Презентация по физике на тему Изучение работы приёмника радиоволн.

Изучение работы приёмника радиоволн

Цель – ознакомиться с работой приёмника радиоволн Задачи: 1. Узнать что такое электромагнитные волны 2. Изучить принципы приёма радиоволн, основы электроники 3. Собрать радиоприёмник

Благодаря этой рекламе сайт может продолжать свое существование, спасибо за просмотр.

Введение Опыты Герца заинтересовали физиков всего мира. Ученые стали искать пути усовершенствования излучателя и приёмника электромагнитных волн. В России одним из первых занялся изучением электромагнитных волн Александр Степанович Попов. В отличии от Герца он использовал более надёжный и чувствительный способ регистрации электромагнитных волн. В качестве детали непосредственно чувствующей электромагнитные волны, А.С. Попов применил когерер. Этот прибор представляет собой стеклянную трубку с двумя электродами. В трубку помещены мелкие металлические опилки. Действие прибора основано на влиянии электрических разрядов на металлические порошки. В обычных условиях когерер обладает большим сопротивлением, так как опилки имеют плохой контакт друг с другом. Пришедшая электромагнитная волна создаёт в когерере переменный ток высокой частоты. Между опилками проскакивают мельчайшие искорки, которые спекают опилки. В результате сопротивление когерера резко падает. Снова вернуть прибору большое сопротивление можно, если встряхнуть его. Чтобы обеспечить автоматичность приёма, А.С. Попов использовал звонковое устройство для встряхивания когерера после приёма сигнала. Цепь электрического звонка замыкалась с помощью чувствительного реле в момент прихода электромагнитной волны. С окончанием приёма волны работа звонка сразу прекращалась, так как молоточек звонка ударял не только по звонковой чашечке, но и по когереру. С последним встряхиванием когерера аппарат был готов к приёму новой волны.

Схема приёмника А.С. Попова

Электромагнитные волны Существование электромагнитных волн было теоретически предсказано великим английским физиком Дж. Максвеллом в 1864 году. Максвелл ввел в физику понятие вихревого электрического поля и предложил новую трактовку закона электромагнитной индукции, открытой Фарадеем в 1831 г.: Всякое изменение магнитного поля порождает в окружающем пространстве вихревое электрическое поле, силовые линии которого замкнуты. Максвелл высказал гипотезу о существовании и обратного процесса: Изменяющееся во времени электрическое поле порождает в окружающем пространстве магнитное поле. Основными характеристиками электромагнитного излучения принято считать  частоту и длину волны.  Длина́ волны́ — расстояние между двумя ближайшими друг к другу точками, колеблющимися в одинаковых фазах, обычно длина волны обозначается греческой буквой  λ. По аналогии с волнами, возникающими в воде от брошенного камня, длиной волны является расстояние между двумя соседними гребнями волны. Одна из основных характеристик колебаний. Измеряется в единицах расстояния (метры, сантиметры и т. п.) Частота излучения (ν)— число гребней, которые за секунду проходят мимо наблюдателя (или поступают в детектор). Измеряется в Герцах (Гц). Поскольку для всех электромагнитных волн скорость в вакууме (с) одинакова, по частоте легко определить длину волны(λ): λ = с/ν

Электромагнитный спектр Электромагнитный спектр — совокупность всех диапазонов частот электромагнитного излучения. В электромагнитный спектр входят все типы электромагнитных волн: γ-излучение, рентгеновское излучение, ультрафиолетовое излучение, оптическое излучение, инфракрасное излучение, электромагнитное терагерцовое излучение, электромагнитные микро- и радиоволны. Далее речь пойдет конкретно о радиоволнах. Радиоизлучение — электромагнитное излучение с длинами волн 5·10−5—1010 метров и  частотами, соответственно, от 6·1012 Гц и до нескольких Гц. Радиоволны используются при передаче данных в радиосетях.

Что такое радио Радио (лат. radio — излучаю, испускаю лучи ← radius — луч) — разновидность беспроводной связи, при которой в качестве носителя сигнала используются радиоволны, свободно распространяемые в пространстве. Передача происходит следующим образом: на передающей стороне (в радиопередатчике) формируются высокочастотные колебания (несущий сигнал) определенной частоты. На него накладывается сигнал, который нужно передать (звука, изображения и т. д.) — происходит модуляция несущей полезным сигналом. Сформированный таким образом высокочастотный сигнал излучается антенной в пространство в виде радиоволн. На приёмной стороне радиоволны наводят модулированный сигнал в приемной антенне, он поступает в радиоприёмник. Здесь система фильтров выделяет из множества наведенных в антенне токов от разных передатчиков сигнал с нужной несущей частотой, а детектор выделяет из него модулирующий полезный сигнал. Получаемый сигнал может несколько отличаться от передаваемого передатчиком вследствие влияния разнообразных помех.

