Rádió-vevőkészülék

Hordozható rádió

A detektoros rádió sémája

A rádió-vevőkészülék a rádió-adóállomások által kisugárzott rádióhullámokat antennán keresztül venni, és hanggá vagy digitális adattá visszaalakítani képes elektronikus készülék. A rádiós műsorszolgáltatók adásainak vételére alkalmas rádióvevőkészüléket a köznapi nyelv gyakran rádióvevőnek, vagy egyszerűen rádiónak nevezi.

A rádióamatőr gyakorlatban használják a vevő kifejezést is, a rádióadótól való megkülönböztetésül.

Története

A technikatörténet szerint az 1900-as évek elején még csak a szikratávírót ismerték. Ez a szerkezet információtovábbításra alkalmas volt, de emberi hangot nem továbbított, ezáltal az ember számára élvezhetetlen volt. Az amplitúdómodulációt első ízben 1906-ban alkalmazták, amikor Reginald Fessenden több mint 300 kilométerre küldött vele zenét.

Magyar gyártmányú (EKA) detektoros készülék, 1925-1930 körül

Az 1920-as évek nagy áttörése az amplitúdómoduláció (AM) üzemmód, amelyet kezdetben detektoros rádió segítségével vettek, majd később 2–5 elektroncsövet („lámpát”) tartalmazó vevővel. A detektoros készülék előnye volt, hogy semmilyen erősítő elemet nem tartalmazott (antenna, egyenirányító, rezgőkör, fülhallgató), ráadásul külső tápfeszültséget sem igényelt. Hátránya volt, hogy nagy méretű antennával is csak nagy térerősség mellett volt „élvezhető”, valamint igen csekély hangerőt adott, továbbá a szelektivitása igen rossz volt. Ebben az időszakban ez utóbbi problémát az adók egymástól távol helyezésével, illetve irányított antennákkal (tekercsantenna, ahol a rezgőköri tekercs egyben antennaként is üzemelt) próbálták orvosolni. Tehették, mert igen kevés rádióadás volt ekkoriban.

Úgynevezett „kápolnarádió”-stílusban épített készülék (Elton V23, Svédország) az 1930-as évek elejéről

Ahogy nőtt a rádiós műsorvételre az igény, egyre inkább megnőtt az igény a már élvezhető hangerő, továbbá a több adó miatt a jobb szelektivitású rádió vevőkészülékek kifejlesztése iránt. Hamar be is vezette az ipar (a korábbi „egyenes”, és „visszacsatolt” készülékek után) a szuperheterodin vevőkészülékeket, a „szupervevőket”, amelyek működése jó minőségű, állandó frekvenciára hangolt szűrőkörön alapult, amelyek frekvenciájára, a középfrekvenciára a rádió első fokozata keverte le a jelet.

Ilyen készülékek már két elektroncsővel épültek fel, amelyeket később (1950-től kezdve) sokkal kisebb méretű és egyre olcsóbb tranzisztorokkal helyettesítettek. Napjainkban a méret-, fogyasztás- és árcsökkentés végett integrált áramkörös vevőkészülékeket gyártanak.

Ahogy a félvezetők ára csökkent, úgy foglalkoztak alkatrészigényesebb, de jobb minőséget kínáló eljárások bevezetésével. Gyakorlatilag a tranzisztoros korszak beköszöntével terjedt el az FM-üzemmód, a frekvenciamoduláció az amerikai Edwin Armstrong nevéhez fűződik (1939). A módszer a második világháború után vált népszerűvé. Ez sokkal jobb minőséget kínált, mint az AM. Az FM-rendszerben (az amplitúdómodulációval ellentétben) a vivőfrekvencia időben nem állandó, hanem a moduláló frekvencia Y amplitúdójának megfelelően változik. Ez nem okoz gondot, feltéve, hogy a vivőfrekvencia elegendően nagy, és a változás (frekvencialöket) nem haladja meg a 10 milliomod részt. (Ez az oka annak, hogy az FM adók 100 MHz környékén, vagy a fölött működnek.) Ebből következően az FM sávszélességigénye sokkal nagyobb, ezért magasabb frekvenciasávot, az ún. URH-sávot osztották ki erre a célra.

A rádió műsorszórásban a hosszú-, közép- és rövidhullámú sávokban az AM-rendszerű, míg az ultrarövidhullámú – 64–73 MHz-es (OIRT vagy „keleti” norma, Magyarországon 2007. február 1. óta nem használatos) illetve a 87,5–108 MHz-es (CCIR vagy „nyugati” norma) – sávokban az FM rendszerű adásmód vált szabványossá.

