Введение
Прибор для приема радиовещания
В радиосвязи радиоприемник, также известный как приемник, беспроводное устройство или просто радио, является электронным устройством, которое принимает радиоволны и преобразует информацию, переносимую ими, в пригодную для использования форму. Он используется вместе с антенной. Антенна принимает радиоволны (электромагнитные волны радиочастоты) и преобразует их в небольшие переменные токи, которые подаются на приемник, а приемник извлекает необходимую информацию. Приемник использует электронные фильтры для отделения желаемого радиочастотного сигнала от всех остальных сигналов, принимаемых антенной, электронный усилитель для увеличения мощности сигнала для дальнейшей обработки и, наконец, восстанавливает необходимую информацию посредством демодуляции. Радиоприемники являются важнейшими компонентами всех систем, использующих радио. Информация, выдаваемая приемником, может быть представлена в виде звука, видео (телевидения) или цифровых данных. Радиоприемник может быть отдельным электронным устройством или электронной схемой внутри другого устройства. Наиболее распространенным типом радиоприемника для большинства людей является приемник радиовещания, воспроизводящий звук, передаваемый радиостанциями – исторически первое радиоприменение для массового рынка. Приемник радиовещания обычно называют "радио". Однако радиоприемники широко используются и в других областях современных технологий, таких как телевизоры, мобильные телефоны, беспроводные модемы, радиочасы и другие компоненты систем связи, дистанционного управления и беспроводных сетей.
Приемники радиовещания
Наиболее распространенной формой радиоприемника является широковещательный приемник, часто называемый просто радио, который принимает аудиопрограммы, предназначенные для общего прослушивания, передаваемые местными радиостанциями. Звук воспроизводится либо через динамик в радиоприемнике, либо через наушники, подключаемые к разъему на радиоприемнике. Радиоприемнику требуется электрическое питание, которое может обеспечиваться батареями внутри приемника или сетевым шнуром, подключаемым к электрической розетке. Все радиоприемники оснащены регулятором громкости для регулировки уровня звука и каким-либо регулятором настройки для выбора нужной радиостанции.
Типы модуляции
Модуляция — это процесс наложения информации на несущую радиоволну.
AM и FM
В аналоговых системах радиовещания используются два типа модуляции: AM и FM. При амплитудной модуляции (AM) сила радиосигнала изменяется под воздействием звукового сигнала. AM-вещание разрешено в AM-диапазонах, которые находятся в диапазоне длинных волн от 148 до 283 кГц и в диапазоне средних частот (MF) радиочастотного спектра от 526 до 1706 кГц. AM-вещание также разрешено в коротковолновых диапазонах, между примерно 2,3 и 26 МГц, которые используются для международного вещания на большие расстояния. При частотной модуляции (FM) частота радиосигнала незначительно изменяется звуковым сигналом. FM-вещание разрешено в FM-диапазонах между примерно 65 и 108 МГц в диапазоне очень высоких частот (VHF). Точные диапазоны частот несколько различаются в разных странах. Стерео FM радиостанции вещают в стереофоническом звуке (стерео), передавая два звуковых канала, представляющих левый и правый микрофоны. Стереоприемник содержит дополнительные схемы и параллельные каналы обработки сигнала для воспроизведения двух отдельных каналов. Монофонический приемник, напротив, принимает только один звуковой канал, который является комбинацией (суммой) левого и правого каналов. Хотя AM-стереопередатчики и приемники существуют, они не получили такой популярности, как FM-стерео. Большинство современных радиоприемников способны принимать как AM, так и FM радиостанции и имеют переключатель для выбора диапазона приема; они называются AM/FM-приемниками.
Цифровое аудиовещание (DAB)
Цифровое аудиовещание (DAB) — это передовая радиотехнология, впервые появившаяся в некоторых странах в 1998 году, которая передает аудиосигнал с наземных радиостанций в цифровом, а не в аналоговом формате, как AM и FM. Преимущества DAB включают потенциально более высокое качество звука по сравнению с FM (хотя многие станции не используют эту возможность), повышенную устойчивость к радиопомехам и шумам, более эффективное использование ограниченной полосы пропускания радиочастотного спектра, а также расширенные пользовательские функции, такие как электронный программный гид, спортивные комментарии и показ изображений. Недостаток заключается в несовместимости с существующими радиоприемниками, что требует приобретения нового DAB-приемника. По состоянию на 2017 год DAB доступен в 38 странах, где 2100 станций охватывают аудиторию в 420 миллионов человек. Соединенные Штаты и Канада отказались от внедрения DAB. DAB-станции работают иначе, чем AM- или FM-станции: одна DAB-станция передает широкополосный сигнал шириной 1500 кГц, содержащий от 9 до 12 каналов, из которых слушатель может выбирать. Вещатели могут передавать каналы с разными битрейтами, что обеспечивает различное качество звука для разных каналов. В разных странах DAB-станции вещают в диапазоне III (174–240 МГц) или в диапазоне L (1,452–1,492 ГГц).
Прием
Сила сигнала радиоволн уменьшается по мере удаления от передатчика, поэтому радиостанцию можно принимать только в пределах ограниченного радиуса действия ее передатчика. Радиус действия зависит от мощности передатчика, чувствительности приемника, атмосферных и внутренних помех, а также от любых географических препятствий, таких как холмы между передатчиком и приемником. Радиоволны AM-диапазона распространяются как наземные волны, следуя по рельефу Земли, поэтому AM-радиостанции могут быть надежно приняты на расстоянии сотен миль. Из-за более высокой частоты, радиосигналы FM-диапазона не распространяются далеко за пределы прямой видимости, ограничивая дальность приема примерно до 64 км и могут быть заблокированы холмами между передатчиком и приемником. Однако FM-радио менее подвержено влиянию радиопомех (RFI, сферическим помехам, статическим помехам) и обладает более высоким качеством звучания – лучшей частотной характеристикой и меньшими искажениями звука, чем AM. Поэтому в странах, где все еще ведется вещание на AM, серьезную музыку обычно транслируют только FM-станции, а AM-станции специализируются на новостях, разговорных программах и спортивном радио. Как и FM, сигналы DAB распространяются по прямой видимости, поэтому дальность приема ограничена горизонтом прямой видимости примерно до 48–64 км.
Как работают приемники
Радиоприемник подключен к антенне, которая преобразует часть энергии входящей радиоволны в небольшое переменное радиочастотное напряжение, которое подается на вход приемника. Антенна обычно представляет собой конструкцию из металлических проводников. Колеблющиеся электрические и магнитные поля радиоволны заставляют электроны в антенне двигаться взад и вперед, создавая колебания напряжения. Антенна может быть расположена внутри корпуса приемника, как, например, ферритные петлевые антенны в AM-радиоприемниках и плоская инвертированная F-антенна в мобильных телефонах; прикреплена к внешней стороне приемника, как хлыстовые антенны, используемые в FM-радио, или установлена отдельно и соединена с приемником кабелем, как в случае с телевизионными антеннами на крыше и спутниковыми тарелками.
Фильтрация полосы пропускания
Радиоволны от множества передатчиков проходят через воздух одновременно, не вызывая взаимных помех, и принимаются антенной. Их можно разделить в приемнике, поскольку они имеют разные частоты; то есть, радиоволны от каждого передатчика колеблются с разной скоростью. Для выделения нужного радиосигнала полосовой фильтр пропускает частоту желаемой радиопередачи и блокирует сигналы на всех остальных частотах. Полосовой фильтр состоит из одной или нескольких резонансных контуров (настроенных контуров). Резонансный контур подключается между входом антенны и землей. Когда входящий радиосигнал соответствует резонансной частоте, резонансный контур имеет высокое сопротивление, и радиосигнал от нужной станции передается на последующие каскады приемника. На всех остальных частотах резонансный контур имеет низкое сопротивление, поэтому сигналы на этих частотах отводятся на землю. Пропускная способность и избирательность: см. графики. Информация (модуляция) в радиопередаче содержится в двух узких полосах частот, называемых боковыми полосами (SB), расположенных по обе стороны от несущей частоты (C), поэтому фильтр должен пропускать полосу частот, а не только одну частоту. Полоса частот, принимаемая приемником, называется его пропускной полосой (PB), а ширина пропускной полосы в килогерцах называется полосой пропускания (BW). Полоса пропускания фильтра должна быть достаточно широкой, чтобы боковые полосы проходили без искажений, но достаточно узкой, чтобы блокировать любые мешающие передачи на соседних частотах (например, S2 на схеме). Способность приемника подавлять нежелательные радиостанции, близкие по частоте к нужной станции, является важным параметром, определяемым фильтром, и называется избирательностью. В современных приемниках часто используются кварцевые, керамические резонаторные или фильтры на поверхностных акустических волнах (SAW), которые обладают более высокой избирательностью по сравнению с цепочками настроенных контуров, состоящих из конденсаторов и индуктивностей. Настройка: Для выбора определенной станции радио "настраивается" на частоту нужного передатчика. Радио имеет шкалу или цифровой дисплей, показывающий частоту, на которую оно настроено. Настройка – это регулировка частоты пропускной полосы приемника в соответствии с частотой нужного радиопередатчика. Поворот ручки настройки изменяет резонансную частоту настроенного контура. Когда резонансная частота равна частоте радиопередатчика, настроенный контур входит в резонанс и передает сигнал на остальную часть приемника.
