무선 수신기

Radio receiver
배터리 구동식 휴대용 AM/FM 방송 수신기로, 지역 라디오 방송국의 오디오 방송을 청취하는 데 사용됩니다.
단파 무선으로 원격지와 통신하기 위해 양방향 무선 통신국에서 사용되는 최신 통신 수신기입니다.
1940년대 진공관 콘솔 라디오를 듣는 소녀.1925-1955년 라디오의 황금기 동안, 저녁에 가정 라디오 수신기를 듣기 위해 가족들이 모였습니다.

라디오 통신에서, 수신기, 무선 또는 단순히 라디오라고도 알려진 라디오 수신기는 전파를 수신하고 전파에 의해 운반되는 정보를 사용 가능한 형태로 변환하는 전자 장치이다.안테나와 함께 사용됩니다.안테나는 전파(무선 주파수의 전자파)를 감청해 수신기에 인가되는 미세한 교류로 변환하고 수신기는 원하는 정보를 추출한다.수신기는 전자 필터를 사용하여 안테나가 수신하는 다른 모든 신호로부터 원하는 무선 주파수 신호를 분리하고, 추가 처리를 위해 신호의 출력을 증가시키는 전자 증폭기를 사용하여 마지막으로 복조를 통해 원하는 정보를 복구합니다.

무선 수신기는 무선을 사용하는 모든 시스템의 필수 컴포넌트입니다.수신기가 생성하는 정보는 사운드, 비디오(텔레비전) 또는 디지털 데이터 [1]형식일 수 있습니다.무선수신기는 별도의 전자기기일 수도 있고 다른 장치 내의 전자회로일 수도 있다.대부분의 사람들에게 가장 친숙한 유형의 라디오 수신기는 라디오 방송국에서 전송되는 소리를 재생하는 방송 라디오 수신기로, 역사적으로 최초의 대중 시장 라디오 애플리케이션이다.방송 수신기는 일반적으로 "라디오"라고 불립니다.그러나 라디오 수신기는 텔레비전, 휴대전화, 무선 모뎀, 라디오 시계 및 통신, 원격 제어 및 무선 네트워크 시스템의 다른 분야에서 매우 널리 사용되고 있습니다.

브로드캐스트 라디오 수신기

라디오 수신기의 가장 친숙한 형태는 흔히 라디오라고 불리는 방송 수신기이며, 지역 라디오 방송국에서 전송되는 공공 수신을 위한 오디오 프로그램을 수신합니다.소리는 라디오의 확성기나 라디오의 잭에 연결되는 이어폰으로 재생됩니다.라디오는 라디오 내부의 배터리 또는 콘센트에 꽂는 전원 코드를 통해 전력을 공급해야 합니다.모든 라디오에는 음량 컨트롤이 있어 오디오의 음량을 조정하고 수신할 라디오 방송국을 선택하는 '튜닝' 컨트롤이 있습니다.

변조 타입

변조는 무선 반송파에 정보를 추가하는 과정입니다.

AM 및 FM

아날로그 라디오 방송 시스템에는 AM과 FM의 두 가지 유형의 변조가 사용됩니다.

진폭 변조(AM)에서는 오디오 신호에 의해 무선 신호의 강도가 변화합니다.AM 방송은 장파 범위에서는 148~283kHz, 무선 스펙트럼의 중주파(MF) 범위에서는 526~1706kHz 사이의 AM 방송 대역에서 허용된다.AM 방송은 장거리 국제 방송에 사용되는 약 2.3~26MHz의 단파 대역에서도 허용된다.

주파수 변조(FM)에서는 오디오 신호에 의해 무선 신호의 주파수가 약간 변화합니다.FM 방송은 매우 높은 주파수(VHF) 범위의 약 65~108MHz 범위의 FM 브로드캐스트 대역에서 허용됩니다.정확한 주파수 범위는 국가에 따라 다소 다릅니다.

FM 스테레오 라디오 방송국은 스테레오 사운드(스테레오)로 방송하며 좌우 마이크를 대표하는 두 개의 사운드 채널을 전송합니다.스테레오 수신기는 2개의 개별 채널을 재생하기 위한 추가 회로와 병렬 신호 경로를 포함한다.반면 모노럴 수신기는 왼쪽과 오른쪽 채널의 조합([2][3][4]합)인 단일 오디오 채널만 수신합니다.AM 스테레오 송신기와 수신기는 존재하지만 FM 스테레오의 인기를 얻지는 못했다.

대부분의 최신 무선은 AM 라디오 방송국과 FM 라디오 방송국을 모두 수신할 수 있으며 수신할 대역을 선택하는 스위치가 있습니다.이것들을 AM/FM 라디오라고 부릅니다.

디지털 오디오 방송(DAB)

주요 기사:디지털 오디오 방송

디지털 오디오 방송(DAB)은 AM이나 FM처럼 아날로그 신호가 아닌 디지털 신호로 지상파 라디오 방송국의 오디오를 전송하는 선진 라디오 기술이다.그 장점은 DAB가 FM보다 고품질 사운드를 제공할 수 있는 잠재력이 있고(많은 방송국들이 그러한 고품질로 송신하는 것을 선택하지 않음), 라디오 노이즈와 간섭에 대한 내성이 더 크고, 부족한 라디오 스펙트럼 대역폭을 더 잘 활용하며, 전자 프로그램 가이드, 스포츠 통신과 같은 고급 사용자 기능을 제공한다는 것이다.taries 및 이미지 슬라이드 쇼.단점은 이전 무선과 호환되지 않기 때문에 새 DAB 수신기를 구입해야 한다는 것입니다.2017년 현재, 38개국이 DAB를 제공하고 있으며, 2,100개의 방송국이 4억 2,000만 명의 시청자를 보유하고 있다.미국과 캐나다는 DAB를 도입하지 않기로 결정했습니다.

DAB 라디오 방송국은 AM 또는 FM 방송국과 다르게 작동합니다. 단일 DAB 방송국은 청취자가 선택할 수 있는 9~12채널의 넓은 1,500kHz 대역폭 신호를 전송합니다.브로드캐스트는 다양한 비트환율 범위에서 채널을 전송할 수 있기 때문에 채널마다 오디오 품질이 다를 수 있습니다.다른 국가에서 DAB 방송국은 대역 III(174–240MHz) 또는 L 대역(1.452–1.492GHz)으로 방송됩니다.

접수처

전파의 신호 세기는 송신기에서 멀리 이동할수록 감소하기 때문에, 무선국은 송신기의 제한된 범위 내에서만 수신할 수 있습니다.범위는 송신기의 전력, 수신기의 감도, 대기 및 내부 소음, 송신기와 수신기 사이의 언덕과 같은 지리적 장애물에 따라 달라집니다.AM 방송 대역 전파는 지구의 윤곽을 따라가는 지상파로 이동하기 때문에 AM 라디오 방송국은 수백 마일 거리에서 안정적으로 수신할 수 있습니다.주파수가 높기 때문에 FM 대역 라디오 신호는 시야를 훨씬 넘어 이동할 수 없으며, 수신 거리가 약 64km(40마일)로 제한되며, 송신기와 수신기 사이의 언덕에 의해 차단될 수 있습니다.그러나 FM 라디오는 라디오 노이즈(RFI, sferics, static)의 간섭을 받기 쉽고 AM보다 충실도가 높아 주파수 응답성이 우수하고 오디오 왜곡이 적습니다.그래서 많은 나라에서 진지한 음악은 FM 방송국에 의해서만 방송되고 AM 방송국은 라디오 뉴스, 토크 라디오, 스포츠를 전문으로 한다.FM과 마찬가지로 DAB 신호는 가시권에 따라 이동하기 때문에 수신 거리가 약 48~64km(30~40마일)로 제한됩니다.

브로드캐스트 수신기의 종류

라디오 수신기와 알람 시계를 결합한 침대 옆 시계 라디오

무전기는 다양한 스타일과 기능으로 제조되거나 제조되었습니다.

