Antena radio amatir menerima ratusan dan ribuan sinyal radio secara bersamaan. Frekuensi mereka dapat bervariasi tergantung pada transmisi pada gelombang panjang, menengah, pendek, ultrashort dan pita televisi. Stasiun amatir, pemerintah, komersial, maritim, dan lainnya beroperasi di antaranya. Amplitudo sinyal yang diterapkan pada input antena penerima bervariasi dari kurang dari 1 V hingga beberapa milivolt. Kontak radio amatir terjadi pada level beberapa mikrovolt. Tujuan dari penerima amatir ada dua: untuk memilih, memperkuat dan mendemodulasi sinyal radio yang diinginkan, dan menyaring semua yang lain. Penerima untuk radio amatir tersedia secara terpisah dan sebagai bagian dari transceiver.
Komponen utama penerima
Penerima radio Ham harus dapat menangkap sinyal yang sangat lemah, memisahkannya dari kebisingan dan stasiun kuat yang selalu mengudara. Pada saat yang sama, stabilitas yang cukup diperlukan untuk retensi dan demodulasi mereka. Secara umum, kinerja (dan harga) penerima radio tergantung pada sensitivitas, selektivitas, dan stabilitasnya. Ada faktor lain yang terkait dengan operasionalkarakteristik perangkat. Ini termasuk cakupan frekuensi dan pembacaan, demodulasi atau mode deteksi untuk radio LW, MW, HF, VHF, kebutuhan daya. Meskipun penerima bervariasi dalam kompleksitas dan kinerja, semuanya mendukung 4 fungsi dasar: penerimaan, selektivitas, demodulasi, dan pemutaran. Beberapa juga menyertakan amplifier untuk meningkatkan sinyal ke tingkat yang dapat diterima.
Penerimaan
Ini adalah kemampuan receiver untuk menangani sinyal lemah yang ditangkap oleh antena. Untuk penerima radio, fungsi ini terutama terkait dengan sensitivitas. Sebagian besar model memiliki beberapa tahap amplifikasi yang diperlukan untuk meningkatkan daya sinyal dari mikrovolt ke volt. Dengan demikian, gain penerima secara keseluruhan dapat berada di urutan satu juta banding satu.
Berguna bagi amatir radio pemula untuk mengetahui bahwa sensitivitas penerima dipengaruhi oleh kebisingan listrik yang dihasilkan di sirkuit antena dan perangkat itu sendiri, terutama di modul input dan RF. Mereka muncul dari eksitasi termal molekul konduktor dan komponen penguat seperti transistor dan tabung. Secara umum, kebisingan listrik tidak tergantung pada frekuensi dan meningkat dengan suhu dan bandwidth.
Setiap gangguan yang ada pada terminal antena penerima akan diperkuat bersama dengan sinyal yang diterima. Jadi, ada batas sensitivitas penerima. Sebagian besar model modern memungkinkan Anda untuk mengambil 1 mikrovolt atau kurang. Banyak spesifikasi mendefinisikan karakteristik ini dalammikrovolt untuk 10 dB. Misalnya, sensitivitas 0,5 V untuk 10 dB berarti bahwa amplitudo kebisingan yang dihasilkan di penerima sekitar 10 dB lebih rendah dari sinyal 0,5 V. Dengan kata lain, tingkat kebisingan penerima adalah sekitar 0,16 V. Sinyal apa pun di bawah nilai ini akan dicakup oleh mereka dan tidak akan terdengar di speaker.
Pada frekuensi hingga 20-30 MHz, kebisingan eksternal (atmosfer dan antropogenik) biasanya jauh lebih tinggi daripada kebisingan internal. Kebanyakan receiver cukup sensitif untuk memproses sinyal dalam rentang frekuensi ini.
Selektivitas
Ini adalah kemampuan penerima untuk mendengarkan sinyal yang diinginkan dan menolak sinyal yang tidak diinginkan. Penerima menggunakan filter LC berkualitas tinggi untuk hanya melewatkan pita frekuensi yang sempit. Dengan demikian, bandwidth penerima sangat penting untuk menghilangkan sinyal yang tidak diinginkan. Selektivitas banyak penerima DV berada di urutan beberapa ratus hertz. Ini cukup untuk menyaring sebagian besar sinyal yang mendekati frekuensi operasi. Semua penerima radio amatir HF dan MW harus memiliki selektivitas sekitar 2500 Hz untuk penerimaan suara amatir. Banyak penerima dan transceiver LW/HF menggunakan filter yang dapat dialihkan untuk memastikan penerimaan yang optimal dari semua jenis sinyal.
Demodulasi atau deteksi
Ini adalah proses pemisahan komponen frekuensi rendah (suara) dari sinyal pembawa termodulasi yang masuk. Rangkaian demodulasi menggunakan transistor atau tabung. Dua jenis detektor yang paling umum digunakan dalam RFpenerima, adalah dioda untuk LW dan MW dan mixer yang ideal untuk LW atau HF.