Усиление
Мощность радиоволн, принимаемых приемной антенной, уменьшается пропорционально квадрату расстояния от передающей антенны. Даже при использовании мощных передатчиков на радиостанциях, если приемник находится на расстоянии более нескольких миль от передатчика, мощность, перехваченная антенной приемника, становится очень малой – возможно, всего несколько пико- или фемтоватт. Для увеличения мощности восстановленного сигнала усилительная схема использует электрическую энергию от батарей или сети для повышения амплитуды (напряжения или тока) сигнала. В большинстве современных приемников усиление осуществляется транзисторами. Приемники обычно имеют несколько каскадов усиления: радиосигнал от полосового фильтра усиливается до уровня, достаточного для работы демодулятора, а затем аудиосигнал от демодулятора усиливается до уровня, необходимого для работы динамика. Чувствительность – параметр, определяющий минимальную силу сигнала станции на антенне (в микровольтах), необходимую для четкого приема сигнала при заданном отношении сигнал/шум, используется для измерения степени усиления радиоприемника. Поскольку сигнал можно легко усилить до любой желаемой степени, ограничением чувствительности многих современных приемников является не степень усиления, а случайные электронные шумы в схеме, которые могут заглушить слабый радиосигнал.
Приемник радиочастотного тона (TRF)
В самом простом типе радиоприемника, называемом приемником с настроенной радиочастотой (TRF), три вышеуказанные функции выполняются последовательно: (1) смесь радиосигналов от антенны фильтруется для выделения сигнала желаемого передатчика; (2) это колебательное напряжение подается на радиочастотный (RF) усилитель для увеличения его мощности до уровня, достаточного для управления демодулятором; (3) демодулятор восстанавливает модулирующий сигнал (который в вещательных приемниках является аудиосигналом – напряжением, колеблющимся с аудиочастотой, представляющим звуковые волны) из модулированной радиочастотной несущей; (4) модулирующий сигнал дополнительно усиливается в аудиоусилителе, а затем подается на громкоговоритель или наушники для преобразования в звуковые волны. Хотя приемник TRF используется в некоторых приложениях, он имеет практические недостатки, которые делают его менее эффективным, чем супергетеродинный приемник, используемый в большинстве случаев. Именно эта схема применяется практически во всех современных приемниках, за исключением нескольких специализированных областей применения. В супергетеродине радиочастотный сигнал от антенны понижается до более низкой "промежуточной частоты" (IF) перед обработкой. Входящий радиочастотный сигнал от антенны смешивается с немодулированным сигналом, генерируемым локальным осциллятором (LO) в приемнике. Смешивание происходит в нелинейной схеме, называемой "смеситель". Результатом на выходе смесителя является гетеродинная или частота биений, равная разности между этими двумя частотами. Этот процесс аналогичен тому, как при одновременном воспроизведении двух музыкальных нот разной частоты возникает нота биений. Эта более низкая частота называется промежуточной частотой (IF). Сигнал IF также содержит боковые полосы модуляции, несущие информацию, присутствовавшую в исходном радиочастотном сигнале. Сигнал IF проходит через каскады фильтрации и усиления. Приемник может быть разработан для приема на одной из этих двух частот; если приемник настроен на одну из них, любая другая радиостанция или радиопомехи на другой частоте могут проникать и создавать помехи желаемому сигналу. Однонастроенный каскад RF-фильтра подавляет зеркальную частоту; поскольку она относительно далека от желаемой частоты, простой фильтр обеспечивает достаточную степень подавления. Подавление мешающих сигналов, частота которых близка к желаемой, осуществляется с помощью множества узкополосных каскадов усилителей промежуточной частоты, которым не требуется изменять свою настройку. Мощность сигнала, принимаемого от данного передатчика, меняется со временем из-за изменяющихся условий распространения радиоволны, например, многолучевого распространения; это явление называется затуханием сигнала. Недостаточная амплитуда сигнала приводит к увеличению шума в демодуляторе, а избыточная амплитуда сигнала вызывает перегрузку (насыщение) каскадов усилителя, что приводит к искажению (ограничению) сигнала. Поэтому почти все современные приемники включают систему автоматической регулировки усиления (АРУ), которая контролирует средний уровень радиосигнала на детекторе и регулирует усиление усилителей для обеспечения оптимального уровня сигнала для демодуляции. Эти примитивные устройства точнее описывать как датчики радиоволн, а не "приемники", поскольку они могли обнаруживать радиоволны только в пределах примерно 30 метров от передатчика и не использовались для связи, а применялись в качестве лабораторных приборов в научных экспериментах.
Эпоха искры
Первые радиопередатчики, использовавшиеся в течение первых трех десятилетий радиосвязи с 1887 по 1917 год, период, называемый эпохой искры, были искровыми передатчиками, которые генерировали радиоволны, разряжая конденсатор через электрическую искру. Каждая искра создавала кратковременный импульс радиоволн, который быстро затухал до нуля. Маркони сам мало что изобрел, но он первым поверил в то, что радио может стать практическим средством связи, и в одиночку разработал первые системы беспроводной телеграфии, передатчики и приемники, начиная с 1894–1895 годов. Оливер Лодж и Александр Попов также одновременно, в 1894–1895 годах, экспериментировали с аналогичными устройствами для приема радиоволн, но не известно, чтобы они передавали код Морзе в этот период. Когерер представлял собой стеклянную трубку с металлическими электродами на концах и рыхлым металлическим порошком между ними. Изначально он обладал высоким сопротивлением. При подаче радиочастотного напряжения на электроды его сопротивление снижалось, и он начинал проводить электричество. В приемнике когерер подключался непосредственно между антенной и землей. Помимо антенны, когерер включался в цепь постоянного тока с батареей и реле. Когда входящая радиоволна уменьшала сопротивление когерера, ток от батареи проходил через него, включая реле, которое звонило в колокол или делало отметку на бумажной ленте в сифонном самописце. Чтобы вернуть когерер в прежнее непроводящее состояние и принять следующий импульс радиоволн, его необходимо было механически встряхнуть, чтобы нарушить расположение металлических частиц. Это делалось с помощью «декогерера» – ударника, который ударял по трубке и приводился в действие электромагнитом, питаемым от реле. Когерер – это малоизвестное устаревшее устройство, и даже сегодня существуют некоторые неопределенности относительно точного физического механизма работы различных его типов. Однако очевидно, что это было по сути бистабильное устройство, переключатель, управляемый радиоволной, и поэтому оно не могло выпрямлять радиоволну для демодуляции более поздних радиопередач с амплитудной модуляцией (AM), которые несли звуковой сигнал.
Oliver Lodge and Alexander Popov were also experimenting with similar radio wave receiving apparatus at the same time in 1894–5, but they are not known to have transmitted Morse code during this period, The coherer was a glass tube with metal electrodes at each end, with loose metal powder between the electrodes. It initially had a high resistance. When a radio frequency voltage was applied to the electrodes, its resistance dropped and it conducted electricity. In the receiver the coherer was connected directly between the antenna and ground. In addition to the antenna, the coherer was connected in a DC circuit with a battery and relay. When the incoming radio wave reduced the resistance of the coherer, the current from the battery flowed through it, turning on the relay to ring a bell or make a mark on a paper tape in a siphon recorder. In order to restore the coherer to its previous nonconducting state to receive the next pulse of radio waves, it had to be tapped mechanically to disturb the metal particles. This was done by a "decoherer", a clapper which struck the tube, operated by an electromagnet powered by the relay. The coherer is an obscure antique device, and even today there is some uncertainty about the exact physical mechanism by which the various types worked. However it can be seen that it was essentially a bistable device, a radio wave operated switch, and so it did not have the ability to rectify the radio wave to demodulate the later amplitude modulated (AM) radio transmissions that carried sound.