  • 콘솔 무전기 - 바닥에 서도록 설계된 스피커가 있는 자급식 무선입니다.
  • 테이블 라디오는 "망텔 라디오"라고도 불리며 테이블, 캐비닛 또는 벽난로 [5][6]벽난로에 앉도록 설계된 스피커가 있는 자급식 라디오입니다.진공관 기술을 사용한 전형적인 테이블 라디오는 All American Five로 솔리드 스테이트 기술을 사용한 라디오로 대체되었습니다.테이블 라디오는 보통 콘센트에 꽂습니다.단, 배터리 구동식 테이블 라디오도 있습니다.
  • 시계 라디오 - 알람 시계가 포함된 침대 옆 테이블 라디오입니다.알람 시계는 알람 대신 아침에 라디오를 켜서 주인을 깨우도록 설정할 수 있습니다.
  • 튜너 - 구성 요소 홈 오디오 시스템의 고음질 AM/FM 라디오 수신기입니다.스피커는 없지만 오디오 신호를 출력합니다.이 신호는 시스템에 공급되어 시스템의 스피커를 통해 재생됩니다.
  • 휴대용 라디오 - 사람과 함께 휴대할 수 있는 배터리로 구동되는 라디오.현재 라디오는 CD 플레이어 및 휴대용 미디어 플레이어의 다른 오디오 소스와 통합되어 있는 경우가 많습니다.휴대용 라디오는 일반적으로 손으로 잡을 수 있을 정도로 작습니다.또한 대형 라디오의 경우 손잡이 또는 운반용 스트랩이 있습니다.휴대용 라디오에는 콘센트를 사용할 수 있을 때 배터리를 절약하기 위해 콘센트에서 전원을 공급하기 위한 장치가 있을 수 있습니다.휴대용 "비상" 라디오는 태양열 및/또는 수동 크랭크로 구동될 수 있다.[7]
    • Boom box - 1970년대 중반에 인기를 끌었던 손잡이가 달린 상자 형태의 휴대용 배터리 구동식 고음질 스테레오 사운드 시스템.
    • 트랜지스터 라디오 - 휴대용 포켓 크기의 방송 라디오 수신기를 가리키는 오래된 용어입니다.트랜지스터의 발명으로 1950년대에 개발된 트랜지스터 라디오는 1960년대와 1970년대 초에 큰 인기를 끌었고 대중의 청취 습관을 바꾸었다.
  • 자동차 라디오 - 차량의 대시보드에 통합된 라디오로, 주행 중 엔터테인먼트를 위해 사용됩니다.사실상 모든 현대 자동차와 트럭에는 보통 CD 플레이어도 포함된 라디오가 장착되어 있다.
  • 위성 라디오 수신기 - 직접 방송 위성으로부터 오디오 프로그래밍을 수신하는 구독 라디오 수신기.가입자는 매월 요금을 내야 한다.그것들은 대부분 자동차 라디오로 설계되어 있다.
  • 단파 수신기 - 단파 대역도 수신하는 브로드캐스트무선입니다단파 청취에 사용됩니다.
  • AV 수신기는 고충실도 또는 홈시어터 시스템의 공통 컴포넌트입니다.수신기에는 라디오 프로그래밍 수신 외에 시스템의 다른 컴포넌트를 상호 연결하고 제어하는 스위칭 및 증폭 기능도 포함됩니다.

기타 응용 프로그램

무선 수신기는 무선을 사용하는 모든 시스템의 필수 컴포넌트입니다.위에서 설명한 방송 수신기 외에도, 라디오 수신기는 현대 기술에서 매우 다양한 전자 시스템에 사용됩니다.이들은 별도의 기기(무선) 또는 다른 전자 장치에 통합된 하위 시스템일 수 있습니다.트랜시버는 송신기와 수신기를 1개의 유닛으로 조합한 것입니다.다음은 가장 일반적인 몇 가지 유형으로 기능별로 정리한 목록입니다.