Радиоприёмник Радиоприёмник (радиоприёмное устройство) — устройство для приёма электромагнитных волн радиодиапазона (то есть с длиной волны от нескольких тысяч метров до долей миллиметра) с последующим преобразованием содержащейся в них информации к виду, в котором она могла бы быть использована. Устройство радиоприёмника Структурная схема приёмника прямого усиления Антенна — устройство для излучения или приёма электромагнитных волн Колебательный контур — электрическая цепь, содержащая соединённые катушку индуктивности и конденсатор. В такой цепи могут возбуждаться колебания тока (и напряжения). Усилитель высокой частоты (УВЧ) — прибор для усиления колебаний высокой частоты. Детектор радиоприёмного устройства, или демодулятор, восстанавливает информацию из радиосигнала, заложенную в него модулятором. Демодулятор, в случае амплитудной модуляции (АМ), в простейшем случае может быть диодом или другим нелинейным элементом. Усилитель звуковой частоты (УЗЧ) — прибор для усиления электрических колебаний, соответствующих слышимому человеком звуковому диапазону частот, таким образом к данным усилителям предъявляется требование усиления в диапазоне частот от 20 до 20 000 Гц по уровню −3 дБ, лучшие образцы УЗЧ имеют диапазон от 0 Гц до 200 кГц, простейшие УЗЧ имеют более узкий диапазон воспроизводимых частот. Может быть выполнен в виде самостоятельного устройства, или использоваться в составе более сложных устройств — телевизоров, музыкальных центров, радиоприёмников, радиопередатчиков, радиотрансляционной сети и т.д. Громкоговоритель — устройство для преобразования электрических сигналов в акустические и излучения их в окружающее пространство.

Классификация радиоприёмников Радиоприёмные устройства делятся по следующим признакам: по основному назначению: радиовещательные, телевизионные, связные, пеленгационные, радиолокационные, для систем радиоуправления, измерительные и др., по роду работы: радиотелеграфные, радиотелефонные, фототелеграфные и т. д., по виду модуляции, применяемой в канале связи: амплитудная, частотная, фазовая, по диапазону принимаемых волн, согласно рекомендациям МККР: мириаметровые волны — 100-10 км, (3 кГц-30 кГц), СДВ километровые волны — 10-1 км, (30 кГц-300 кГц), ДВ гектометровые волны — 1000—100 м, (300 кГц-3 МГц), СВ декаметровые волны — 100-10 м, (3 МГц-30 МГц), КВ метровые волны — 10-1 м, (30 МГц-300 МГц), УКВ дециметровые волны — 100-10 см, (300 МГц-3 ГГц), ДМВ сантиметровые волны — 10-1 см, (3 ГГц-30 ГГц), СМВ миллиметровые волны — 10-1 мм, (30 ГГц-300 ГГц), ММВ приёмник, включающий все широковещательные диапазоны (ДВ, СВ, КВ, УКВ) называют всеволновым. по принципу построения приёмного тракта: детекторные, прямого усиления, прямого преобразования, регенеративные, сверхрегенераторы, супергетеродинные с однократным, двукратным или многократным преобразованием частоты, по способу обработки сигнала: аналоговые и цифровые, по применённой элементной базе: на кристаллическом детекторе, ламповые, транзисторные, на микросхемах, по исполнению: автономные и встроенные (в составе другого устройства), по месту установки: стационарные, носимые, по способу питания: сетевое, автономное или универсальное.

Схема и описание радиоприёмника Приемник собран на печатной макетной плате, и собственная плата к нему не разрабатывалась. Сигнал принимается магнитной антенной LW1, которая представляет собой катушку на ферритовом стержне диаметром 8 и длиной не менее 100 мм. Конденсатор С1 образует с ней контур. Чтобы получить наибольшее перекрытие по диапазону (так как приемник охватывает частично оба диапазона) обе секции переменного коденсатора включены параллельно. Входное сопротивление микросхемы LM386 достаточно высоко и вход не имеет постоянного напряжения смещения, поэтому контур можно подключить непосредственно ко входу, без катушек связи и переходных конденсаторов. Усиленный сигнал с выхода А1 поступает на амплитудный детектор на VD1. Особенности данного детектора уже отмечены ранее. Низкочастотный сигнал выделяется на С6 и через регулятор громкости R4 поступает на УНЧ на микросхеме А2, нагруженной на динамик В1. Источником питания служит плоская батарейка напряжением 9V. Самая сложная деталь, - магнитная антенна. Я взял её со старого радиоприёмника. Динамик В1 - любой широкополосной динамик сопротивлением 4...50 Ом, например, динамик от карманного приемника, радиоточки, старого телевизора. Диод 1N4148. Переменный конденсатор взял от старого радиоприёмника.

Заключение Я провел исследование в ходе которого изучил электромагнитные и радиоволны. Их приём, передачу и основные характеристики. Ознакомился с основами электроники, подкрепил их знаниями полученными на уроках электротехники и взятых из разных источников.