Другие ранние детекторы
Плохая производительность когерера стимулировала множество исследований по поиску лучших детекторов радиоволн, и было изобретено немало различных устройств. Испытывались весьма необычные приборы: исследователи экспериментировали с использованием лягушачьих лапок и даже человеческого мозга трупа в качестве детекторов. К началу XX века проводились эксперименты по использованию амплитудной модуляции (AM) для передачи звука по радио (радиотелефонии). Соответственно, второй целью исследований детекторов стало создание устройств, способных демодулировать AM-сигнал, извлекая звуковой сигнал из несущей радиоволны. Экспериментальным путем было установлено, что это можно сделать с помощью детектора, демонстрирующего "асимметричную проводимость" – устройства, проводящего ток в одном направлении, но не в другом. Это выпрямляло переменный радиосигнал, удаляя одну сторону циклов несущей, оставляя пульсирующий постоянный ток, амплитуда которого изменялась в соответствии с аудиомодуляцией. При подключении к телефонным наушникам это воспроизводило переданный звук. Ниже приведены детекторы, получившие широкое распространение до того, как около 1920 года их вытеснили вакуумные лампы. Все, кроме магнитного детектора, могли выпрямлять и, следовательно, принимать AM-сигналы:
Magnetic detector Developed by Guglielmo Marconi in 1902 from a method invented by Ernest Rutherford and used by the Marconi Co. until it adopted the Audion vacuum tube around 1912, this was a mechanical device consisting of an endless band of iron wires which passed between two pulleys turned by a windup mechanism. The iron wires passed through a coil of fine wire attached to the antenna, in a magnetic field created by two magnets. The hysteresis of the iron induced a pulse of current in a sensor coil each time a radio signal passed through the exciting coil. The magnetic detector was used on shipboard receivers due to its insensitivity to vibration. One was part of the wireless station of the RMS Titanic which was used to summon help during its famous 15 April 1912 sinking. Electrolytic detector ("liquid barretter") Invented in 1903 by Reginald Fessenden, this consisted of a thin silver plated platinum wire enclosed in a glass rod, with the tip making contact with the surface of a cup of nitric acid. The electrolytic action caused current to be conducted in only one direction. The detector was used until about 1910. Fleming, a consultant to Marconi, invented the valve as a more sensitive detector for transatlantic wireless reception. The filament was heated by a separate current through it and emitted electrons into the tube by thermionic emission, an effect which had been discovered by Thomas Edison. The radio signal was applied between the cathode and anode. When the anode was positive, a current of electrons flowed from the cathode to the anode, but when the anode was negative the electrons were repelled and no current flowed. The Fleming valve was used to a limited extent but was not popular because it was expensive, had limited filament life, and was not as sensitive as electrolytic or crystal detectors. and gave their name to the crystal radio receiver (below). One of the first semiconductor electronic devices, a crystal detector consisted of a pea sized pebble of a crystalline semiconductor mineral such as galena (lead sulfide) whose surface was touched by a fine springy metal wire mounted on an adjustable arm. This was acceptable and even necessary because the first Hertzian spark transmitters also lacked a tuned circuit. Due to the impulsive nature of the spark, the energy of the radio waves was spread over a very wide band of frequencies. To receive enough energy from this wideband signal the receiver had to have a wide bandwidth also. When more than one spark transmitter was radiating in a given area, their frequencies overlapped, so their signals interfered with each other, resulting in garbled reception. Some method was needed to allow the receiver to select which transmitter's signal to receive. Multiple wavelengths produced by a poorly tuned transmitter caused the signal to "dampen", or die down, greatly reducing the power and range of transmission. In 1892, William Crookes gave a lecture on radio in which he suggested using resonance to reduce the bandwidth of transmitters and receivers. Different transmitters could then be "tuned" to transmit on different frequencies so they did not interfere. The receiver would also have a resonant circuit (tuned circuit), and could receive a particular transmission by "tuning" its resonant circuit to the same frequency as the transmitter, analogously to tuning a musical instrument to resonance with another. This is the system used in all modern radio. Tuning was used in Hertz's original experiments and practical application of tuning showed up in the early to mid 1890s in wireless systems not specifically designed for radio communication. Nikola Tesla's March 1893 lecture demonstrating the wireless transmission of power for lighting (mainly by what he thought was ground conduction) included elements of tuning. The wireless lighting system consisted of a spark excited grounded resonant transformer with a wire antenna which transmitted power across the room to another resonant transformer tuned to the frequency of the transmitter, which lighted a Geissler tube. At the time Lodge was demonstrating the physics and optical qualities of radio waves instead of attempting to build a communication system but he would go on to develop methods (patented in 1897) of tuning radio (what he called "syntony"), including using variable inductance to tune antennas. By 1897 the advantages of tuned systems had become clear, and Marconi and the other wireless researchers had incorporated tuned circuits, consisting of capacitors and inductors connected together, into their transmitters and receivers. The antenna and ground were connected to a coil of wire, which was magnetically coupled to a second coil with a capacitor across it, which was connected to the detector. When the operator encountered an interfering signal at a nearby frequency, the secondary could be slid further out of the primary, reducing the coupling, which narrowed the bandwidth, rejecting the interfering signal. A disadvantage was that all three adjustments in the loose coupler primary tuning, secondary tuning, and coupling were interactive; changing one changed the others. So tuning in a new station was a process of successive adjustments. Selectivity became more important as spark transmitters were replaced by continuous wave transmitters which transmitted on a narrow band of frequencies, and broadcasting led to a proliferation of closely spaced radio stations crowding the radio spectrum. This allowed it to pass the sidebands of AM modulation on either side of the carrier with little distortion, unlike a single tuned circuit which attenuated the higher audio frequencies. Until recently the bandpass filters in the superheterodyne circuit used in all modern receivers were made with resonant transformers, called IF transformers.
Магнитный детектор. Разработанный Гульельмо Маркони в 1902 году на основе метода, изобретенного Эрнестом Резерфордом, и использовавшийся компанией Marconi Co. до внедрения вакуумной лампы Audion около 1912 года. Это было механическое устройство, состоящее из бесконечной ленты железной проволоки, проходящей между двумя шкивами, приводимыми в движение заводным механизмом. Железная проволока проходила через катушку тонкой проволоки, подключенную к антенне, в магнитном поле, создаваемом двумя магнитами. Гистерезис железа индуцировал импульс тока в катушке датчика каждый раз, когда радиосигнал проходил через обмотку возбуждения. Магнитный детектор использовался на бортовых приемниках благодаря своей нечувствительности к вибрациям. Один из них был частью беспроводной станции RMS Titanic, который использовался для вызова помощи во время его знамениного крушения 15 апреля 1912 года.
Magnetic detector Developed by Guglielmo Marconi in 1902 from a method invented by Ernest Rutherford and used by the Marconi Co. until it adopted the Audion vacuum tube around 1912, this was a mechanical device consisting of an endless band of iron wires which passed between two pulleys turned by a windup mechanism. The iron wires passed through a coil of fine wire attached to the antenna, in a magnetic field created by two magnets. The hysteresis of the iron induced a pulse of current in a sensor coil each time a radio signal passed through the exciting coil. The magnetic detector was used on shipboard receivers due to its insensitivity to vibration. One was part of the wireless station of the RMS Titanic which was used to summon help during its famous 15 April 1912 sinking. Electrolytic detector ("liquid barretter") Invented in 1903 by Reginald Fessenden, this consisted of a thin silver plated platinum wire enclosed in a glass rod, with the tip making contact with the surface of a cup of nitric acid. The electrolytic action caused current to be conducted in only one direction. The detector was used until about 1910. Fleming, a consultant to Marconi, invented the valve as a more sensitive detector for transatlantic wireless reception. The filament was heated by a separate current through it and emitted electrons into the tube by thermionic emission, an effect which had been discovered by Thomas Edison. The radio signal was applied between the cathode and anode. When the anode was positive, a current of electrons flowed from the cathode to the anode, but when the anode was negative the electrons were repelled and no current flowed. The Fleming valve was used to a limited extent but was not popular because it was expensive, had limited filament life, and was not as sensitive as electrolytic or crystal detectors. and gave their name to the crystal radio receiver (below). One of the first semiconductor electronic devices, a crystal detector consisted of a pea sized pebble of a crystalline semiconductor mineral such as galena (lead sulfide) whose surface was touched by a fine springy metal wire mounted on an adjustable arm. This was acceptable and even necessary because the first Hertzian spark transmitters also lacked a tuned circuit. Due to the impulsive nature of the spark, the energy of the radio waves was spread over a very wide band of frequencies. To receive enough energy from this wideband signal the receiver had to have a wide bandwidth also. When more than one spark transmitter was radiating in a given area, their frequencies overlapped, so their signals interfered with each other, resulting in garbled reception. Some method was needed to allow the receiver to select which transmitter's signal to receive. Multiple wavelengths produced by a poorly tuned transmitter caused the signal to "dampen", or die down, greatly reducing the power and range of transmission. In 1892, William Crookes gave a lecture on radio in which he suggested using resonance to reduce the bandwidth of transmitters and receivers. Different transmitters could then be "tuned" to transmit on different frequencies so they did not interfere. The receiver would also have a resonant circuit (tuned circuit), and could receive a particular transmission by "tuning" its resonant circuit to the same frequency as the transmitter, analogously to tuning a musical instrument to resonance with another. This is the system used in all modern radio. Tuning was used in Hertz's original experiments and practical application of tuning showed up in the early to mid 1890s in wireless systems not specifically designed for radio communication. Nikola Tesla's March 1893 lecture demonstrating the wireless transmission of power for lighting (mainly by what he thought was ground conduction) included elements of tuning. The wireless lighting system consisted of a spark excited grounded resonant transformer with a wire antenna which transmitted power across the room to another resonant transformer tuned to the frequency of the transmitter, which lighted a Geissler tube. At the time Lodge was demonstrating the physics and optical qualities of radio waves instead of attempting to build a communication system but he would go on to develop methods (patented in 1897) of tuning radio (what he called "syntony"), including using variable inductance to tune antennas. By 1897 the advantages of tuned systems had become clear, and Marconi and the other wireless researchers had incorporated tuned circuits, consisting of capacitors and inductors connected together, into their transmitters and receivers. The antenna and ground were connected to a coil of wire, which was magnetically coupled to a second coil with a capacitor across it, which was connected to the detector. When the operator encountered an interfering signal at a nearby frequency, the secondary could be slid further out of the primary, reducing the coupling, which narrowed the bandwidth, rejecting the interfering signal. A disadvantage was that all three adjustments in the loose coupler primary tuning, secondary tuning, and coupling were interactive; changing one changed the others. So tuning in a new station was a process of successive adjustments. Selectivity became more important as spark transmitters were replaced by continuous wave transmitters which transmitted on a narrow band of frequencies, and broadcasting led to a proliferation of closely spaced radio stations crowding the radio spectrum. This allowed it to pass the sidebands of AM modulation on either side of the carrier with little distortion, unlike a single tuned circuit which attenuated the higher audio frequencies. Until recently the bandpass filters in the superheterodyne circuit used in all modern receivers were made with resonant transformers, called IF transformers.