  • 방송 텔레비전 수신 - 텔레비전은 일련의 정지화면으로 구성된 동영상 및 관련 소리를 나타내는 동기화된 오디오 신호를 수신합니다.TV가 수신하는 텔레비전 채널은 600kHz에서 6MHz까지 오디오 신호보다 넓은 대역폭을 차지합니다.
  • 쌍방향 음성 통신 - 쌍방향 무선은 음성 트랜시버, 수신 장치 및 송신기로, 쌍방향 사람간 음성 통신에 사용됩니다.무선 링크는 반이중으로 동시에 1개의 무선만 전송할 수 있는 단일 무선 채널을 사용할 수 있습니다.그래서 서로 다른 사용자들이 번갈아가며 말하고, 송신기를 켜는 라디오의 푸시 투 토크 버튼을 누른다.또는 무선 링크는 2개의 무선 채널을 사용하는 양방향 링크인 전이중일 수 있습니다.이것에 의해, 휴대 전화와 같이, 양쪽 모두 동시에 통화할 수 있습니다.
    • 휴대폰 - 셀 타워라고 불리는 지역 안테나와 교환되는 무선 신호에 의해 전화 네트워크에 연결되는 휴대 전화입니다.휴대폰에는 UHF 및 마이크로파 대역에서 작동하는 고도로 자동화된 디지털 수신기가 있으며 이중 음성 채널의 착신 측을 수신합니다.또한 다이얼링 콜과 셀타워 간의 전화 전환을 처리하는 제어 채널이 있습니다.또한 일반적으로 WiFi 모뎀, 블루투스 모뎀, GPS 수신기 등 다른 네트워크와 접속하는 여러 개의 수신기가 있습니다.이 셀타워에는 많은 휴대폰으로부터 동시에 신호를 수신하는 정교한 멀티채널 수신기가 있다.
    • 무선 전화: 핸드셋이 휴대 가능하며, 케이블로 접속되지 않고 단거리 듀플렉스 무선 링크를 통해 전화기의 나머지 부분과 통신하는 유선 전화입니다.핸드셋과 베이스 스테이션은 모두 단거리 쌍방향 듀플렉스 무선 링크를 수신하는 UHF 대역으로 동작하는 무선 수신기를 갖추고 있습니다.
    • 시민 밴드 무선 - 면허 없이 사용할 수 있는 27MHz 대역에서 작동하는 양방향 반이중 무선입니다.그들은 종종 차량에 설치되고 트럭 운전사와 배달 서비스에 의해 사용됩니다.
    • Walcie-talkie - 핸드헬드 단거리 반이중 양방향 무선.
    • 핸드헬드 스캐너
      스캐너 - 여러 주파수 또는 라디오 채널을 연속적으로 감시하는 수신기입니다.채널을 반복하여 각 채널의 송신을 간략히 청취합니다.송신기가 발견되면, 수신기는 그 채널에서 정지합니다.스캐너는 긴급 경찰, 소방 및 구급차 주파수뿐만 아니라 시민 밴드 같은 다른 양방향 무선 주파수도 감시하는 데 사용됩니다.스캔 기능은, 통신 수신기, 무전기, 및 그 외의 쌍방향 무선에서도 표준 기능이 되고 있습니다.
    • 최신 통신 수신기, ICOM RC-9500
      통신 수신기 또는 단파 수신기 - LF, MF, 단파(HF) 및 VHF 대역을 커버하는 범용 오디오 수신기.주로 통신국, 아마추어 무선국 및 단파 청취의 쌍방향 음성 통신에 별도의 단파 송신기와 함께 사용됩니다.
  • 단방향(단순) 음성 통신
    • 무선 마이크 수신기 - 음악 아티스트, 대중 연설가 및 TV 연예인이 무대에서 사용하는 무선 마이크로부터 단거리 신호를 수신합니다.
    • 아기 모니터수신기는 왼쪽에 있습니다.
      아기 모니터 - 부모가 휴대하는 수신기에 아기의 소리를 전달하여 집안에 있는 동안 아기를 감시할 수 있는 유아용 아기 침대 옆 기구입니다.많은 아기 모니터들은 이제 아기의 사진을 보여주는 비디오 카메라를 가지고 있다.
  • 데이터 통신
    • 무선(WiFi) 모뎀 - 가까운 액세스 포인트, 라우터 또는 게이트웨이와 마이크로파를 통해 통신하는 휴대용 무선 디바이스의 자동 단거리 디지털 데이터 송신기 및 수신기.노트북 디바이스를 로컬 컴퓨터 네트워크(WLAN)에 연결하여 다른 디바이스와 데이터를 교환합니다.
    • Bluetooth 모뎀 - 유선 또는 케이블 접속 대신 사용되는 휴대용 무선 디바이스의 매우 짧은 범위(최대 10m) 2.4~2.83GHz 데이터 트랜시버.주로 휴대용 디바이스 간의 파일 교환 및 휴대 전화와 음악 플레이어의 무선 이어폰 접속에 사용됩니다.
    • 마이크로파 릴레이 - 접시 안테나 및 다른 접시 안테나 및 수신기에 마이크로파 빔을 전송하는 송신기로 구성된 장거리 고대역폭 포인트 투 포인트 데이터 전송 링크.안테나는 가시거리 내에 있어야 하기 때문에 거리는 시야에 따라 30~40마일로 제한됩니다.마이크로파 링크는 개인 비즈니스 데이터, WAN(Wide Area Computer Network) 및 전화 회사에서 도시 간 장거리 전화 및 텔레비전 신호를 전송하기 위해 사용됩니다.
  • 위성 통신 - 통신 위성은 지구에서 널리 떨어져 있는 지점들 간의 데이터 전송에 사용됩니다.다른 위성들은 탐색 구조, 원격 감지, 기상 통보, 과학 연구에 사용된다.위성 및 우주선과의 무선 통신은 지구 동기 위성의 경우 35,786 km (22,236 mi)에서 행성간 우주선의 경우 수십억 km에 이르는 매우 긴 경로 길이를 포함할 수 있다.이것과 우주선 송신기가 사용할 수 있는 전력은 한정되어 있기 때문에 매우 민감한 수신기를 사용해야 합니다.
  • 원격 제어 - 원격 제어 수신기는 장치를 제어하는 디지털 명령을 수신합니다. 이 명령어는 우주선이나 무인 항공기처럼 복잡하거나 차고 문 개폐기처럼 단순할 수 있습니다.원격 제어 시스템에는 제어 장치 상태에 대한 데이터를 컨트롤러로 다시 전송하기 위한 원격 측정 채널도 포함되어 있습니다.무선 조종 모델 및 기타 모델에는 모형 자동차, 보트, 비행기 및 헬리콥터의 멀티 채널 수신기가 포함됩니다.단거리 라디오 시스템은 키리스 엔트리 시스템에 사용됩니다.
  • 무선 위치 - 전파를 사용하여 물체의 위치 또는 방향을 결정하는 것입니다.
    • 레이더(Radar) - 목표물에서 반사되는 좁은 마이크로파 빔을 수신기로 전송하는 장치로, 항공기, 우주선, 미사일, 선박 또는 육상 차량과 같은 물체를 찾는 데 사용됩니다.타깃으로부터의 반사파는 보통 같은 안테나에 접속된 수신기로 수신되며 타깃으로의 방향을 나타냅니다.항공, 선박, 항법, 기상 예보, 우주 비행, 차량 충돌 방지 시스템 및 군에서 널리 사용됩니다.
    • 위성항법장치(GNSS) 수신기(미국 위성항법시스템과 함께 사용되는 GPS 수신기 등) - 가장 널리 사용되는 전자 항법장치.지구 저궤도에 있는 여러 위성으로부터 동시에 데이터 신호를 수신하는 자동 디지털 수신기입니다.매우 정확한 시간 신호를 사용하여 위성까지의 거리, 그리고 이를 통해 수신자의 지구 내 위치를 계산합니다.GNSS 수신기는 휴대용 기기로 판매되며 휴대폰, 차량, 무기, 심지어 포탄에도 통합된다.
    • VOR 수신기 - 108~117.95MHz 사이의 VOR 내비게이션 비콘에서 VHF 신호를 사용하여 항공 항행을 위해 비콘으로 가는 방향을 매우 정확하게 결정하는 항공기의 내비게이션 기기.
    • 야생동물 추적 수신기 - 야생동물 관리를 위해 소형 VHF 송신기로 태그를 부착한 야생동물을 추적하는 데 사용되는 지향성 안테나가 있는 수신기.
  • 다른.
    • 원격 측정 수신기 - 데이터 신호를 수신하여 프로세스 상태를 모니터링합니다.원격측정법은 비행 중인 미사일과 우주선, 석유와 가스 시추 중 우물 벌목, 원격지 무인 과학 기구 등을 감시하는 데 사용된다.
    • 측정 수신기 - 무선 신호의 특성을 측정하는 데 사용되는 교정된 실험실급 무선 수신기.스펙트럼 분석기가 포함되어 있는 경우가 많습니다.
    • 전파 망원경 - 전파 천문학에서 별, 성운, 은하와 같은 우주의 천문학 전파원에서 나오는 약한 전파를 연구하기 위한 과학 기구로 사용되는 특수 안테나 및 전파 수신기.이들은 직경 500m의 대형 포물선(접시) 안테나와 매우 민감한 무선회선을 가진 현존하는 무선수신기 중 가장 민감한 것입니다.수신기의 RF 프론트 엔드는 많은 경우 무선 노이즈를 줄이기 위해 액체 질소에 의해 저온 냉각됩니다.

리시버 구조

참고 항목: 무선 수신기 설계
안테나 기호

무선수신기는 수신전파로부터의 에너지의 일부를 수신기의 입력에 인가되는 작은 무선주파수 AC전압으로 변환하는 안테나에 접속된다.안테나는 일반적으로 금속 도체의 배열로 구성됩니다.전파의 진동하는 전기장과 자기장은 안테나의 전자를 앞뒤로 밀면서 진동 전압을 생성합니다.

안테나는 AM 라디오의 페라이트 루프 안테나 및 휴대 전화의 플랫 반전 F 안테나처럼 수신기의 케이스 안에 봉입할 수 있습니다.FM 라디오에 사용되는 위피 안테나처럼 수신기의 외부에 부착하거나 옥상 텔레비전 안테나 및 위성 안테나처럼 케이블로 별도로 장착하여 수신기에 연결할 수 있습니다.그 사람.

수신기의 주요 기능

실용적인 무선 수신기는 안테나로부터의 신호에 대해 필터링, 증폭 및 [8]복조의 세 가지 기본 기능을 수행합니다.

대역 통과 필터링

주요 기사: Bandpass 필터
무선 수신기의 블록 다이어그램에 사용되는 밴드 패스 필터 기호

많은 송신기로부터의 전파는 서로 간섭하지 않고 동시에 공기를 통과하여 안테나에 의해 수신됩니다.이들은 주파수가 다르기 때문에 수신기에서 분리될 수 있습니다.즉, 각 송신기로부터의 전파는 다른 속도로 진동합니다.원하는 무선 신호를 분리하기 위해 밴드패스 필터는 원하는 무선 전송 주파수를 통과시키고 다른 모든 주파수에서 신호를 차단합니다.

밴드패스 필터는 하나 이상의 공진 회로(튜닝 회로)로 구성됩니다.공진 회로는 안테나 입력과 접지 사이에 연결됩니다.착신 무선 신호가 공진 주파수에 있는 경우, 공진 회로는 높은 임피던스를 가지며 원하는 스테이션으로부터의 무선 신호는 수신기의 다음 단계로 전달됩니다.다른 모든 주파수에서는 공진회로의 임피던스가 낮기 때문에 이들 주파수의 신호는 접지로 전도됩니다.

