Супергетеродин или приемник прямого преобразования: какую рацию выбрать?

Почему одни рации дешевые, а другие очень дорогие? Часто наши покупатели спрашивают, с чем связана такая разная стоимость на модели определенных портативных раций. Вполне очевидно, что определенная разница в цене рации обеспечивается брендом и степенью его популярности и известности — например, рации Quansheng стоят дороже, чем радиостанции Baofeng, другую часть отличия цен можно объяснить характеристиками, такими как емкость батареи, комплектация, уровень влагостойкости, ударозащищенность и прочее.

Однако наибольшее влияние на цену оказывает схемная архитектура рации, которая может быть двух видов: прямого преобразования и супергетеродинная. В данной статье мы расскажем вам об этих двух системах и объясним, в чем между ними отличия.

Приемники

Приемники, несомненно, играют решающую роль в любой системе связи. Они выполняют задачи по приему входящего передаваемого сигнала и последующему восстановлению информации, содержащейся в этих сигналах.

Входной сигнал на приемник поступает от приемной антенны. Эти принятые сигналы, которые обычно очень слабые, могут быть описаны как модулированные несущие РЧ-сигналы. Модуляция несет фактическую информацию. Приемник должен выполнить ряд действий с принятым сигналом, чтобы в конечном итоге информацию о модуляции можно было расшифровать и обработать.

От приемников требуется эффективная работа, несмотря на наличие шума и других мешающих сигналов. Следовательно, избирательность (селективность) и чувствительность являются важными характеристиками приемников. Селективность описывает способность приемника идентифицировать и выбирать полезный сигнал, несмотря на присутствие других нежелательных сигналов. Приемник с хорошей избирательностью будет обрабатывать полезные сигналы, в то же время в достаточной степени подавляя нежелательные сигналы и сигналы помех. Чувствительность описывает, насколько хорошо приемник может обрабатывать очень слабые входные сигналы. Его можно количественно определить как самый слабый уровень сигнала, который приемник может обнаружить для удовлетворения заданных требований.

Приемник прямого преобразования

Приемник с прямым преобразованием, также известный как гомодинный приемник, представляет собой один из типов конструкций радиоприемника (рис. 1) . Приемники прямого преобразования преобразуют радиочастотный сигнал в сигнал звуковой частоты за один этап при помощи генератора малой мощности (гетеродина), который имеет частоту равную или кратную частоте принимаемого сигнала. Как правило, такие приемники считаются недорогими решениями, поскольку требуют небольшого количества компонентов. Кроме того, приемники прямого преобразования хорошо подходят для интегральных схем (ИС).

Рис. 1. Приемники с прямым преобразованием преобразуют входной РЧ-сигнал в выходной сигнал основной полосы частот за один этап.

Приемники прямого преобразования обычно фильтруют (полосовой фильтр ПФ) и усиливают (малошумящий усилитель МШУ) принимаемый входной РЧ-сигнал. Затем сигнал поступает в смеситель сигнала (СМ) вместе с сигналом гетеродина (генератор управляемый напряжением РЧ/ГУН), который по частоте идентичен входному радиочастотному сигналу. Таким образом, входной сигнал преобразуется в сигнал частотой 0 Гц, который появляется на выходе смесителя. Демодуляция также происходит в процессе преобразования частоты. Хотя сумма частот сигналов ВЧ и гетеродина также появляется на выходе микшера, этот продукт удаляется с помощью фильтра нижних частот (ФНЧ), который следует за микшером. Демодулированный выход основной полосы частот, конечно же, затем обрабатывается.

Часто приемники с прямым преобразованием реализуются с двумя смесителями для создания синфазного/квадратурного (I/Q) демодулятора. Один и тот же гетеродин управляет обоими смесителями. Однако сигналы гетеродина на каждый смеситель отличаются по фазе на 90 град. Затем I/Q-сигналы могут быть обработаны после этапа демодуляции.

Достоинства радиоприемников с прямым преобразователем заключаются в их простоте, низком потреблении энергии, хорошей чувствительности, низкой стоимости и компактных размерах. Именно эти приемники преимущественно используются в недорогих рациях.

Супергетеродинный приемник

Супергетеродинный приемник — это более сложная конфигурация приемника, которая используется уже много лет (рис. 2) . Супергетеродинные приемники в основном преобразуют входной РЧ-сигнал в низкочастотный сигнал промежуточной частоты (ПЧ). Затем сигнал ПЧ демодулируется для обработки данных модуляции.

Рис. 2. Традиционный супергетеродинный приемник

Весь процесс можно объяснить, проанализировав базовый приемник, показанный на рис. 2. (Следует отметить, что этот приемник является лишь примером, так как также могут быть реализованы многие варианты.) Принятый сигнал сначала поступает в полосовой фильтр. Этот фильтр, часто называемый фильтром предварительного выбора, служит для подавления внеполосных сигналов. Далее малошумящий усилитель (МШУ) выполняет задачу повышения амплитуды сигнала. Этот МШУ является чрезвычайно важным компонентом, так как общий коэффициент шума супергетеродинного приемника сильно зависит от коэффициента шума МШУ. Другой полосовой фильтр, известный как фильтр подавления изображения, следует за МШУ. Целью этого фильтра является подавление нежелательной полосы частот изображения.

Затем микшер преобразует РЧ-сигнал в низкочастотный ПЧ-сигнал. И ВЧ-сигнал, и гетеродинный сигнал поступают в микшер, тем самым генерируя ПЧ-сигнал, который появляется на выходе микшера. Частота этого сигнала ПЧ равна разнице частоты входного сигнала ВЧ и частоты сигнала гетеродина.

После преобразования частоты с понижением частоты в каскаде ПЧ применяется полосовая фильтрация для удаления любых нежелательных сигналов. Затем усилитель ПЧ обеспечивает значительное усиление сигнала ПЧ. Также можно использовать несколько усилителей. Затем усиленный сигнал ПЧ демодулируется, что позволяет обрабатывать информацию.

Рис. 3. Супергетеродинный приемник с двумя каскадами преобразования частоты

В дорогих профессиональных рациях супергетеродинные приемники часто реализуются с двумя каскадами преобразования частоты, что означает наличие дополнительно вторых гетеродина, смесителя и фильтра промежуточной частоты (рис. 3). Супергетеродинные приемники обеспечивают отличную избирательность и чувствительность. Фильтры промежуточной частоты в них позволяют получить очень узкую полосу пропускания с большим подавлением прочих сигналов, что позволяет рации получать намного меньше помех.

Какую рацию выбрать?

Теперь, когда вы знаете разницу между типами приемников, остается вопрос, что же выбрать: более дешевую рацию с прямым преобразователем или более дорогую с супергетеродином?

Ответ будет зависеть от того, для чего вы будете использовать вашу рацию. Если вам нужна рация для рыбалки, охоты, походов или игр с детьми, то в данных случаях качество сигнала не столь важно. Вы можете выбрать недорогую модель типа Baofeng BF-888S или даже более профессиональную UV-82 и получить достаточное качество связи для ваших целей.

Но если вам нужна надежная и стабильная связь для охраны или на производстве, где часто вокруг находится много источников помех, которые нужно отфильтровать, то лучше выбрать рации с приемником типа супергетеродин. На сайте Радиоволна вы можете найти такую очень надежную и качественную рацию – обратите внимание на модель Quansheng TG-UV2. Эта рация позволит вам получить связь отличного качества и будет надежно служить долгое время.