Электролитический детектор ("жидкий барреттер"). Изобретенный в 1903 году Реджинальдом Фессенденом, он состоял из тонкой платиновой проволоки с серебряным покрытием, заключенной в стеклянную трубку, кончик которой контактировал с поверхностью чашки азотной кислоты. Электролитическое действие обеспечивало проведение тока только в одном направлении. Детектор использовался примерно до 1910 года. Флеминг, консультант Маркони, изобрел клапан как более чувствительный детектор для трансатлантической беспроводной связи. Нить накаливалась отдельным током, проходящим через нее, и излучала электроны в трубку посредством термоэлектронной эмиссии – эффект, открытый Томасом Эдисоном. Радиосигнал подавался между катодом и анодом. Когда анод был положительным, ток электронов текла от катода к аноду, но когда анод был отрицательным, электроны отталкивались и ток не протекал. Клапан Флеминга использовался в ограниченной степени, но не был популярен из-за своей дороговизны, ограниченного срока службы нити накала и меньшей чувствительности по сравнению с электролитическими или кристаллическими детекторами.
Magnetic detector Developed by Guglielmo Marconi in 1902 from a method invented by Ernest Rutherford and used by the Marconi Co. until it adopted the Audion vacuum tube around 1912, this was a mechanical device consisting of an endless band of iron wires which passed between two pulleys turned by a windup mechanism. The iron wires passed through a coil of fine wire attached to the antenna, in a magnetic field created by two magnets. The hysteresis of the iron induced a pulse of current in a sensor coil each time a radio signal passed through the exciting coil. The magnetic detector was used on shipboard receivers due to its insensitivity to vibration. One was part of the wireless station of the RMS Titanic which was used to summon help during its famous 15 April 1912 sinking. Electrolytic detector ("liquid barretter") Invented in 1903 by Reginald Fessenden, this consisted of a thin silver plated platinum wire enclosed in a glass rod, with the tip making contact with the surface of a cup of nitric acid. The electrolytic action caused current to be conducted in only one direction. The detector was used until about 1910. Fleming, a consultant to Marconi, invented the valve as a more sensitive detector for transatlantic wireless reception. The filament was heated by a separate current through it and emitted electrons into the tube by thermionic emission, an effect which had been discovered by Thomas Edison. The radio signal was applied between the cathode and anode. When the anode was positive, a current of electrons flowed from the cathode to the anode, but when the anode was negative the electrons were repelled and no current flowed. The Fleming valve was used to a limited extent but was not popular because it was expensive, had limited filament life, and was not as sensitive as electrolytic or crystal detectors. and gave their name to the crystal radio receiver (below). One of the first semiconductor electronic devices, a crystal detector consisted of a pea sized pebble of a crystalline semiconductor mineral such as galena (lead sulfide) whose surface was touched by a fine springy metal wire mounted on an adjustable arm. This was acceptable and even necessary because the first Hertzian spark transmitters also lacked a tuned circuit. Due to the impulsive nature of the spark, the energy of the radio waves was spread over a very wide band of frequencies. To receive enough energy from this wideband signal the receiver had to have a wide bandwidth also. When more than one spark transmitter was radiating in a given area, their frequencies overlapped, so their signals interfered with each other, resulting in garbled reception. Some method was needed to allow the receiver to select which transmitter's signal to receive. Multiple wavelengths produced by a poorly tuned transmitter caused the signal to "dampen", or die down, greatly reducing the power and range of transmission. In 1892, William Crookes gave a lecture on radio in which he suggested using resonance to reduce the bandwidth of transmitters and receivers. Different transmitters could then be "tuned" to transmit on different frequencies so they did not interfere. The receiver would also have a resonant circuit (tuned circuit), and could receive a particular transmission by "tuning" its resonant circuit to the same frequency as the transmitter, analogously to tuning a musical instrument to resonance with another. This is the system used in all modern radio. Tuning was used in Hertz's original experiments and practical application of tuning showed up in the early to mid 1890s in wireless systems not specifically designed for radio communication. Nikola Tesla's March 1893 lecture demonstrating the wireless transmission of power for lighting (mainly by what he thought was ground conduction) included elements of tuning. The wireless lighting system consisted of a spark excited grounded resonant transformer with a wire antenna which transmitted power across the room to another resonant transformer tuned to the frequency of the transmitter, which lighted a Geissler tube. At the time Lodge was demonstrating the physics and optical qualities of radio waves instead of attempting to build a communication system but he would go on to develop methods (patented in 1897) of tuning radio (what he called "syntony"), including using variable inductance to tune antennas. By 1897 the advantages of tuned systems had become clear, and Marconi and the other wireless researchers had incorporated tuned circuits, consisting of capacitors and inductors connected together, into their transmitters and receivers. The antenna and ground were connected to a coil of wire, which was magnetically coupled to a second coil with a capacitor across it, which was connected to the detector. When the operator encountered an interfering signal at a nearby frequency, the secondary could be slid further out of the primary, reducing the coupling, which narrowed the bandwidth, rejecting the interfering signal. A disadvantage was that all three adjustments in the loose coupler primary tuning, secondary tuning, and coupling were interactive; changing one changed the others. So tuning in a new station was a process of successive adjustments. Selectivity became more important as spark transmitters were replaced by continuous wave transmitters which transmitted on a narrow band of frequencies, and broadcasting led to a proliferation of closely spaced radio stations crowding the radio spectrum. This allowed it to pass the sidebands of AM modulation on either side of the carrier with little distortion, unlike a single tuned circuit which attenuated the higher audio frequencies. Until recently the bandpass filters in the superheterodyne circuit used in all modern receivers were made with resonant transformers, called IF transformers.
Кристаллический детектор. Дал название кристальному радиоприемнику (см. ниже). Один из первых полупроводниковых электронных приборов, кристаллический детектор состоял из кусочка кристаллического полупроводникового минерала размером с горошину, например, галенит (сульфид свинца), поверхность которого касалась тонкой пружинящей металлической проволокой, установленной на регулируемом рычаге. Это было допустимо и даже необходимо, поскольку первые искровые передатчики Герца также не имели настроенной цепи. Из-за импульсного характера искры энергия радиоволн распределялась по очень широкой полосе частот. Чтобы принимать достаточно энергии от этого широкополосного сигнала, приемник также должен был иметь широкую полосу пропускания. Когда в определенной области излучалось более одного искрового передатчика, их частоты перекрывались, что приводило к взаимным помехам и искажению приема. Требовался метод, позволяющий приемнику выбирать сигнал конкретного передатчика. Множество длин волн, создаваемых плохо настроенным передатчиком, приводили к "затуханию" сигнала, значительно снижая мощность и дальность передачи.
Magnetic detector Developed by Guglielmo Marconi in 1902 from a method invented by Ernest Rutherford and used by the Marconi Co. until it adopted the Audion vacuum tube around 1912, this was a mechanical device consisting of an endless band of iron wires which passed between two pulleys turned by a windup mechanism. The iron wires passed through a coil of fine wire attached to the antenna, in a magnetic field created by two magnets. The hysteresis of the iron induced a pulse of current in a sensor coil each time a radio signal passed through the exciting coil. The magnetic detector was used on shipboard receivers due to its insensitivity to vibration. One was part of the wireless station of the RMS Titanic which was used to summon help during its famous 15 April 1912 sinking. Electrolytic detector ("liquid barretter") Invented in 1903 by Reginald Fessenden, this consisted of a thin silver plated platinum wire enclosed in a glass rod, with the tip making contact with the surface of a cup of nitric acid. The electrolytic action caused current to be conducted in only one direction. The detector was used until about 1910. Fleming, a consultant to Marconi, invented the valve as a more sensitive detector for transatlantic wireless reception. The filament was heated by a separate current through it and emitted electrons into the tube by thermionic emission, an effect which had been discovered by Thomas Edison. The radio signal was applied between the cathode and anode. When the anode was positive, a current of electrons flowed from the cathode to the anode, but when the anode was negative the electrons were repelled and no current flowed. The Fleming valve was used to a limited extent but was not popular because it was expensive, had limited filament life, and was not as sensitive as electrolytic or crystal detectors. and gave their name to the crystal radio receiver (below). One of the first semiconductor electronic devices, a crystal detector consisted of a pea sized pebble of a crystalline semiconductor mineral such as galena (lead sulfide) whose surface was touched by a fine springy metal wire mounted on an adjustable arm. This was acceptable and even necessary because the first Hertzian spark transmitters also lacked a tuned circuit. Due to the impulsive nature of the spark, the energy of the radio waves was spread over a very wide band of frequencies. To receive enough energy from this wideband signal the receiver had to have a wide bandwidth also. When more than one spark transmitter was radiating in a given area, their frequencies overlapped, so their signals interfered with each other, resulting in garbled reception. Some method was needed to allow the receiver to select which transmitter's signal to receive. Multiple wavelengths produced by a poorly tuned transmitter caused the signal to "dampen", or die down, greatly reducing the power and range of transmission. In 1892, William Crookes gave a lecture on radio in which he suggested using resonance to reduce the bandwidth of transmitters and receivers. Different transmitters could then be "tuned" to transmit on different frequencies so they did not interfere. The receiver would also have a resonant circuit (tuned circuit), and could receive a particular transmission by "tuning" its resonant circuit to the same frequency as the transmitter, analogously to tuning a musical instrument to resonance with another. This is the system used in all modern radio. Tuning was used in Hertz's original experiments and practical application of tuning showed up in the early to mid 1890s in wireless systems not specifically designed for radio communication. Nikola Tesla's March 1893 lecture demonstrating the wireless transmission of power for lighting (mainly by what he thought was ground conduction) included elements of tuning. The wireless lighting system consisted of a spark excited grounded resonant transformer with a wire antenna which transmitted power across the room to another resonant transformer tuned to the frequency of the transmitter, which lighted a Geissler tube. At the time Lodge was demonstrating the physics and optical qualities of radio waves instead of attempting to build a communication system but he would go on to develop methods (patented in 1897) of tuning radio (what he called "syntony"), including using variable inductance to tune antennas. By 1897 the advantages of tuned systems had become clear, and Marconi and the other wireless researchers had incorporated tuned circuits, consisting of capacitors and inductors connected together, into their transmitters and receivers. The antenna and ground were connected to a coil of wire, which was magnetically coupled to a second coil with a capacitor across it, which was connected to the detector. When the operator encountered an interfering signal at a nearby frequency, the secondary could be slid further out of the primary, reducing the coupling, which narrowed the bandwidth, rejecting the interfering signal. A disadvantage was that all three adjustments in the loose coupler primary tuning, secondary tuning, and coupling were interactive; changing one changed the others. So tuning in a new station was a process of successive adjustments. Selectivity became more important as spark transmitters were replaced by continuous wave transmitters which transmitted on a narrow band of frequencies, and broadcasting led to a proliferation of closely spaced radio stations crowding the radio spectrum. This allowed it to pass the sidebands of AM modulation on either side of the carrier with little distortion, unlike a single tuned circuit which attenuated the higher audio frequencies. Until recently the bandpass filters in the superheterodyne circuit used in all modern receivers were made with resonant transformers, called IF transformers.