  • 대역폭 및 선택성:그래프를 참조해 주세요.무선 전송의 정보(변조)는 반송파 주파수(C)의 양쪽에서 사이드 밴드(SB)라고 불리는 2개의 좁은 주파수 대역에 포함되어 있기 때문에 필터는 단일 주파수가 아닌 주파수 대역을 통과해야 합니다.수신기가 수신하는 주파수의 대역은 패스밴드(PB)라고 불리며, 패스밴드의 폭(킬로헤르츠)은 대역폭(BW)이라고 불립니다.필터의 대역폭은 사이드밴드가 왜곡 없이 통과할 수 있을 정도로 넓어야 하지만 인접한 주파수(그림의 S2 등)의 간섭 전송을 차단할 수 있을 정도로 좁아야 합니다.수신기가 원하는 스테이션에 주파수가 가까운 불필요한 무선 스테이션을 거부하는 기능은 필터에 의해 결정되는 선택성이라고 불리는 중요한 파라미터입니다.현대의 리시버에서는 캐패시터-인덕터 동조회로의 네트워크에 비해 선택성이 뛰어난 세라믹 공진기 또는 표면 음향파(SAW) 필터가 자주 사용됩니다.
  • 튜닝: 특정 방송국을 선택하려면 원하는 송신기의 주파수에 맞춰 무선이 "튜닝"됩니다.라디오에는 다이얼 또는 디지털 디스플레이가 있어, 튜닝 되고 있는 주파수를 나타냅니다.튜닝은 수신기의 패스밴드 주파수를 원하는 무선 송신기의 주파수로 조정하는 것입니다.튜닝 노브를 돌리면 튜닝 회로의 공진 주파수가 변경됩니다.공진 주파수가 무선 송신기의 주파수와 같으면 동조 회로가 진동하여 신호를 수신기의 나머지 부분에 전달합니다.
AM 또는 FM 무선 송신기로부터의 일반적인 무선 신호의 주파수 스펙트럼.반송파 주파수C f의 컴포넌트(C)로 구성됩니다.변조는 반송파 바로 위와 아래에 있는 사이드밴드(SB)라고 불리는 좁은 주파수 대역에 포함됩니다.
(오른쪽 그래프) 대역통과 필터가 안테나로 수신한 모든 무선신호 중 하나의 무선신호 S1을 선택하는 방법.그래프는 위에서 필터in V에 인가되는 안테나로부터의 전압, 필터 T의 전달 함수 및 필터out V의 출력 시의 전압을 주파수 f의 함수로서 나타낸다.전송 함수 T는 각 주파수에서 필터를 통과하는 신호의 양입니다.

증폭

주요 기사:앰프
증폭기 기호

수신 안테나가 수신하는 전파의 전력은 송신 안테나로부터의 거리의 제곱에 따라 감소합니다.라디오 방송국에서 사용되는 강력한 송신기를 사용하더라도, 수신기가 송신기에서 몇 마일 이상 떨어져 있는 경우, 수신기의 안테나가 가로채는 전력은 피코와트 또는 펨토와트 정도로 매우 작습니다.복구된 신호의 전력을 증가시키기 위해 앰프 회로는 배터리 또는 벽면 플러그의 전력을 사용하여 신호의 진폭(전압 또는 전류)을 증가시킵니다.대부분의 최신 수신기에서 실제 증폭을 수행하는 전자 부품은 트랜지스터입니다.

리시버에는 보통 몇 가지 증폭 단계가 있습니다.밴드패스 필터로부터의 무선 신호는 복조기를 구동하기에 충분히 강력하도록 증폭되며, 복조기의 오디오 신호는 스피커를 작동하기에 충분히 강력하도록 증폭됩니다.무선 수신기의 증폭 정도는 감도라는 파라미터에 의해 측정됩니다.감도는 안테나 측 스테이션의 최소 신호 강도로 마이크로볼트로 측정되며 일정한 신호 대 잡음비로 신호를 명확하게 수신하는 데 필요합니다.신호를 원하는 정도까지 증폭하는 것이 쉽기 때문에, 많은 현대 수신기의 감도의 한계는 증폭 정도가 아니라 회로에 존재하는 무작위 전자 노이즈로, 약한 무선 신호를 소멸시킬 수 있습니다.

복조

주요 기사:복조
복조기 기호

무선 신호가 필터링 및 증폭된 후 수신기는 변조된 무선 주파수 반송파로부터 정보 전달 변조 신호를 추출해야 합니다.이것은, 복조기(검출기)라고 불리는 회로에 의해서 행해집니다.각 변조 유형마다 다른 유형의 복조기가 필요합니다.

  • AM 복조기를 사용하는 (진폭 변조된) 무선 신호를 수신하는 AM 수신기
  • 주파수 변조 신호를 수신하는 FM 수신기는 FM 복조기를 사용한다
  • 주파수 시프트 키잉(무선 디바이스의 디지털 데이터 전송에 사용)을 수신하는 FSK 수신기는 FSK 복조기를 사용한다.

다른 많은 변조 유형도 특수 목적을 위해 사용됩니다.

복조기에 의해 출력되는 변조 신호는 보통 강도를 높이기 위해 증폭되며, 그 후 정보는 어떤 유형의 변환기에 의해 인간이 사용할 수 있는 형태로 다시 변환됩니다.방송 라디오와 같이 음성을 나타내는 오디오 신호를 이어폰이나 확성기에 의해 음파로 변환한다.텔레비전 수상기와 같이 동영상을 나타내는 영상 신호를 디스플레이에 의해 빛으로 변환한다.디지털 데이터는 무선 모뎀과 마찬가지로 컴퓨터나 마이크로프로세서에 입력으로 적용되어 사용자들과 상호 작용합니다.

AM 복조
주요 기사: 봉투 검출기
엔벨로프 검출 회로
봉투 디텍터 작동 방식
가장 이해하기 쉬운 복조는 AM 복조입니다.AM 라디오에서 오디오 변조 신호를 회복하기 위해 사용됩니다.AM 복조는 소리를 나타내며 라디오 스피커에 의해 음파로 변환됩니다.출력 전체에 바이패스 캐패시터(C)가 있는 다이오드(D)로 구성된 엔벨로프 검출기(회로 참조)라고 불리는 회로에 의해 실현됩니다.
그래프를 참조해 주세요.튜닝된 회로의 진폭 변조된 무선 신호는 (A)에 표시됩니다.빠른 진동은 무선 주파수 반송파입니다.오디오 신호(음성)는 파형의 진폭(크기)의 느린 변화(변조)에 포함됩니다.스피커에 직접 인가했을 경우, 이 신호를 소리로 변환할 수 없습니다.이는 오디오의 편차가 축의 양쪽에서 같기 때문에 평균 0이 되기 때문에 스피커의 다이어프램의 순운동이 발생하지 않기 때문입니다.(B) 이 신호가 검출기에 입력I V로 인가되면 다이오드(D)는 한 방향으로 전류를 흐르게 됩니다.그러나 반대 방향은 아니므로 신호의 한쪽에서만 전류 펄스를 통과시킬 수 있습니다.즉, AC 전류를 펄스 DC 전류로 정류합니다.결과적으로 부하L R에 인가되는 전압O V는 더 이상 평균 0이 아닙니다. 피크 값은 오디오 신호에 비례합니다. (C) 바이패스 캐패시터(C)는 다이오드로부터의 전류 펄스에 의해 충전되며, 그 전압은 펄스의 피크인 오디오파의 엔벨로프를 따릅니다.이 기능은 스무딩(로우패스 필터링) 기능을 수행하여 무선 주파수 반송파 펄스를 제거하여 저주파 오디오 신호가 부하L R을 통과하도록 합니다.오디오 신호는 증폭되어 이어폰이나 스피커에 공급됩니다.

튜닝 무선 주파수(TRF) 수신기

주요 기사:튜닝된 무선 주파수 수신기
튜닝된 무선 주파수 수신기의 블록 다이어그램.인접 주파수에서 스테이션을 거부할 수 있는 충분한 선택성을 얻으려면 여러 캐스케이드 밴드 패스필터 스테이지를 사용해야 합니다.점선은 밴드 패스필터를 함께 조정해야 함을 나타냅니다.

라디오 수신기의 가장 단순한 형식, 동조 라디오 주파수(호르몬 방출 인자)수신기에서, 위의 세가지의 기능 연속:[9](1)안테나로부터 라디오 신호를 섞은 것을 원하는 송신기의 신호를 추출하도록 필터링 된 경우;(2)이 진자 전압이 라디오 주파수(RF)증폭기의 공백이 증가할 것을 통해 보내지는 수행된다.eng복조기를 구동하기에 충분한 수준까지. (3) 복조기는 변조된 전파 반송파로부터 변조 신호(방송 수신기에서 음파를 나타내는 오디오 주파수 속도로 진동하는 전압)를 복구한다. (4) 변조 신호는 오디오 앰프에서 더 증폭된 다음 ap확성기나 이어폰에 연결하여 음파로 변환합니다.