Az integrált áramkörös rádióvevőkben az 1980-as évek végétől megjelent az RDS szolgáltatás, amely az FM-rendszerű készülékeknél automatikus állomáskeresést és néhány egyéb járulékos szolgáltatást – például közlekedési információk, telefonszámok, alternatív frekvenciák megjelenítése – tett lehetővé.

Egy mai modern rádióvevő készülék alkalmas mind az AM, mind az FM rendszerű rádióadások vételére, az RDS bár gyakori, de sok olcsóbb készülék még nem tudja venni.

Tuner az a rádió, amiben nincs hangfrekvenciás végerősítő és hangszóró.

Rádióvevők vannak a mobiltelefonokban, személyhívó, modell-távirányító rendszerekben, vezeték nélküli kapunyitókban, csengőkben, GPS-vevőkben és még nagyon sok helyen.

Rádióvevők fajtái

Felhasznált elektronikus alkatrészek szerint

Detektoros

A detektoros vevő sajátossága, hogy a működéséhez szükséges összes energiát az antennából nyeri. A rádiófrekvenciás energia egy egyszerű demodulátoron (detektoron) keresztül egyenirányítódik, a vevő ezt a demodulált jelet szolgáltatja a kimenetén. Erős rádiófrekvenciás jel esetén a kimenő jel elegendő teljesítménnyel rendelkezik kisebb fogyasztók (pl. fejhallgató, LED stb.) közvetlen, erősítés nélküli meghajtásához.

Aktív (elektroncsöves vagy félvezetős)

A vevőben aktív elektronikus alkatrészek erősítik fel a vett jelet, működtetéséhez tápfeszültség forrás (pl. hálózat, telep, akkumulátor) szükséges.

Felépítés szerint

Egyenes

Két legfőbb építőeleme az aktív rádiófrekvenciás erősítő és a demodulátor. Előnye az egyszerű felépítése. Hátránya, hogy hangolhatósága és szelektivitása kölcsönösen kizárják egymást, mivel igen nehézkes több fokozaton keresztül a vevő folyamatos, pontos hangolását biztosítani.

Visszacsatolt (regeneratív)

Felépítésében megegyezik az egyenes vevővel, azonban a rádiófrekvenciás erősítőben pozitív visszacsatolást alkalmaznak, a jobb fokozaterősítés végett. Előnye a nagyobb fokozaterősítés és szelektivitás. Hátránya az instabil működés, működtetése és hangolása a visszacsatolás mértékének folyamatos kézi szabályozását kívánja.

Szuperregeneratív

A visszacsatolt (regeneratív) vevő továbbfejlesztett változata. Mivel a pozitív visszacsatolás erősen frekvenciafüggő, a visszacsatolt vevő hangolása folyamatos kézi utánállítást kíván maga után, megelőzendő az esetleges gerjedést valamint erősítés-gyengülést. A szuperregeneratív vevő ezen utánállítás szükségességét küszöböli ki, aként, hogy a fokozat egy önszabályzott, ciklikus ütemben kezd gerjedésbe, majd a gerjedés teljes kialakulása előtt az oszcilláció elhal. A ciklusosság egy alacsonyabb frekvencián megy végbe (ún. „squegging”). Előnye az egyszerű felépítés, elfogadható érzékenység és stabil működés. Hátránya főként az alacsonyabb frekvenciájú ciklusos működés miatti alacsony sávszélesség, illetve további rádiófrekvenciás erősítőfokozatok alkalmazása nem lehetséges, emiatt a vevő érzékenysége tovább nem növelhető. Egyszerűsége és megbízhatósága miatt napjainkban is használatos (pl. rádió-távirányításban és alacsony sávszélességű adatátvitelben).

Szuperheterodin (ismertebb nevén „szuper”)

Magyar gyártmányú kilenccsöves csúcsszuper készülék (Standard – Szuper szuper 1055) 1939-ből

Legfőbb sajátossága a vett rádiófrekvenciás jel frekvenciájának konvertálása egy fix, ún. középfrekvenciára. A konvertálás az ún. keverés elvén történik, amikor is a vett rádiófrekvenciás jelet és egy másik, ismert frekvenciájú jelet (tipikusan helyi oszcillátorból) egy nem lineáris elektronikus áramkörön „összekevernek”, amely eljárás a két frekvencia összegével és különbségével megegyező frekvenciájú jelet eredményez. Ebből az egyik frekvenciájú jelet egy fixen hangolt rádiófrekvenciás (ún. középfrekvenciás) erősítőn keresztül tovább erősítenek, majd demodulálnak. Hangolása a helyi oszcillátor frekvenciájának állításával történik. Előnye, hogy a fixen hangolt középfrekvenciás erősítő alkalmazása miatt a vevő érzékenysége és szelektivitása tetszés szerinti mértékig növelhető, illetve tervezhető. Hátránya a bonyolult felépítése, illetve mivel a keverés melléktermékeként jelentkező második, „tükörfrekvencián” lévő rádióadó jele is megjelenik a vevő kimenetén, ezen frekvenciát a vevő bemenetén egy szűrő segítségével kell elnyomni, amely a vevő felépítését tovább bonyolítja. A legtöbb kereskedelemben kapható műsorvevő rádiókészülék szuperheterodin felépítésű.