В 1892 году Уильям Крукc выступил с лекцией о радио, в которой предложил использовать резонанс для уменьшения полосы пропускания передатчиков и приемников. Тогда различные передатчики можно было бы "настроить" на передачу на разных частотах, чтобы избежать взаимных помех. Приемник также должен был иметь резонансную цепь (настроенную цепь) и мог принимать конкретную передачу, "настраивая" свою резонансную цепь на ту же частоту, что и передатчик, аналогично настройке музыкального инструмента в резонанс с другим. Это система, используемая во всех современных радиоприемниках. Настройка применялась в оригинальных экспериментах Герца, а практическое применение настройки появилось в беспроводных системах в начале и середине 1890-х годов, не предназначенных специально для радиосвязи. Лекция Никола Теслы в марте 1893 года, демонстрирующая беспроводную передачу энергии для освещения (в основном за счет того, что он считал проводностью земли), включала элементы настройки. Беспроводная система освещения состояла из резонансного трансформатора с искровым возбуждением и антенной, который передавал энергию через комнату другому резонансному трансформатору, настроенному на частоту передатчика, который зажигал трубку Гейсслера. В то время Лодж демонстрировал физические и оптические свойства радиоволн, а не пытался создать систему связи, но позже разработал методы (запатентованные в 1897 году) настройки радио (то, что он называл "синтонией"), включая использование переменной индуктивности для настройки антенн.
Magnetic detector Developed by Guglielmo Marconi in 1902 from a method invented by Ernest Rutherford and used by the Marconi Co. until it adopted the Audion vacuum tube around 1912, this was a mechanical device consisting of an endless band of iron wires which passed between two pulleys turned by a windup mechanism. The iron wires passed through a coil of fine wire attached to the antenna, in a magnetic field created by two magnets. The hysteresis of the iron induced a pulse of current in a sensor coil each time a radio signal passed through the exciting coil. The magnetic detector was used on shipboard receivers due to its insensitivity to vibration. One was part of the wireless station of the RMS Titanic which was used to summon help during its famous 15 April 1912 sinking. Electrolytic detector ("liquid barretter") Invented in 1903 by Reginald Fessenden, this consisted of a thin silver plated platinum wire enclosed in a glass rod, with the tip making contact with the surface of a cup of nitric acid. The electrolytic action caused current to be conducted in only one direction. The detector was used until about 1910. Fleming, a consultant to Marconi, invented the valve as a more sensitive detector for transatlantic wireless reception. The filament was heated by a separate current through it and emitted electrons into the tube by thermionic emission, an effect which had been discovered by Thomas Edison. The radio signal was applied between the cathode and anode. When the anode was positive, a current of electrons flowed from the cathode to the anode, but when the anode was negative the electrons were repelled and no current flowed. The Fleming valve was used to a limited extent but was not popular because it was expensive, had limited filament life, and was not as sensitive as electrolytic or crystal detectors. and gave their name to the crystal radio receiver (below). One of the first semiconductor electronic devices, a crystal detector consisted of a pea sized pebble of a crystalline semiconductor mineral such as galena (lead sulfide) whose surface was touched by a fine springy metal wire mounted on an adjustable arm. This was acceptable and even necessary because the first Hertzian spark transmitters also lacked a tuned circuit. Due to the impulsive nature of the spark, the energy of the radio waves was spread over a very wide band of frequencies. To receive enough energy from this wideband signal the receiver had to have a wide bandwidth also. When more than one spark transmitter was radiating in a given area, their frequencies overlapped, so their signals interfered with each other, resulting in garbled reception. Some method was needed to allow the receiver to select which transmitter's signal to receive. Multiple wavelengths produced by a poorly tuned transmitter caused the signal to "dampen", or die down, greatly reducing the power and range of transmission. In 1892, William Crookes gave a lecture on radio in which he suggested using resonance to reduce the bandwidth of transmitters and receivers. Different transmitters could then be "tuned" to transmit on different frequencies so they did not interfere. The receiver would also have a resonant circuit (tuned circuit), and could receive a particular transmission by "tuning" its resonant circuit to the same frequency as the transmitter, analogously to tuning a musical instrument to resonance with another. This is the system used in all modern radio. Tuning was used in Hertz's original experiments and practical application of tuning showed up in the early to mid 1890s in wireless systems not specifically designed for radio communication. Nikola Tesla's March 1893 lecture demonstrating the wireless transmission of power for lighting (mainly by what he thought was ground conduction) included elements of tuning. The wireless lighting system consisted of a spark excited grounded resonant transformer with a wire antenna which transmitted power across the room to another resonant transformer tuned to the frequency of the transmitter, which lighted a Geissler tube. At the time Lodge was demonstrating the physics and optical qualities of radio waves instead of attempting to build a communication system but he would go on to develop methods (patented in 1897) of tuning radio (what he called "syntony"), including using variable inductance to tune antennas. By 1897 the advantages of tuned systems had become clear, and Marconi and the other wireless researchers had incorporated tuned circuits, consisting of capacitors and inductors connected together, into their transmitters and receivers. The antenna and ground were connected to a coil of wire, which was magnetically coupled to a second coil with a capacitor across it, which was connected to the detector. When the operator encountered an interfering signal at a nearby frequency, the secondary could be slid further out of the primary, reducing the coupling, which narrowed the bandwidth, rejecting the interfering signal. A disadvantage was that all three adjustments in the loose coupler primary tuning, secondary tuning, and coupling were interactive; changing one changed the others. So tuning in a new station was a process of successive adjustments. Selectivity became more important as spark transmitters were replaced by continuous wave transmitters which transmitted on a narrow band of frequencies, and broadcasting led to a proliferation of closely spaced radio stations crowding the radio spectrum. This allowed it to pass the sidebands of AM modulation on either side of the carrier with little distortion, unlike a single tuned circuit which attenuated the higher audio frequencies. Until recently the bandpass filters in the superheterodyne circuit used in all modern receivers were made with resonant transformers, called IF transformers.
К 1897 году преимущества настроенных систем стали очевидными, и Маркони и другие исследователи беспроводной связи включили настроенные цепи, состоящие из конденсаторов и индукторов, соединенных вместе, в свои передатчики и приемники. Антенна и земля были подключены к катушке проволоки, которая была магнитно связана со второй катушкой с конденсатором, подключенным к ней, который был подключен к детектору. Когда оператор сталкивался с мешающим сигналом на близкой частоте, вторичную катушку можно было отодвинуть дальше от первичной, уменьшив связь, что сузило полосу пропускания и отторгло мешающий сигнал. Недостатком было то, что все три регулировки в "свободном соединителе" – первичная настройка, вторичная настройка и связь – были взаимосвязаны: изменение одной изменяло другие. Поэтому настройка на новую станцию была процессом последовательных регулировок.