TRF 수신기는 몇 가지 용도로 사용되지만 대부분의 애플리케이션에서 사용되는 [9]아래의 슈퍼헤테로다인 수신기에 비해 성능이 떨어지는 실질적인 단점이 있습니다.단점은 TRF에서 필터, 증폭 및 복조가 수신 무선 신호의 고주파수로 이루어지기 때문입니다.필터의 대역폭은 중심 주파수에 따라 증가하므로 TRF 수신기가 다른 주파수로 조정되면 대역폭이 달라집니다.가장 중요한 것은, 무선 스펙트럼의 폭주가 증가하고 있기 때문에, 무선 채널은 주파수 면에서 서로 매우 가까운 간격을 두고 있어야 한다는 것입니다.무선 주파수로 동작하는 필터를 구축하는 것은 매우 어렵습니다.대역폭은 좁고 간격이 긴 무선 스테이션을 분리할 수 있습니다.TRF 리시버는 일반적으로 적절한 선택성을 실현하기 위해 다수의 캐스케이드 튜닝 스테이지를 가지고 있어야 합니다.다음 '장점' 섹션에서는 슈퍼헤테로다인 리시버가 이러한 문제를 해결하는 방법에 대해 설명합니다.

슈퍼헤테로다인 디자인

주요 기사:슈퍼헤테로다인 수신기
슈퍼헤테로다인 리시버의 블록 다이어그램.점선은 RF 필터와 로컬 오실레이터를 탠덤으로 튜닝해야 합니다.

1918년 에드윈[10] 암스트롱에 의해 발명된 슈퍼헤테로다인 수신기는 몇 가지 특수한 용도를 제외한 거의 모든 현대[11][9][12][13] 수신기에 사용되는 디자인입니다.

슈퍼헤테로다인에서는 안테나로부터의 무선주파수 신호가 [14][15][16][17]처리되기 전에 낮은 '중간주파수'(IF)로 시프트된다.안테나에서 들어오는 무선 주파수 신호는 수신기의 로컬 오실레이터(LO)에 의해 생성된 변조되지 않은 신호와 혼합됩니다.혼합은 "믹서"라고 불리는 비선형 회로에서 이루어집니다.믹서 출력의 결과는 이 두 주파수 사이의 차이의 헤테로다인 또는 비트 주파수입니다.이 과정은 서로 다른 주파수의 두 음이 함께 연주되어 비트 음을 내는 방식과 유사합니다.이 낮은 주파수를 중간 주파수(IF)라고 합니다.IF 신호에는 원래 RF 신호에 있던 정보를 전송하는 변조 사이드 밴드도 있습니다.IF 신호는 필터 및 앰프 [12]단계를 통과한 다음 디텍터에서 복조되어 원래 변조를 복구합니다.

수신기는 쉽게 튜닝할 수 있습니다. 다른 주파수를 수신하려면 로컬 오실레이터 주파수만 변경하면 됩니다.믹서 후의 수신기의 스테이지가 고정 중간 주파수(IF)로 동작하기 때문에 IF 대역 통과 필터를 다른 주파수로 조정할 필요가 없습니다.고정 주파수로 인해 최신 수신기는 Q 계수가 매우 높은 정교한 석영 결정, 세라믹 공진기 또는 표면 음향파(SAW) IF 필터를 사용하여 선택성을 향상시킬 수 있습니다.

수신기의 프론트 엔드에 있는 RF 필터는, 화상 주파수의 무선 신호로부터의 간섭을 막기 위해서 필요합니다.입력 필터가 없으면 수신기는 두 개의 다른 [18][13][17][19]주파수로 수신 RF 신호를 수신할 수 있습니다.수신기는 이들 2개의 주파수 중 하나로 수신하도록 설계할 수 있습니다.수신기가 한쪽 주파수에서 수신하도록 설계되어 있는 경우 다른 쪽 주파수의 무선 스테이션 또는 무선 노이즈가 통과하여 원하는 신호를 방해할 수 있습니다.단일 조정 가능한 RF 필터 스테이지에서는 이미지 주파수가 거부됩니다.이미지 주파수는 원하는 주파수에서 비교적 멀리 떨어져 있기 때문에 간단한 필터로 충분한 거부감을 얻을 수 있습니다.원하는 신호에 훨씬 가까운 주파수의 간섭 신호의 제거는 튜닝을 [13]변경할 필요가 없는 중간 주파수 증폭기의 여러 첨예하게 조정된 스테이지에 의해 처리된다.이 필터는 선택성이 뛰어나지 않아도 되지만 수신기가 다른 주파수로 조정되므로 로컬 오실레이터와 함께 "추적"해야 합니다.RF 필터는 RF 앰프에 적용되는 대역폭을 제한하여 강력한 대역 외 신호에 의해 과부하가 방지됩니다.

이중 변환 슈퍼헤테로다인 수신기의 블록도

좋은 이미지 제거와 선택성을 모두 얻기 위해 많은 현대의 슈퍼헤트 수신기는 두 개의 중간 주파수, 즉 이중 변환 또는 이중 변환 슈퍼헤테로다인을 [9]사용합니다.수신 RF 신호는 먼저 첫 번째 믹서에서 하나의 로컬 오실레이터 신호와 혼합되어 높은 IF 주파수로 변환되며, 이미지 주파수에서 효율적인 필터링이 가능하도록 첫 번째 IF는 두 번째 믹서에서 두 번째 로컬 오실레이터 신호와 혼합되어 낮은 IF 주파수로 변환됩니다.일부 수신기는 트리플 컨버전스를 사용하기도 합니다.

추가 스테이지의 비용으로 슈퍼헤테로다인 수신기는 TRF 설계로 달성할 수 있는 것보다 더 큰 선택성의 이점을 제공한다.매우 높은 주파수를 사용하는 경우 수신기의 초기 단계만 가장 높은 주파수로 작동하면 됩니다. 나머지 단계는 더 낮은 주파수에서 수신기의 이득을 상당 부분 제공할 수 있으므로 관리가 더 쉬울 수 있습니다.튜닝은 다단계 TRF 설계에 비해 단순하며 튜닝 범위를 추적하려면 2단계만 필요합니다.수신기의 총 증폭은 RF, IF 및 오디오 앰프라는 서로 다른 주파수의 3개의 증폭기로 나뉩니다.이것에 의해, 대부분의 앰프 스테이지가 TRF [14]리시버와 같이 같은 주파수로 동작하는 리시버에서 발생하는 피드백이나 기생 발진에 관한 문제가 경감됩니다.

가장 중요한 장점은 낮은 중간 [9][12][14]주파수로 필터링을 수행함으로써 더 나은 선택성을 얻을 수 있다는 것입니다.수신기의 가장 중요한 파라미터 중 하나는 수신기가 받아들이는 주파수 대역인 대역폭입니다.인접한 간섭 스테이션 또는 노이즈를 거부하려면 좁은 대역폭이 필요합니다.기존의 모든 필터링 기술에서는 주파수에 비례하여 필터 대역폭이 증가하므로 낮은f 에서 필터링을 수행합니다(\ \ ） 。 무선 신호 f의 가 아닌 IF {\ 대역폭이 좁아집니다.현대의 FM과 텔레비전 방송, 휴대전화 및 기타 통신 서비스는 채널 폭이 좁기 때문에 슈퍼히테로다인 [12]없이는 불가능할 것이다.

자동 이득 제어(AGC)

주요 기사:자동 게인 컨트롤

수신기의 안테나로부터의 무선 신호의 신호 강도(진폭)는, 무선 송신기의 거리, 전력, [20]및 전파의 패스에 따른 전파 조건에 따라, 크기 순서로 큰폭으로 다릅니다.송신기로부터 수신하는 신호의 세기는 멀티패스 간섭 등 전파가 통과하는 경로의 전파 조건의 변화에 따라 시간에 따라 달라집니다.이것을 [20][9]페이딩이라고 부릅니다.AM 수신기에서 검출기로부터의 오디오 신호의 진폭과 음량은 무선 신호의 진폭에 비례하므로 페이딩은 음량의 변화를 일으킨다.또, 수신기가 강한 방송국과 약한 방송국 사이에 튜닝 되어 있기 때문에, 스피커로부터의 음량은 큰폭으로 다릅니다.AM 수신기에서 이를 처리하는 자동 시스템이 없으면 볼륨 컨트롤을 지속적으로 조정해야 합니다.

