

W dalszych częściach odbiornika wzmacniana jest częstotliwość różnicowa i ona jest częstotliwością pośrednią. W polskich radioodbiornikach częstotliwość pośrednia w systemie AM wynosi 465 kHz, a w systemie FM 10,7 MHz.

Wzmacniacz częstotliwości pośredniej wielokrotnie zwiększa amplitudę sygnału o częstotliwości pośredniej fp, a detektor demoduluje sygnał wzmocniony, wyodrębniając z niego informację niesioną przez falę odbieraną.
Sygnał małej częstotliwości otrzymywany z detektora jest wzmacniany we wzmacniaczu małej częstotliwości, którego stopniem końcowym jest wzmacniacz mocy przekazujący energię głośnikowi.

Głośnik zamienia energią drgań elektrycznych otrzymywaną od wzmacniacza mocy na energię drgań mechanicznych membrany głośnika. Membrana głośnika staje się źródłem dźwięku odtwarzanego przez radioodbiornik.

Wzmacniacz małej częstotliwości jest wyposażony w potencjometry RD do regulacji natężenia i barwy dźwięku odtwarzanego przez wzmacniacz

Dostrajanie odbiornika radiowego do żądanej stacji nadawczej odbywa się przez jednoczesną zmianę pojemności kondensatorów obwodu wejściowego i heterodyny. W odbiornikach radiowych wielozakresowych (fale długie, średnie i krótkie) każdy zakres ma inny obwód rezonansowy, wejściowy i inne cewki w obwodzie sprzężenia generatora drgań sinusoidalnych (heterodyny). Do zmiany zakresów w tych odbiornikach służy przełącznik wielopozycyjny.

W odbiornikach fal ultrakrótkich (UKF) obwód wejściowy, wzmacniacz wielkiej częstotliwości i układy przemiany częstotliwości stanowię jedną całość układową (blok) zwaną głowicą wielkiej częstotliwości (albo głowicą UKF).

10,7 MH

465 kHz

Do detekcji sygnałów zmodulowanych częstotliwościowo FM służą inne detektory niż do detekcji sygnałów zmodulowanych amplitudowo AM - różnica występuje nie tylko w budowie tych detektorów, ale i w zasadzie działania

Wzmacniacz częstotliwości pośredniej odbiornika uniwersalnego ma dwa tory wzmacniające. Jeden tor wzmacnia częstotliwość pośrednią UKF, a drugi częstotliwość pośrednią fal długich, średnich lub krótkich. Obydwa tory są zbudowane na tych samych elementach wzmacniających w postaci oddzielnych równoległych obwodów rezonansowych połączonych szeregowo.

Odbiorniki radiowe są wyposażone w automatyczną regulację wzmocnienia ARW, która polega na zmianie punktu pracy lampy lub tranzystora o zmiennym nachyleniu charakterystyki wejściowej. W przypadku pogorszenia się jakości odbioru sygnału nadawanego punkt pracy przesuwa się w kierunku większego nachylenia charakterystyki, a w przypadku polepszenia się odbioru sygnału nadawanego - w kierunku mniejszego nachylenia charakterystyki. Zmiany jakości odbieranego sygnału spowodowane są zmianami warunków rozchodzenia się fal elektromagnetycznych.

W odbiornikach systemu FM występuje jeszcze jedno ujemne sprzężenie zwrotne automatycznej regulacji częstotliwości (Arcz). Jest ono potrzebne, gdyż w przypadku zmian temperatury elementów generatora ulega zmianie częstotliwość heterodyny. Automatyczna regulacja częstotliwości Arcz powoduje zmianę polaryzacji diody pojemnościowej w obwodzie rezonansowym heterodyny, co umożliwia utrzymanie stałej wartości częstotliwości heterodyny. Dzięki automatycznej regulacji częstotliwości ARcz częstotliwość pośrednia jest zawsze zgodna z częstotliwością, na którą jest nastrojony wzmacniacz p.cz.