Magnetic detector Developed by Guglielmo Marconi in 1902 from a method invented by Ernest Rutherford and used by the Marconi Co. until it adopted the Audion vacuum tube around 1912, this was a mechanical device consisting of an endless band of iron wires which passed between two pulleys turned by a windup mechanism. The iron wires passed through a coil of fine wire attached to the antenna, in a magnetic field created by two magnets. The hysteresis of the iron induced a pulse of current in a sensor coil each time a radio signal passed through the exciting coil. The magnetic detector was used on shipboard receivers due to its insensitivity to vibration. One was part of the wireless station of the RMS Titanic which was used to summon help during its famous 15 April 1912 sinking. Electrolytic detector ("liquid barretter") Invented in 1903 by Reginald Fessenden, this consisted of a thin silver plated platinum wire enclosed in a glass rod, with the tip making contact with the surface of a cup of nitric acid. The electrolytic action caused current to be conducted in only one direction. The detector was used until about 1910. Fleming, a consultant to Marconi, invented the valve as a more sensitive detector for transatlantic wireless reception. The filament was heated by a separate current through it and emitted electrons into the tube by thermionic emission, an effect which had been discovered by Thomas Edison. The radio signal was applied between the cathode and anode. When the anode was positive, a current of electrons flowed from the cathode to the anode, but when the anode was negative the electrons were repelled and no current flowed. The Fleming valve was used to a limited extent but was not popular because it was expensive, had limited filament life, and was not as sensitive as electrolytic or crystal detectors. and gave their name to the crystal radio receiver (below). One of the first semiconductor electronic devices, a crystal detector consisted of a pea sized pebble of a crystalline semiconductor mineral such as galena (lead sulfide) whose surface was touched by a fine springy metal wire mounted on an adjustable arm. This was acceptable and even necessary because the first Hertzian spark transmitters also lacked a tuned circuit. Due to the impulsive nature of the spark, the energy of the radio waves was spread over a very wide band of frequencies. To receive enough energy from this wideband signal the receiver had to have a wide bandwidth also. When more than one spark transmitter was radiating in a given area, their frequencies overlapped, so their signals interfered with each other, resulting in garbled reception. Some method was needed to allow the receiver to select which transmitter's signal to receive. Multiple wavelengths produced by a poorly tuned transmitter caused the signal to "dampen", or die down, greatly reducing the power and range of transmission. In 1892, William Crookes gave a lecture on radio in which he suggested using resonance to reduce the bandwidth of transmitters and receivers. Different transmitters could then be "tuned" to transmit on different frequencies so they did not interfere. The receiver would also have a resonant circuit (tuned circuit), and could receive a particular transmission by "tuning" its resonant circuit to the same frequency as the transmitter, analogously to tuning a musical instrument to resonance with another. This is the system used in all modern radio. Tuning was used in Hertz's original experiments and practical application of tuning showed up in the early to mid 1890s in wireless systems not specifically designed for radio communication. Nikola Tesla's March 1893 lecture demonstrating the wireless transmission of power for lighting (mainly by what he thought was ground conduction) included elements of tuning. The wireless lighting system consisted of a spark excited grounded resonant transformer with a wire antenna which transmitted power across the room to another resonant transformer tuned to the frequency of the transmitter, which lighted a Geissler tube. At the time Lodge was demonstrating the physics and optical qualities of radio waves instead of attempting to build a communication system but he would go on to develop methods (patented in 1897) of tuning radio (what he called "syntony"), including using variable inductance to tune antennas. By 1897 the advantages of tuned systems had become clear, and Marconi and the other wireless researchers had incorporated tuned circuits, consisting of capacitors and inductors connected together, into their transmitters and receivers. The antenna and ground were connected to a coil of wire, which was magnetically coupled to a second coil with a capacitor across it, which was connected to the detector. When the operator encountered an interfering signal at a nearby frequency, the secondary could be slid further out of the primary, reducing the coupling, which narrowed the bandwidth, rejecting the interfering signal. A disadvantage was that all three adjustments in the loose coupler primary tuning, secondary tuning, and coupling were interactive; changing one changed the others. So tuning in a new station was a process of successive adjustments. Selectivity became more important as spark transmitters were replaced by continuous wave transmitters which transmitted on a narrow band of frequencies, and broadcasting led to a proliferation of closely spaced radio stations crowding the radio spectrum. This allowed it to pass the sidebands of AM modulation on either side of the carrier with little distortion, unlike a single tuned circuit which attenuated the higher audio frequencies. Until recently the bandpass filters in the superheterodyne circuit used in all modern receivers were made with resonant transformers, called IF transformers.
Селективность стала более важной, когда искровые передатчики были заменены передатчиками непрерывного излучения, которые передавали в узкой полосе частот, а вещание привело к увеличению количества радиостанций, тесно расположенных в радиоспектре. Это позволило ему пропускать боковые полосы AM-модуляции по обе стороны от несущей с небольшим искажением, в отличие от одной настроенной цепи, которая ослабляла более высокие звуковые частоты. До недавнего времени полосно-пропускные фильтры в супергетеродинной схеме, используемой во всех современных приемниках, изготавливались из резонансных трансформаторов, называемых трансформаторами промежуточной частоты (IF-трансформаторами).
Magnetic detector Developed by Guglielmo Marconi in 1902 from a method invented by Ernest Rutherford and used by the Marconi Co. until it adopted the Audion vacuum tube around 1912, this was a mechanical device consisting of an endless band of iron wires which passed between two pulleys turned by a windup mechanism. The iron wires passed through a coil of fine wire attached to the antenna, in a magnetic field created by two magnets. The hysteresis of the iron induced a pulse of current in a sensor coil each time a radio signal passed through the exciting coil. The magnetic detector was used on shipboard receivers due to its insensitivity to vibration. One was part of the wireless station of the RMS Titanic which was used to summon help during its famous 15 April 1912 sinking. Electrolytic detector ("liquid barretter") Invented in 1903 by Reginald Fessenden, this consisted of a thin silver plated platinum wire enclosed in a glass rod, with the tip making contact with the surface of a cup of nitric acid. The electrolytic action caused current to be conducted in only one direction. The detector was used until about 1910. Fleming, a consultant to Marconi, invented the valve as a more sensitive detector for transatlantic wireless reception. The filament was heated by a separate current through it and emitted electrons into the tube by thermionic emission, an effect which had been discovered by Thomas Edison. The radio signal was applied between the cathode and anode. When the anode was positive, a current of electrons flowed from the cathode to the anode, but when the anode was negative the electrons were repelled and no current flowed. The Fleming valve was used to a limited extent but was not popular because it was expensive, had limited filament life, and was not as sensitive as electrolytic or crystal detectors. and gave their name to the crystal radio receiver (below). One of the first semiconductor electronic devices, a crystal detector consisted of a pea sized pebble of a crystalline semiconductor mineral such as galena (lead sulfide) whose surface was touched by a fine springy metal wire mounted on an adjustable arm. This was acceptable and even necessary because the first Hertzian spark transmitters also lacked a tuned circuit. Due to the impulsive nature of the spark, the energy of the radio waves was spread over a very wide band of frequencies. To receive enough energy from this wideband signal the receiver had to have a wide bandwidth also. When more than one spark transmitter was radiating in a given area, their frequencies overlapped, so their signals interfered with each other, resulting in garbled reception. Some method was needed to allow the receiver to select which transmitter's signal to receive. Multiple wavelengths produced by a poorly tuned transmitter caused the signal to "dampen", or die down, greatly reducing the power and range of transmission. In 1892, William Crookes gave a lecture on radio in which he suggested using resonance to reduce the bandwidth of transmitters and receivers. Different transmitters could then be "tuned" to transmit on different frequencies so they did not interfere. The receiver would also have a resonant circuit (tuned circuit), and could receive a particular transmission by "tuning" its resonant circuit to the same frequency as the transmitter, analogously to tuning a musical instrument to resonance with another. This is the system used in all modern radio. Tuning was used in Hertz's original experiments and practical application of tuning showed up in the early to mid 1890s in wireless systems not specifically designed for radio communication. Nikola Tesla's March 1893 lecture demonstrating the wireless transmission of power for lighting (mainly by what he thought was ground conduction) included elements of tuning. The wireless lighting system consisted of a spark excited grounded resonant transformer with a wire antenna which transmitted power across the room to another resonant transformer tuned to the frequency of the transmitter, which lighted a Geissler tube. At the time Lodge was demonstrating the physics and optical qualities of radio waves instead of attempting to build a communication system but he would go on to develop methods (patented in 1897) of tuning radio (what he called "syntony"), including using variable inductance to tune antennas. By 1897 the advantages of tuned systems had become clear, and Marconi and the other wireless researchers had incorporated tuned circuits, consisting of capacitors and inductors connected together, into their transmitters and receivers. The antenna and ground were connected to a coil of wire, which was magnetically coupled to a second coil with a capacitor across it, which was connected to the detector. When the operator encountered an interfering signal at a nearby frequency, the secondary could be slid further out of the primary, reducing the coupling, which narrowed the bandwidth, rejecting the interfering signal. A disadvantage was that all three adjustments in the loose coupler primary tuning, secondary tuning, and coupling were interactive; changing one changed the others. So tuning in a new station was a process of successive adjustments. Selectivity became more important as spark transmitters were replaced by continuous wave transmitters which transmitted on a narrow band of frequencies, and broadcasting led to a proliferation of closely spaced radio stations crowding the radio spectrum. This allowed it to pass the sidebands of AM modulation on either side of the carrier with little distortion, unlike a single tuned circuit which attenuated the higher audio frequencies. Until recently the bandpass filters in the superheterodyne circuit used in all modern receivers were made with resonant transformers, called IF transformers.