FM 또는 FSK와 같은 다른 유형의 변조에서는 변조의 진폭이 무선 신호 강도에 따라 달라지지 않지만,[9][21] 모든 유형의 복조기가 올바르게 작동하려면 일정한 범위의 신호 진폭이 필요합니다.신호 진폭이 부족하면 복조기의 노이즈가 증가하는 반면 신호 진폭이 과도하면 앰프 단계가 과부하(토화)되어 신호의 왜곡(클립)이 발생합니다.

따라서, 거의 모든 최신 수신기는 검출기에서 무선 신호의 평균 레벨을 모니터링하고 [9][21][20]복조를 위한 최적의 신호 레벨을 제공하기 위해 증폭기의 이득을 조정하는 피드백 제어 시스템을 포함합니다.이를 자동 이득 제어(AGC)라고 합니다.AGC는 사람의 눈에 있는 어두운 적응 메커니즘과 비교할 수 있습니다. 어두운 방에 들어갈 때 홍채 구멍에 [20]의해 눈의 이득이 증가합니다.가장 단순한 형태로 AGC 시스템은 RF 신호를 다양한 DC 레벨로 변환하는 정류기와 변동을 평활화하고 평균 [21]레벨을 생성하는 로우패스 필터로 구성됩니다.이 신호는 초기 앰프 단계에 제어 신호로 적용되어 게인을 제어합니다.슈퍼헤테로다인 수신기에서 AGC는 보통 IF 앰프에 인가되며 RF 앰프의 게인을 제어하는 제2의 AGC 루프가 있어 RF 앰프의 과부하를 방지할 수도 있다.

현대 디지털 수신기와 같은 특정 수신기 디자인에 신호를 관련된 문제는 직류 오프셋입니다.이 비슷한 피드백 시스템에 의해 수정하다.

역사

주요 기사:라디오의 역사

라디오 파도 처음의 실험 독일 물리학자 하인리히 헤르츠의 1887년 시리즈에서 제임스 클러크 맥스웰의 전자기 이론을 증명하기 위해 확인되었다.헤르츠 used spark-excited 다이폴 안테나와 마이크로 미터는 파도 불꽃 차이와 루프 dipole 안테나에 대한 그들을 발견할 수 있는 첨부된으로 생성됩니다.[22][23][24]학생들은 단지 전송 장치의 약 100피트 이내에 전파를 감지할 수 있다면 이 원시적인 장치 더 정확하게 전파 센서가 아니라"수신기"고, 통신에 사용되지 않지만 과학 실험에 실험실 악기에서 묘사하고 있다.

스파크 시대

주요 기사:무선 전신
굴리엘모 마르코니, 1890년대의 그의 초기 불꽃 송신기(바로)과 coherer 수신기( 떠났다)와 첫번째 라디오 수신기를 만들었다.그 수신기 종이 테이프의 모스 부호를 기록한다.
무선 전신 era[25]에서unamplified 라디오 수신기의 일반 블록 선도.
예제의 대서양 횡단radiotelegraph 메시지 종이 테이프에 1920년에 RCA의 뉴욕을 받고 센터에서 사이펀 레코오더.로 나타난.모스 코드의 번역은 테이프 아래 주어진다.

1887년부터 1917년까지 최초의 무선 송신기는 스파크 시대라고 불리는 기간 동안 사용된 스파크 갭 송신기로 전기 [26][27][28]스파크를 통해 정전용량을 방출하여 전파를 발생시켰다.각 스파크는 전파의 일시적인 펄스를 발생시켜 빠르게 0으로 [22][24]감소시켰다.이러한 감쇠된 파형은 현대의 AM 및 FM 전송에서처럼 소리를 전달하기 위해 변조될 수 없었습니다.그래서 스파크 송신기는 소리를 전송할 수 없었고 대신 무선전신을 통해 정보를 전송했다.전신 키를 사용하여 송신기를 빠르게 켜고 껐으며, 다양한 길이의 감쇠 전파 펄스("점"과 "대시")를 만들어 모스 부호로 [24][27]된 문자 메시지를 표시했습니다.

따라서, 최초의 무선 수신기는 현대의 수신기처럼 전파에서 오디오 신호를 추출할 필요가 없었고, 단지 무선 신호의 존재를 감지했을 뿐이었고, "점"[24]과 "대시" 중에 소리를 냈다.이 작업을 수행한 장치를 "검출기"라고 합니다.이때 증폭 장치가 없었기 때문에 수신기의 감도는 대부분 검출기에 의존했다.많은 다른 검출기 장치가 시도되었다.스파크 시대의 무선 수신기는 다음과 같은 [9]부품으로 구성되어 있습니다.

  • 안테나는 전파를 감청해서 작은 주파수의 전류로 변환합니다.
  • 와이어 코일에 접속된 콘덴서로 구성된 튜닝 회로로, 안테나에 의해 수신된 모든 신호 중에서 원하는 신호를 선택하는 밴드 패스 필터 역할을 합니다.캐패시터 또는 코일은, 수신기를 다른 송신기의 주파수에 맞추어 조정할 수 있었습니다.1897년 이전 초기 수신기에는 튜닝 회로가 없었고 안테나가 수신한 모든 무선 신호에 응답했기 때문에 주파수 식별 능력이 거의 없었고 근처에 [29]있는 송신기를 수신했습니다.대부분의 수신기는 코일이 자기적으로 결합된 동조 회로를 사용했는데, 이를 공진 변압기(진동 변압기) 또는 "느슨 결합기"라고 합니다.
  • 수신된 감쇠파마다 DC 전류의 펄스를 생성하는 검출기.
  • 전류 펄스를 음파로 변환하는 이어폰 등의 표시 장치.첫 번째 수신기는 대신 전기 벨을 사용했다.이후 상용 무선 시스템의 수신기는 움직이는 종이 테이프에 선을 긋는 전자석(아연도계)에 의해 흔들리는 바늘에 장착된 잉크 펜으로 구성된 모스 사이펀 [22]레코더를 사용했다.모스 "점" 또는 "대시"를 구성하는 각각의 감쇠된 파도는 바늘이 뒤집히면서 선의 변위를 만들어 테이프에서 읽을 수 있게 했다.이러한 자동 수신기를 사용하면 무선 통신사는 수신기를 지속적으로 감시할 필요가 없었습니다.

스파크 갭 송신기로부터의 신호는 120~4,000초 정도의 오디오 주파수 속도로 반복되는 감쇠파로 구성되어 있기 때문에 이어폰에서는 신호가 음악 톤이나 버즈처럼 들리고 모스 부호 "점"과 "대시"는 비프음처럼 들립니다.

전파를 통신에 사용한 최초의 사람은 굴리엘모 [27][30]마르코니였다.마르코니는 스스로 거의 발명하지 않았지만, 그는 라디오가 실용적인 통신 수단이 될 수 있다고 처음으로 믿었고, 1894-5년에 [30]시작된 최초의 무선 전신 시스템, 송신기 및 수신기를 주로 [27][31][32][33]다른 사람들에 의해 발명된 기술을 개선함으로써 개발했습니다.[34][35] 올리버 로지와 알렉산더 포포프도 [32][36]1894-5년에 비슷한 전파 수신 장치를 동시에 실험하고 있었지만, 그들은 [27][30]이 기간 동안 모스 부호를 전송한 것으로 알려져 있지 않고, 무작위로 펄스의 끈을 가지고 있었다.그러므로, 마르코니는 보통 최초의 라디오 수신기를 만든 공로를 인정받는다.

코헤러 수신기

주요 기사:코헤라
1904년 마르코니에 의해 개발된 코헤러.
1896년 런던 토인비 홀에서 열린 그의 "블랙박스" 시연에서 사용된 마르코니의 첫 번째 코히어 수신기 중 하나입니다.코셔러는 오른쪽에 있고, "테이퍼"는 바로 뒤에 있고, 릴레이는 왼쪽에 있고, 배터리는 뒤에 있습니다.
20세기 첫 10년 동안의 전형적인 상용 무선 전신 수신기.코헤러(오른쪽)는 전파의 펄스를 검출해, 모스 부호의 「점」과 「대시」를 사이펀 레코더(왼쪽)에 의해 종이 테이프에 잉크로 기록해 나중에 전사했다.