Pemutaran
Proses terakhir dari penerimaan adalah mengubah sinyal yang terdeteksi menjadi suara untuk diumpankan ke speaker atau headphone. Biasanya, tahap gain tinggi digunakan untuk memperkuat keluaran detektor yang lemah. Keluaran dari penguat audio kemudian diumpankan ke speaker atau headphone untuk diputar ulang.
Kebanyakan radio ham memiliki speaker internal dan jack output headphone. Amplifier audio satu tahap sederhana yang cocok untuk pengoperasian headphone. Speaker biasanya membutuhkan penguat audio 2 atau 3 tahap.
Penerima sederhana
Receiver pertama untuk amatir radio adalah perangkat paling sederhana yang terdiri dari sirkuit osilasi, detektor kristal, dan headphone. Mereka hanya bisa menerima stasiun radio lokal. Namun, detektor kristal tidak dapat mendemodulasi sinyal LW atau SW dengan benar. Selain itu, sensitivitas dan selektivitas skema semacam itu tidak cukup untuk pekerjaan radio amatir. Anda dapat meningkatkannya dengan menambahkan penguat audio ke output detektor.
Radio Amplifikasi Langsung
Sensitivitas dan selektivitas dapat ditingkatkan dengan menambahkan satu tahap atau lebih. Jenis perangkat ini disebut penerima amplifikasi langsung. Banyak receiver CB komersial dari tahun 20-an dan 30-an menggunakan skema ini. Beberapa dari mereka memiliki 2-4 tahap amplifikasi untuk mendapatkandiperlukan kepekaan dan selektivitas.
Penerima konversi langsung
Ini adalah pendekatan sederhana dan populer untuk mengambil LW dan HF. Sinyal input diumpankan ke detektor bersama dengan RF dari generator. Frekuensi yang terakhir sedikit lebih tinggi (atau lebih rendah) dari yang pertama, sehingga ketukan dapat diperoleh. Misalnya, jika inputnya adalah 7155,0 kHz dan osilator RF diatur ke 7155,4 kHz, maka pencampuran dalam detektor menghasilkan sinyal audio 400 Hz. Yang terakhir memasuki amplifier tingkat tinggi melalui filter suara yang sangat sempit. Selektivitas dalam penerima jenis ini dicapai dengan menggunakan rangkaian LC berosilasi di depan detektor dan filter audio antara detektor dan penguat audio.
Superheterodyne
Dirancang pada awal 1930-an untuk menghilangkan sebagian besar masalah yang dihadapi oleh penerima radio amatir tipe awal. Hari ini, penerima superheterodyne digunakan di hampir semua jenis layanan radio, termasuk radio amatir, komersial, AM, FM, dan televisi. Perbedaan utama dari penerima amplifikasi langsung adalah konversi sinyal RF yang masuk ke sinyal perantara (IF).
penguat HF
Berisi sirkuit LC yang memberikan beberapa selektivitas dan penguatan terbatas pada frekuensi yang diinginkan. Penguat RF juga memberikan dua manfaat tambahan pada penerima superheterodyne. Pertama, mengisolasi tahap mixer dan osilator lokal dari loop antena. Untuk penerima radio, keuntungannya adalah yang dilemahkansinyal yang tidak diinginkan dua kali frekuensi yang diinginkan.
Generator
Diperlukan untuk menghasilkan gelombang sinus amplitudo konstan yang frekuensinya berbeda dari pembawa yang masuk dengan jumlah yang sama dengan IF. Generator menciptakan osilasi, yang frekuensinya bisa lebih tinggi atau lebih rendah dari pembawa. Pilihan ini ditentukan oleh bandwidth dan persyaratan tuning RF. Sebagian besar node ini di penerima MW dan penerima VHF amatir pita rendah menghasilkan frekuensi di atas pembawa input.
Mixer
Tujuan dari blok ini adalah untuk mengubah frekuensi sinyal pembawa yang masuk ke frekuensi penguat IF. Mixer mengeluarkan 4 keluaran utama dari 2 masukan: f1, f2, f1+f 2, f1-f2. Dalam penerima superheterodyne, hanya jumlah atau selisihnya yang digunakan. Orang lain dapat menyebabkan gangguan jika tindakan yang tepat tidak diambil.
JIKA penguat
Kinerja penguat IF dalam penerima superheterodyne paling baik dijelaskan dalam hal penguatan (GA) dan selektivitas. Secara umum, parameter ini ditentukan oleh penguat IF. Selektivitas penguat IF harus sama dengan bandwidth sinyal RF termodulasi yang masuk. Jika lebih besar, maka frekuensi yang berdekatan dilewati dan menyebabkan interferensi. Di sisi lain, jika selektivitas terlalu sempit, beberapa sideband akan terpotong. Hal ini menyebabkan hilangnya kejernihan saat memutar suara melalui speaker atau headphone.