Патентные споры
Первоначальная радиосистема Маркони имела относительно слабую настройку, ограничивавшую ее дальность и увеличивавшую помехи. Чтобы преодолеть этот недостаток, он разработал четырехконтурную систему с настроенными катушками индуктивности в "синтонии" как на передатчиках, так и на приемниках. Дальнейшее уточнение и повторная подача были отклонены, поскольку нарушали части двух ранее выданных патентов Теслы на его систему беспроводной передачи энергии. Юристам Маркони удалось добиться повторного рассмотрения патента другим экспертом, который первоначально отклонил его из-за более раннего патента на настройку Джона Стоуна, но в конечном итоге он был одобрен в июне 1904 года, поскольку в нем использовалась уникальная система настройки переменной индуктивности, отличавшаяся от системы Стоуна, который настраивал, изменяя длину антенны. В последующие годы возникали и другие патентные споры, включая решение Верховного суда США 1943 года о праве компании Marconi подавать в суд на правительство США за нарушение патентов во время Первой мировой войны. Суд отклонил иск компании Marconi, заявив, что она не может подавать в суд за нарушение патента, поскольку ее собственные патенты, по-видимому, не имели приоритета над патентами Лоджа, Стоуна и Теслы. В течение первых двух десятилетий 20-го века, когда радиостанции начали передавать голос по AM (радиотелефония) вместо радиотелеграфии, прослушивание радио стало популярным хобби, а кристалл был самым простым и дешевым детектором. Миллионы людей, которые приобрели или собрали самостоятельно эти недорогие и надежные приемники, создали массовую аудиторию для первых радиовещаний, которые начались около 1920 года. К концу 1920-х годов кристаллический приемник был вытеснен приемниками на вакуумных лампах и стал коммерчески неактуальным. Однако он продолжал использоваться молодежью и бедными слоями населения до Второй мировой войны. Он состоял из минерального кристалла, обычно галенита, который слегка касался тонкой пружинящей проволоки ("кошачьего уса") на регулируемом рычаге. Образовавшийся примитивный полупроводниковый переход функционировал как диод Шоттки, проводя ток только в одном направлении. Только определенные участки на поверхности кристалла работали в качестве детекторных соединений, и соединение могло быть нарушено даже малейшей вибрацией. Поэтому перед каждым использованием подходящий участок находили методом проб и ошибок: оператор перетаскивал "кошачий ус" по кристаллу, пока радио не начинало работать. Фредерик Зайц, более поздний исследователь полупроводников, писал: Такая непостоянность, граничащая с мистическим, преследовала раннюю историю кристаллических детекторов и заставила многих экспертов по вакуумным лампам более позднего поколения относиться к искусству кристаллической детекции с подозрением. Кристаллическое радио не усиливалось и работало от энергии радиоволн, принимаемых от радиостанции, поэтому его приходилось слушать в наушниках; оно не могло управлять громкоговорителем. Однако при использовании для приема радиостанций типичный домашний кристаллический приемник имел ограниченный радиус действия около 40 километров. В более сложных кристаллических радиоприемниках для увеличения добротности Q использовалась индуктивно связанная настроенная схема "свободного согласования". Однако его селективность все еще была хуже, чем у современных приемников. Сигналы радиотелеграфии, генерируемые искровыми передатчиками, состояли из цепочек затухающих волн, повторяющихся с частотой звука, поэтому "точки" и "тире" кода Морзе были слышны как тон или жужжание в наушниках приемника. Однако новые сигналы непрерывной радиотелеграфии просто состояли из импульсов немодулированного несущего колебания (синусоидальной волны). Они были неслышны в наушниках. Для приема этого нового типа модуляции приемник должен был генерировать какой-то тон во время импульсов несущей. Первым примитивным устройством, которое это делало, был "тиккер", изобретенный в 1908 году Вальдемаром Пульсеном. Это был вибрирующий прерыватель с конденсатором на выходе тюнера, который служил примитивным модулятором, прерывая несущую на частоте звука, тем самым создавая жужжание в наушниках при наличии несущей. Похожим устройством было "тоновое колесо", изобретенное Рудольфом Гольдшмидтом, колесо, вращавшееся двигателем с контактами, расположенными по окружности, которые контактировали со стационарной щеткой. В 1901 году Реджинальд Фессенден изобрел более совершенный способ достижения этого. В его гетеродином приемнике немодулированный синусоидальный радиосигнал с частотой fO, отличающейся от частоты fC входящего радиосигнала, подавался на выпрямительный детектор, такой как кристаллический или электролитический детектор, вместе с радиосигналом от антенны. В детекторе эти два сигнала смешивались, создавая две новые гетеродинные (разностные) частоты: сумму fC + fO и разность fC - fO. Правильно выбирая fO, более низкая гетеродинная частота fC - fO попадала в звуковой диапазон, поэтому она была слышна как тон в наушниках при наличии несущей. Таким образом, "точки" и "тире" кода Морзе были слышны как музыкальные "бипы". Важным преимуществом этого метода в этот период без усиления было то, что гетеродинный приемник фактически немного усиливал сигнал, детектор имел "коэффициент смешения". Фессенден впервые использовал свой большой радиочастотный генератор. После этого он стал стандартным методом приема радиотелеграфии с непрерывными волнами. Гетеродинный генератор является предком генератора разностной частоты (БФГ), который используется для приема радиотелеграфии в современных коммуникационных приемниках. Гетеродинный генератор приходилось перенастраивать каждый раз, когда приемник настраивался на новую станцию, но в современных супергетеродинных приемниках сигнал БФГ смешивается с фиксированной промежуточной частотой, поэтому генератор разностной частоты может иметь фиксированную частоту. Армстронг позже использовал гетеродинный принцип Фессендена в своем супергетеродинном приемнике (ниже). В начале 1920-х годов радиоприемник был сложным высокотехнологичным устройством со множеством загадочных ручек и регуляторов, требующих технических навыков для работы, заключенным в неприглядную черную металлическую коробку с тонким звучанием рупорного громкоговорителя. Были добавлены удобные функции, такие как большие подсвеченные шкалы, регуляторы тембра, кнопочная настройка, индикаторы настройки и автоматическая регулировка усиления (АРУ). Приемник на вакуумных лампах требовал нескольких источников питания с разными напряжениями, которые в ранних радиоприемниках обеспечивались отдельными батареями. К 1930 году были разработаны адекватные выпрямительные лампы, и дорогие батареи были заменены трансформаторным источником питания, работающим от бытовой сети. Эти паразитные колебания смешивались с несущей радиосигнала в детекторной лампе, создавая слышимые биения (гетеродины); раздражающие свисты, стоны и вопли в динамике. Колебания были вызваны обратной связью в усилителях; одним из основных путей обратной связи была емкость между пластиной и сеткой в ранних триодах. Он не получил широкого распространения, пока не было признано его усиливающее действие примерно в 1912 году. До тех пор, пока Эдвин Армстронг не объяснил как его усиливающие, так и демодулирующие функции в статье 1914 года, существовала неопределенность относительно принципа работы "Аудиона". Схема детектора с утечкой на сетке также использовалась в регенеративных, TRF и ранних супергетеродинных приемниках (ниже) до 1930-х годов. Для обеспечения достаточной выходной мощности для управления громкоговорителем требовалось 2 или 3 дополнительных каскада усиления на вакуумных лампах. Это сделало его более чувствительным детектором в 1913 году, когда он был 23-летним студентом колледжа, и он широко использовался до конца 1920-х годов, особенно любителями, которые могли позволить себе только одноламповое радио. Сегодня транзисторные версии этой схемы все еще используются в нескольких недорогих приложениях, таких как рации. В регенеративном приемнике усиление (усиление) вакуумной лампы или транзистора увеличивается за счет использования регенерации (положительной обратной связи); часть энергии от выходной цепи лампы возвращается во входную цепь с помощью контура обратной связи. Ранние вакуумные лампы имели очень низкое усиление (около 5). Регенерация могла не только значительно увеличить усиление лампы, в 15 000 раз и более, но и увеличить добротность Q настроенного контура, уменьшив (заострив) полосу пропускания...
Such variability, bordering on what seemed the mystical, plagued the early history of crystal detectors and caused many of the vacuum tube experts of a later generation to regard the art of crystal rectification as being close to disreputable. The crystal radio was unamplified and ran off the power of the radio waves received from the radio station, so it had to be listened to with earphones; it could not drive a loudspeaker. However, when used to receive broadcast stations a typical home crystal set had a more limited range of about 25 miles. In sophisticated crystal radios the "loose coupler" inductively coupled tuned circuit was used to increase the Q. However it still had poor selectivity compared to modern receivers. The radiotelegraphy signals produced by spark gap transmitters consisted of strings of damped waves repeating at an audio rate, so the "dots" and "dashes" of Morse code were audible as a tone or buzz in the receivers' earphones. However the new continuous wave radiotelegraph signals simply consisted of pulses of unmodulated carrier (sine waves). These were inaudible in the receiver headphones. To receive this new modulation type, the receiver had to produce some kind of tone during the pulses of carrier. The first crude device that did this was the tikker, invented in 1908 by Valdemar Poulsen. This was a vibrating interrupter with a capacitor at the tuner output which served as a rudimentary modulator, interrupting the carrier at an audio rate, thus producing a buzz in the earphone when the carrier was present. A similar device was the "tone wheel" invented by Rudolph Goldschmidt, a wheel spun by a motor with contacts spaced around its circumference, which made contact with a stationary brush. In 1901 Reginald Fessenden had invented a better means of accomplishing this. In his heterodyne receiver an unmodulated sine wave radio signal at a frequency fO offset from the incoming radio wave carrier fC was applied to a rectifying detector such as a crystal detector or electrolytic detector, along with the radio signal from the antenna. In the detector the two signals mixed, creating two new heterodyne (beat) frequencies at the sum fC + fO and the difference fC − fO between these frequencies. By choosing fO correctly the lower heterodyne fC − fO was in the audio frequency range, so it was audible as a tone in the earphone whenever the carrier was present. Thus the "dots" and "dashes" of Morse code were audible as musical "beeps". A major attraction of this method during this pre amplification period was that the heterodyne receiver actually amplified the signal somewhat, the detector had "mixer gain". Fessenden first used his large radio frequency alternator, After this it became the standard method of receiving CW radiotelegraphy. The heterodyne oscillator is the ancestor of the beat frequency oscillator (BFO) which is used to receive radiotelegraphy in communications receivers today. The heterodyne oscillator had to be retuned each time the receiver was tuned to a new station, but in modern superheterodyne receivers the BFO signal beats with the fixed intermediate frequency, so the beat frequency oscillator can be a fixed frequency. Armstrong later used Fessenden's heterodyne principle in his superheterodyne receiver (below). At