1894-5년 마르코니, 올리버 로지, 알렉산더 포포프에 의해 발명된 최초의 무선 수신기는 1890년 에두아르 브란리에 의해 발명되고 로지와 마르코니에 [22][27][29][32][36][37][38]의해 개량된 코헤러라고 불리는 원시 전파 검출기를 사용했다.코헤러는 양 끝에 금속 전극이 있고 전극 사이에 금속 [22][27][39]가루가 느슨하게 있는 유리 튜브였습니다.처음에는 저항이 높았어요.전극에 무선주파수 전압이 가해지면 저항이 낮아져 전기가 통했다.수신기에서 코히러는 안테나와 접지 사이에 직접 연결되어 있습니다.안테나 외에 코히러는 배터리와 릴레이로 DC 회로에 접속되어 있습니다.들어오는 전파가 코헤러의 저항을 줄이면 배터리의 전류가 코헤러를 통해 흐르면서 벨을 울리거나 사이펀 레코더의 종이 테이프에 표시를 하기 위해 릴레이를 켭니다.다음 전파 펄스를 수신하기 위해 코헤러를 이전의 비전도 상태로 복원하기 위해서는 금속 [22][27][36][40]입자를 교란하기 위해 기계적으로 두드려야 했다.이것은 "디코헤러"에 의해 이루어졌는데, 이는 튜브에 부딪힌 클래퍼로 릴레이에 의해 구동되는 전자석에 의해 작동되었다.

코헤러는 잘 알려지지 않은 고풍스러운 장치이며, 오늘날에도 다양한 유형이 작동한 [22][31][41]정확한 물리적 메커니즘에 대해서는 다소 불확실합니다.그러나 이는 본질적으로 쌍안정 장치인 전파 작동 스위치였기 때문에 전파를 수정하여 소리를 전달하는 [22][31]최신 진폭 변조(AM) 무선 전송을 복조할 수 없었다.

긴 일련의 실험에서 마르코니는 헤르츠의 쌍극자 안테나 대신 고가 와이어 모노폴 안테나를 사용함으로써 지구의 곡선을 넘어 더 먼 거리를 전송할 수 있다는 것을 발견했는데, 이는 라디오가 단지 실험실의 호기심뿐만 아니라 상업적으로도 가능한 통신 방법이라는 것을 증명했다.이것은 1901년 12월 12일 콘월 폴두에서 세인트루이스로 역사적인 대서양 횡단 무선 전송으로 끝이 났다. 뉴펀들랜드의 존즈에서 코헤러에 의해 수신된 3500km([31][35]2200마일)의 거리.그러나 이 시대의 강력한 송신기를 사용하더라도 공청회 수신기의 일반적인 범위는 수백 마일로 제한되었다.

1907년경 결정 검출기와 전해 검출기로 대체될 때까지 약 10년 [39]동안 초기 무선 수신기에 사용된 지배적인 검출기로 남아 있었다.많은 개발 작업에도 불구하고, 그것은 매우 조잡한 불만족스러운 [22][27]장치였다.그것은 매우 민감하지 않았고, 또한 의도된 [27][39]신호뿐만 아니라 인근 조명이 켜지거나 꺼지는 것과 같은 충동적인 무선 노이즈(RFI)에도 반응했습니다.번거로운 기계적인 "테이핑백" 메커니즘으로 인해 스파크 갭 송신기는 종이 테이프 [42][43]기계로 최대 100 WPM의 속도로 모르스를 전송할 수 있는 반면, 모르스 부호의 데이터 전송 속도는 분당 약 12~15 워드로 제한되었습니다.

기타 초기 검출기

인간의 뇌를 전파탐지기로 사용하는 실험, 1902

코헤러의 저조한 성과는 더 나은 전파 탐지기를 찾기 위한 많은 연구에 동기를 부여했고, 많은 것들이 발명되었다.몇몇 이상한 장치들이 시도되었다; 연구원들은 개구리[44] 다리와 심지어 시체에서 나온 사람의[45] 뇌를 [22][46]탐지기로 사용하는 실험을 했다.

20세기 초에는 진폭 변조(AM)를 사용하여 라디오(라디오 텔레포니)로 소리를 전달하는 실험이 이루어졌습니다.따라서 검출기 연구의 두 번째 목표는 AM 신호를 복조하여 전파 반송파에서 오디오(음향) 신호를 추출할 수 있는 검출기를 찾는 것이었다.시행착오를 통해 이는 "비대칭 전도"를 보이는 검출기에 의해 수행될 수 있다는 것이 밝혀졌다. 즉, 전류를 한 방향으로만 전달하고 다른 [47]방향으로는 전달하지 않는 장치이다.이렇게 하면 교류 라디오 신호가 수정되어 반송파 사이클의 한쪽이 제거되고 오디오 변조 신호에 따라 진폭이 변화하는 펄스 DC 전류가 남습니다.이어폰에 적용하면 전달된 소리가 재생됩니다.

아래는 [48][49]1920년경 진공관이 점령하기 전에 널리 사용되었던 검출기입니다.자기 검출기를 제외한 모든 것이 수정되어 AM 신호를 수신할 수 있습니다.

자기 검출기
  • 자기 검출기 - 1902년 굴리엘모 마르코니가 어니스트 러더포드에 의해 발명되어 1912년경에 오디온 진공관을 채택하기 전까지 마르코니에 의해 개발된 이 기계는 와인드업 [50][51][52][53]메커니즘에 의해 회전된 두 개의 도르래 사이를 통과하는 끝없는 철선 띠로 구성된 기계 장치였다.철선은 두 개의 자석에 의해 만들어진 자기장에서 안테나에 부착된 가는 와이어의 코일을 통과했습니다.철의 이력(hysteresis)은 무선 신호가 여자 코일을 통과할 때마다 센서 코일에 전류 펄스를 유도했습니다.자기 검출기는 진동에 민감하지 않기 때문에 선상 수신기에 사용되었다.하나는 1912년 4월 15일 침몰 [54]당시 구조를 요청하기 위해 사용되었던 RMS 타이타닉의 무선 방송국의 일부였다.
전해 검출기
  • 전해 검출기("액체 바레터") - 1903년 Reginald Fessenden에 의해 발명된 이것은 얇은 은 도금 백금 와이어로 구성되어 있으며 끝이 질산 [22][51][55][56][57]컵의 표면에 접촉합니다.전해 작용으로 인해 전류가 한 방향으로만 흐르게 되었습니다.그 검출기는 [51]1910년까지 사용되었다.Fessenden이 미 해군 함정에 설치한 전해 검출기는 1906년 크리스마스 이브에 Fessenden이 그의 새로운 교류 발전기 [22]송신기를 사용하여 크리스마스 음악을 전송한 첫 번째 AM 라디오 방송을 수신했다.
얼리 플레밍 밸브.
선박에서 사용하는 마르코니 밸브 리시버는 한 개가 불에 탈 경우를 대비해 플레밍 밸브(위)를 두 개 가지고 있었다.그것은 RMS 타이타닉에 사용되었다.
  • 열전자 다이오드 (플리밍 밸브) - 1904년 존 앰브로스 플레밍에 의해 발명된 최초의 진공관은 두 개의 전극을 포함하는 진공 유리 전구로 구성되었습니다: 백열전구와 유사한 열선 필라멘트로 구성된 음극과 금속판 양극입니다.[29][58][59][60]마르코니의 컨설턴트인 플레밍은 대서양 횡단 무선 수신을 위한 보다 민감한 감지기로 밸브를 발명했다.필라멘트는 별도의 전류에 의해 가열되고 열전자 방출에 의해 튜브로 전자를 방출했는데, 이 효과는 토마스 에디슨에 의해 발견되었다.무선 신호는 음극과 양극 사이에 적용되었다.양극이 양일 때는 전자의 전류가 음극에서 양극으로 흐르지만, 양극이 음일 때는 전자가 격퇴되어 전류가 흐르지 않았다.플레밍 밸브는 제한적으로 사용되었지만 가격이 비싸고 필라멘트 수명이 제한적이며 전해나 결정 [58]검출기처럼 민감하지 않았기 때문에 인기가 없었습니다.
1920년대 크리스털 라디오의 갈레나 고양이 수염 검출기
  • 결정 검출기(고양이의 수염 검출기) - 1904-1906년 헨리 H. C.에 의해 발명되었습니다.Dunwoody와 Greenleaf Whittier Pickard는 1874년 칼 퍼디난드 브라운이 크리스탈에서 "비대칭 전도"를 발견한 것을 바탕으로 진공관 시대 이전에[47][48] 가장 성공적이고 널리 사용된 검출기였으며 크리스털 라디오 수신기(아래)[51][61][62]에 이름을 붙였다.첫 번째 반도체 전자장치 중 하나인 결정검출기는 표면이 조절 가능한 [29]암에 장착된 미세한 스프링 모양의 금속선에 의해 접촉되는 갈레나(황화납)와 같은 결정성 반도체 광물의 완두콩 크기의 조약돌로 구성되어 있다.이것은 전류를 한 방향으로만 전달하는 원시 다이오드의 기능을 했습니다.결정 라디오에서의 사용 외에도, 카보룬덤 결정 검출기는 진공관 격자 누출 검출기보다 더 민감하기 때문에 일부 초기 진공관 라디오에서도 사용되었다.