• Többször konvertálás

A vevő különböző paramétereinek (szelektivitás, tükörszelelktivitás) javítása érdekében gyakran alkalmaznak többszöri konverziót, amikor is a rádiófrekvenciás jelet először egy „elsődleges” középfrekvenciára konvertálnak, majd megfelelő szelektivitás és erősítés elérése után egy második „keverő” fokozatban egy második helyi oszcillátor segítségével tovább konvertálnak egy „másodlagos” középfrekvenciára.

Szinkrodin

A szinkrodin vevő a szuperheterodin vevő egy speciális változata, amikor is a vett rádiófrekvenciás jelet azonos frekvenciájú jellel kevernek, amely a keverőfokozat kimenetén a moduláló információt eredményezi. Viszonylag egyszerű működési elve miatt a szinkrodin vevő könnyen implementálható szoftveresen vagy integrált áramkörön, emiatt ez a vevőfajta képezi az alapját minden modern digitális rádiókommunikációnak.

Digitális jelfeldolgozáson alapuló rádióvevők

A processzorok és az A/D D/A konverterek műveleti sebességének növekedése lehetőve tette, hogy a középfrekvenciás jelet, transzponált antennajelet, vagy a közvetlen antennajelet digitális jelfolyammá alakítsuk, és a demodulációt processzorral végezzük. A modulált jelből az A/D konverter digitális jelfolyamot képez, amit a processzor átalakít digitálisan kódolt hanggá, amit egy D/A konverter átalakít hangfrekvenciás jellé.

Rádiós adásmódok

• Távíró, Morse
• Amplitúdómoduláció
• Frekvenciamoduláció
• Fázismoduláció
• Egy oldalsávos moduláció, (single side band, SSB)
• Kvadratúra moduláció

A rádióműsorvevők jövője

Digitális rádió-vevőkészülék

Az 1990-es évek elejétől egyre erősebben érződnek a digitális világ előnyei, ugyanakkor a digitális jelfeldolgozás technológiája sokat fejlődött, olcsó lett. Ezáltal két érdekes megoldás jelent meg az analóg rádiózás leváltására:

• Digital Audio Broadcasting (DAB) – CD minőségű hangtovábbítással az FM-rendszerű műsorszórást próbálják leváltani vele. Budapesten 1995. december elsejétől DAB, 2009. január 23-tól 2020. szeptember 5-ig DAB+ rendszerű sugárzás folyt a 11D csatornán (222,064 MHz-es frekvencia). A DAB rendszerű készülékekkel nem fogható a DAB+ rendszerű adás.
• Digital Radio Mondiale (DRM) – „FM-szerű” minőségben, nagy távolságból vehető AM-rendszerű műsorsugárzás leváltása a cél. Középhullámon és rövidhullámon is használható, anélkül, hogy a hagyományos műsorszórást zavarná. Magyarországon egy DRM+ rendszerű, 100 W-os adóval 2010. február 1. óta folynak kísérletek. Európában a legalacsonyabb frekvenciájú DRM-adó 177 kHz-es (hosszúhullám) Oranienburgban; a legmagasabb 20 060 kHz-es, amely a Vatikánban működik. A DRM-vétel lehetőségeiről a Műegyetemi Rádióklub tett közzé ismertetőt.

Romániában az Ilfov megyei Țigănești-i rádióadó sugároz DRM módban a rövidhullámú tartományban 250 kW teljesítménnyel kínaiul, oroszul, németül, angolul, olaszul. Galbeni-ben szintén rövidhullámú műsorszórás folyik 300 kW teljesítménnyel angolul és franciául. Németország (Erlangen) és Bulgária (Kostinbrod) is a rövidhullámű sávot használja. Középhullámon Olaszország sugároz viszonylag nagy teljesítménnyel (50 kW) Milánóból.

Források

• A sávszélesség, a jel modulációja és multiplexelése

Kapcsolódó szócikkek

• Rádió egyértelműsítő lap
• Rádió adó-vevő
• Rádiómúzeum
• Magyarországon elérhető rádiófrekvenciák
• Rádióhullám
• RDS
• Volksempfänger – náci propagandacélokra kifejlesztett, olcsó vevőkészülék
• Néprádió
• Zeneszekrény

További információk

• Digital Radio Mondiale
• Öreg Rádiók kiállítása – Rádiómúzeum
• Rádió.lap.hu – linkgyűjtemény
• Online rádiók