Bandwidth optimal untuk penerima gelombang pendek adalah 2300–2500 Hz. Meskipun beberapa pita samping yang lebih tinggi terkait dengan ucapan melampaui 2500 Hz, kehilangannya tidak secara signifikan memengaruhi suara atau informasi yang disampaikan oleh operator. Selektivitas 400–500 Hz cukup untuk pengoperasian DW. Bandwidth yang sempit ini membantu untuk menolak sinyal frekuensi yang berdekatan yang mungkin mengganggu penerimaan. Radio amatir dengan harga lebih tinggi menggunakan 2 atau lebih tahap penguatan IF yang didahului oleh kristal yang sangat selektif atau filter mekanis. Tata letak ini menggunakan sirkuit LC dan konverter IF antar blok.
Pilihan frekuensi menengah ditentukan oleh beberapa faktor, yang meliputi: penguatan, selektivitas, dan penekanan sinyal. Untuk pita frekuensi rendah (80 dan 40 m), IF yang digunakan di banyak penerima radio amatir modern adalah 455 kHz. Amplifier IF dapat memberikan penguatan dan selektivitas yang sangat baik dari 400-2500 Hz.
Detektor dan generator beat
Deteksi, atau demodulasi, didefinisikan sebagai proses pemisahan komponen frekuensi audio dari sinyal pembawa termodulasi. Detektor dalam penerima superheterodyne juga disebut sekunder, dan primer adalah rakitan mixer.
Kontrol Penguatan Otomatis
Tujuan dari node AGC adalah untuk mempertahankan tingkat output yang konstan meskipun ada perubahan pada input. Gelombang radio merambat melalui ionosfermelemahkan kemudian mengintensifkan karena fenomena yang dikenal sebagai fading. Hal ini menyebabkan perubahan tingkat penerimaan pada input antena dalam rentang nilai yang luas. Karena tegangan sinyal yang diperbaiki dalam detektor sebanding dengan amplitudo sinyal yang diterima, sebagian darinya dapat digunakan untuk mengontrol penguatan. Untuk penerima yang menggunakan transistor tabung atau NPN di node sebelum detektor, tegangan negatif diterapkan untuk mengurangi penguatan. Amplifier dan mixer yang menggunakan transistor PNP membutuhkan tegangan positif.
Beberapa radio ham, terutama yang bertransistor lebih baik, memiliki penguat AGC untuk kontrol lebih besar atas kinerja perangkat. Penyesuaian otomatis mungkin memiliki konstanta waktu yang berbeda untuk jenis sinyal yang berbeda. Konstanta waktu menentukan durasi kontrol setelah penghentian siaran. Misalnya, selama interval antar frasa, penerima HF akan segera melanjutkan penguatan penuh, yang akan menyebabkan ledakan kebisingan yang mengganggu.
Mengukur kekuatan sinyal
Beberapa receiver dan transceiver memiliki indikator yang menunjukkan kekuatan relatif siaran. Biasanya, sebagian dari sinyal IF yang diperbaiki dari detektor diterapkan ke mikro atau miliammeter. Jika penerima memiliki penguat AGC, maka node ini juga dapat digunakan untuk mengontrol indikator. Kebanyakan meter dikalibrasi dalam S-unit (1 sampai 9), yang mewakili sekitar 6 dB perubahan kekuatan sinyal yang diterima. Pembacaan tengah atau S-9 digunakan untuk menunjukkan level 50 V. Skala setengah atasS-meter dikalibrasi dalam desibel di atas S-9, biasanya hingga 60 dB. Ini berarti bahwa kekuatan sinyal yang diterima adalah 60 dB lebih tinggi dari 50 V dan sama dengan 50 mV.
Indikator ini jarang akurat karena banyak faktor yang mempengaruhi kinerjanya. Namun, ini sangat berguna saat menentukan intensitas relatif sinyal yang masuk, dan saat memeriksa atau menyetel receiver. Di banyak transceiver, LED digunakan untuk menunjukkan status fitur perangkat seperti arus keluaran penguat RF dan daya keluaran RF.
Interferensi dan batasan
Adalah baik bagi pemula untuk mengetahui bahwa receiver mana pun dapat mengalami kesulitan penerimaan karena tiga faktor: gangguan eksternal dan internal dan sinyal yang mengganggu. Interferensi RF eksternal, terutama di bawah 20 MHz, jauh lebih tinggi daripada interferensi internal. Hanya pada frekuensi yang lebih tinggi node penerima menimbulkan ancaman terhadap sinyal yang sangat lemah. Sebagian besar noise dihasilkan di blok pertama, baik di penguat RF maupun di tahap mixer. Banyak upaya telah dilakukan untuk mengurangi interferensi penerima internal ke tingkat minimum. Hasilnya adalah sirkuit dan komponen dengan noise rendah.
Interferensi eksternal dapat menyebabkan masalah saat menerima sinyal lemah karena dua alasan. Pertama, interferensi yang ditangkap oleh antena dapat menutupi siaran. Jika yang terakhir dekat atau di bawah tingkat kebisingan yang masuk, penerimaan hampir tidak mungkin. Beberapa operator berpengalaman dapat menerima siaran pada LW bahkan dengan gangguan yang berat, tetapi suara dan sinyal amatir lainnya tidak dapat dipahami dalam kondisi ini.