the beginning of the 1920s the radio receiver was a forbidding high tech device, with many cryptic knobs and controls requiring technical skill to operate, housed in an unattractive black metal box, with a tinny sounding horn loudspeaker. Convenience features like large lighted dials, tone controls, pushbutton tuning, tuning indicators and automatic gain control (AGC) were added. A vacuum tube receiver required several power supplies at different voltages, which in early radios were supplied by separate batteries. By 1930 adequate rectifier tubes were developed, and the expensive batteries were replaced by a transformer power supply that worked off the house current. These parasitic oscillations mixed with the carrier of the radio signal in the detector tube, producing audible beat notes (heterodynes); annoying whistles, moans, and howls in the speaker. The oscillations were caused by feedback in the amplifiers; one major feedback path was the capacitance between the plate and grid in early triodes. It was not widely used until its amplifying ability was recognized around 1912. There was uncertainty about the operating principle of the Audion until Edwin Armstrong explained both its amplifying and demodulating functions in a 1914 paper. The grid leak detector circuit was also used in regenerative, TRF, and early superheterodyne receivers (below) until the 1930s. To give enough output power to drive a loudspeaker, 2 or 3 additional vacuum tube stages were needed for audio amplification. This made it a more sensitive detector in 1913 when he was a 23 year old college student, was used very widely until the late 1920s particularly by hobbyists who could only afford a single tube radio. Today transistor versions of the circuit are still used in a few inexpensive applications like walkie talkies. In the regenerative receiver the gain (amplification) of a vacuum tube or transistor is increased by using regeneration (positive feedback); some of the energy from the tube's output circuit is fed back into the input circuit with a feedback loop. The early vacuum tubes had very low gain (around 5). Regeneration could not only increase the gain of the tube enormously, by a factor of 15,000 or more, it also increased the Q factor of the tuned circuit, decreasing (sharpening) the bandwidth of the receiver by the same factor, improving selectivity greatly. This was usually the limiting factor on the amount of feedback that could be employed. A more serious drawback was that it could act as an inadvertent radio transmitter, producing interference (RFI) in nearby receivers. In AM reception, to get the most sensitivity the tube was operated very close to instability and could easily break into oscillation (and in CW reception did oscillate), and the resulting radio signal was radiated by its wire antenna. In nearby receivers, the regenerative's signal would beat with the signal of the station being received in the detector, creating annoying heterodynes, (beats), howls and whistles. It was used in a few shortwave receivers in the 1930s, and is used today in a few cheap high frequency applications such as walkie talkies and garage door openers. In the regenerative receiver the loop gain of the feedback loop was less than one, so the tube (or other amplifying device) did not oscillate but was close to oscillation, giving large gain. A major problem of early TRF receivers was that they were complicated to tune, because each resonant circuit had to be adjusted to the frequency of the station before the radio would work. Therefore, the knobs had to be turned simultaneously. For this reason most TRF sets had no more than three tuned RF stages. and the parasitic oscillations mixed with the radio station's carrier in the detector, producing audible heterodynes (beat notes), whistles and moans, in the speaker. was a TRF receiver with a "neutralizing" circuit added to each radio amplification stage to cancel the feedback to prevent the oscillations which caused the annoying whistles in the TRF. In the neutralizing circuit a capacitor fed a feedback current from the plate circuit to the grid circuit which was 180° out of phase with the feedback which caused the oscillation, canceling it. and rediscovered and extended to multiple tubes in 1917 by Marius Latour and William H. Priess, was a design used in some inexpensive radios of the 1920s which enjoyed a resurgence in small portable tube radios of the 1930s and again in a few of the first transistor radios in the 1950s. It is another example of an ingenious circuit invented to get the most out of a limited number of active devices. In the reflex receiver the RF signal from the tuned circuit is passed through one or more amplifying tubes or transistors, demodulated in a detector, then the resulting audio signal is passed again though the same amplifier stages for audio amplification. However, by the 1930s the "superhet" had replaced all the other receiver types above. In the superheterodyne, the "heterodyne" technique invented by Reginald Fessenden is used to shift the frequency of the radio signal down to a lower "intermediate frequency" (IF), before it is processed. Thanks to miniaturized vacuum tubes first developed in 1940, smaller portable radios appeared on the market from manufacturers such as Zenith and General Electric. First introduced in 1942, Zenith's Trans Oceanic line of portable radios were designed to provide entertainment broadcasts as well as being able to tune into weather, marine and international shortwave stations. By the 1950s, a "golden age" of tube portables included lunchbox sized tube radios like the Emerson 560, that featured molded plastic cases. So called "pocket portable" radios like the RCA BP10 had existed since the 1940s, but their actual size was compatible with only the largest of coat pockets. The development of the bipolar junction transistor in the early 1950s resulted in it being licensed to a number of electronics companies, such as Texas Instruments, who produced a limited run of transistorized radios as a sales tool. The Regency TR 1, made by the Regency Division of I. D. E. A. (Industrial Development Engineering Associates) of Indianapolis, Indiana, was launched in 1951. The era of true, shirt pocket sized portable radios followed, with manufacturers such as Sony, Zenith, RCA, DeWald, and Crosley offering various models.
Цифровая технология
Развитие интегральных микросхем (IC) в 1970-х годах создало еще одну революцию, позволившую разместить целый радиоприемник на IC-чипе. IC-чипы изменили экономику проектирования радио, используемую в вакуумных ламповых приемниках. Поскольку предельная стоимость добавления дополнительных усиливающих устройств (транзисторов) к чипу была практически нулевой, размер и стоимость приемника зависели не от количества используемых активных компонентов, а от пассивных компонентов – индукторов и конденсаторов, которые было сложно интегрировать на чип. Современная тенденция в приемниках заключается в использовании цифровых схем на чипе для выполнения функций, которые ранее выполнялись аналоговыми схемами, требующими пассивных компонентов. В цифровом приемнике промежуточный частотный (IF) сигнал дискретизируется и оцифровывается, а фильтрация полосы пропускания и функции обнаружения выполняются цифровой обработкой сигнала (DSP) на чипе. Еще одним преимуществом DSP является то, что свойства приемника – частота канала, полоса пропускания, усиление и т.д. – могут динамически изменяться программным обеспечением в ответ на изменения окружающей среды; такие системы известны как программно-определяемые радиостанции или когнитивные радиостанции. Многие функции, выполняемые аналоговой электроникой, могут быть выполнены программным обеспечением. Преимущество заключается в том, что на программное обеспечение не влияют температура, физические переменные, электронный шум и производственные дефекты. Цифровая обработка сигналов позволяет использовать методы обработки сигналов, которые были бы громоздкими, дорогостоящими или иным образом невозможными с помощью аналоговых методов. Цифровой сигнал по сути представляет собой поток или последовательность чисел, передающих сообщение по некоторому каналу, например, по проводу. Аппаратное обеспечение DSP может настроить полосу пропускания приемника к текущим условиям приема и типу сигнала. Типичный аналоговый приемник может иметь ограниченное количество фиксированных полос пропускания или только одну, в то время как DSP-приемник может иметь 40 или более индивидуально выбираемых фильтров. DSP используется в системах сотовой связи для уменьшения скорости передачи данных, необходимой для передачи голоса. В цифровых системах радиовещания, таких как цифровое аудиовещание (DAB), аналоговый аудиосигнал оцифровывается и сжимается, обычно с использованием модифицированного дискретного косинусного преобразования (MDCT) аудиокодирования, такого как AAC+. "PC-радиостанции", или радиостанции, предназначенные для управления со стандартного ПК, управляются специализированным программным обеспечением для ПК с использованием последовательного порта, подключенного к радиостанции. "PC-радиостанция" может вообще не иметь передней панели и может быть предназначена исключительно для компьютерного управления, что снижает стоимость. Некоторые PC-радиостанции имеют значительное преимущество, заключающееся в возможности обновления владельцем в полевых условиях. Новые версии прошивки DSP можно загрузить с веб-сайта производителя и загрузить в флэш-память радиостанции. Таким образом, производитель может со временем фактически добавлять новые функции в радиостанцию, такие как добавление новых фильтров, шумоподавление DSP или просто исправление ошибок. Полнофункциональная программа управления радиостанцией позволяет выполнять сканирование и множество других функций, в частности, интеграцию баз данных в режиме реального времени, например, функциональность типа "TV Guide". Это особенно полезно для определения местоположения всех передач на всех частотах конкретного вещателя в любой момент времени. Некоторые разработчики программного обеспечения для управления даже интегрировали Google Earth в базы данных коротковолнового диапазона, поэтому можно "перелететь" к месту расположения передатчика одним щелчком мыши. Во многих случаях пользователь может видеть передающие антенны, откуда исходит сигнал. Поскольку графический пользовательский интерфейс радио имеет значительную гибкость, разработчик программного обеспечения может добавлять новые функции. Функции, которые можно найти в современных программах управления, включают таблицу частот, элементы управления GUI, соответствующие традиционным элементам управления радио, часы местного времени и UTC, индикатор уровня сигнала, базу данных для прослушивания коротковолнового диапазона с возможностью поиска, функции сканирования или интерфейс преобразования текста в речь. Следующий уровень интеграции – это "программно-определяемая радиостанция", где вся фильтрация, модуляция и манипулирование сигналом выполняются программным обеспечением. Это может быть звуковая карта ПК или специализированное аппаратное обеспечение DSP. В таких системах будет RF-фронт-энд для подачи промежуточной частоты в программно-определяемую радиостанцию. Эти системы могут обеспечить дополнительные возможности по сравнению с "аппаратными" приемниками. Например, они могут записывать большие участки радиоспектра на жесткий диск для "воспроизведения" в более позднее время. Одна и та же SDR, которая в один момент времени демодулирует простое AM-вещание, в следующий момент может декодировать HDTV-вещание. Проект с открытым исходным кодом под названием GNU Radio посвящен разработке высокопроизводительной SDR. Все цифровые радиопередатчики и приемники открывают возможности для расширения возможностей радио.