진공관 시대 동안, "검출기"라는 용어는 전파 검출기를 의미하는 것에서 라디오 신호에서 오디오 변조 신호를 추출할 수 있는 장치인 복조기를 의미하는 것으로 바뀌었습니다.그것이 오늘날 그것의 의미이다.

튜닝

"튜닝"은 수신기의 주파수를 원하는 무선 전송 주파수로 조정하는 것을 의미합니다.첫 번째 수신기에는 튜닝된 회로가 없었고, 검출기는 안테나와 접지 사이에 직접 연결되었습니다.안테나 이외의 주파수 선택 컴포넌트가 없기 때문에 수신기의 대역폭은 [28][29][37][63]안테나의 넓은 대역폭과 동일했습니다.최초의 Hertzian 스파크 송신기에는 튜닝 회로가 없었기 때문에 이것은 허용 가능하며 심지어 필요하기도 했다.불꽃의 충동적인 특성으로 인해 전파의 에너지는 [64][65]매우 넓은 주파수 대역으로 분산되었다.이 광대역 신호로부터 충분한 에너지를 공급받으려면 수신기의 대역폭도 넓어야 합니다.

특정 영역에서 여러 스파크 송신기가 방사될 때 주파수가 겹쳐서 신호가 서로 간섭하여 [28][63][66]수신이 불안정하게 되었습니다.수신자가 어떤 송신기의 신호를 [66][67]수신할지를 선택할 수 있도록 하기 위해서는 어떤 방법이 필요했습니다.잘못 조정된 송신기에 의해 생성된 여러 파장은 신호가 "감쇠"되거나 소멸되어 전송 [68]전력과 범위가 크게 감소했습니다.1892년 윌리엄 크룩스는 라디오에서 공명을[69] 사용하여 송신기와 수신기의 대역폭을 줄일 것을 제안했다.그 후, 다른 송신기를 다른 주파수로 송신하도록 「조정」할 수 있기 때문에,[35][64][70] 간섭하지 않습니다.수신기에는 공진 회로(튜닝 회로)도 있어 공진 회로를 송신기와 같은 주파수로 "튜닝"함으로써 특정 신호를 수신할 수 있습니다. 이는 악기를 다른 악기와 공진하도록 튜닝하는 것과 유사합니다.이것은 모든 현대 라디오에 사용되는 시스템이다.

튜닝은 Hertz의 초기 실험에서[71] 사용되었으며 튜닝의 실제 적용은 1890년대 초중반 무선 통신용으로 특별히 설계되지 않은 무선 시스템에서 나타났습니다.니콜라 테슬라는 1893년 3월 조명(주로 지상[72] 전도라고 생각되는 것)을 위한 전력의 무선 전송을 시연하는 강의에서 튜닝의 요소를 포함했습니다.무선 조명 시스템 방을 가로질러 다른 공진 변압기형 가속기는 가이슬러관 불이 켜져 있는 전송 장치의 빈도로 돌렸다 권력 전해진 곳에서 와이어 안테나와spark-excited 접지 리액터 변압기로 구성되어 있다.[32][70]자유 공간에"헤르츠의 파도"(라디오)조정하고 입증된 헤르츠의 일에 올리버 로지의 1894년 강의에 설명되었다.[73]그 당시 로지지만 그가, 안테나 동조하도록 가변 인덕턴스의 사용을 포함해 라디오(그는"동조"을 그렇게 불렀다)동조의 방법(1897년에 특허가)을 개발하는 데 갈 것 물리와 대신 의사 소통 체계를 확립할의 전파 광학적 자질을 보여 주고 있었다.[74][75][76]

1897년까지 튜닝 시스템의 장점이 분명해졌고, 마르코니와 다른 무선 연구진은 함께 연결된 콘덴서와 인덕터로 구성된 튜닝 회로를 송신기와 [28][32][35][37][63][75]수신기에 통합했습니다.튜닝된 회로는 튜닝 포크의 전기 아날로그와 같은 역할을 했습니다.공진 주파수에서는 높은 임피던스를 가졌지만 다른 모든 주파수에서는 낮은 임피던스를 가졌다.안테나와 디텍터 사이에 연결된 이 필터는 밴드패스 필터 역할을 하여 원하는 스테이션의 신호를 디텍터로 전달하지만 다른 모든 신호는 [29]접지로 라우팅합니다.수신된 스테이션의 주파수는 튜닝 회로의 캐패시턴스 C 및 인덕턴스 L에 의해 결정되었습니다.

유도 결합
마르코니는 1900년 4월 논란이 됐던 '4회로' 특허 7777호에서 유도 결합 코헤러 수신기를 장착했다.
1904년부터 변압기를 받는 브라운
1914년산 "느슨 커플러" 튜닝 변압기가 장착된 크리스털 수신기.보조 코일(1)을 1차(인박스) 안 또는 밖으로 슬라이드하여 커플링을 조정할 수 있습니다.기타 컴포넌트: (2) 프라이머리 튜닝 캐패시터, (3) 세컨더리 튜닝 캐패시터, (4) 로딩 코일, (5) 결정 검출기, (8) 헤드폰

주파수에 가까운 다른 송신기로부터의 무선 노이즈와 간섭을 배제하려면 수신기의 밴드 패스필터(튜닝 회로)는 좁은 대역폭을 가지며 좁은 주파수 [28][29]대역만 통과할 수 있어야 합니다.최근까지 리시버에서 계속 사용되고 있는 최초의 리시버에서 사용되고 있는 밴드 패스필터의 형태는 이중 튜닝된 유도결합회로, 즉 공진변압기(오실레이션트랜스 또는 RF트랜스)[28][32][35][37][75][77]였습니다.안테나와 접지는 와이어 코일에 연결되었고, 와이어 코일은 캐패시터가 가로지르는 두 번째 코일에 자기적으로 결합되어 [29]검출기에 연결되었습니다.안테나에서 1차 코일을 통과하는 RF 교류는 검출기에 공급되는 2차 코일에 전류를 유도하는 자기장을 생성했습니다.1차 코일과 2차 코일은 모두 튜닝된 [63]회로입니다. 1차 코일은 안테나의 캐패시턴스와 공진하고 2차 코일은 안테나의 캐패시턴스와 공진합니다.둘 다 동일한 공진 주파수로 조정되었습니다.

이 회로에는 두 가지 [29]장점이 있습니다.하나는 올바른 회전비를 사용함으로써 안테나의 임피던스를 수신기의 임피던스와 일치시켜 수신기에 최대 RF 전력을 전송할 수 있다는 것입니다.임피던스 매칭은 이 [25][29]시대의 증폭되지 않은 리시버에서 최대 수신 범위를 달성하기 위해 중요했습니다.일반적으로 코일에는 멀티포지션 스위치로 선택할 수 있는 탭이 있습니다.두 번째 장점은 "Loose Coupling"으로 인해 단순한 튜닝 회로보다 대역폭이 훨씬 좁고 대역폭을 [28][77]조정할 수 있다는 것입니다.일반 변압기와 달리 두 코일은 "느슨하게 결합"되어 있어 물리적으로 분리되어 1차 코일의 모든 자기장이 2차 인덕턴스를 통과하지 못했기 때문에 상호 인덕턴스가 감소했습니다.이를 통해 결합된 튜닝 회로는 단일 튜닝 회로보다 좁은 대역폭인 "더 샤프한" 튜닝을 제공했습니다.크리스털 리시버와 함께 널리 사용되는 "Navy 타입" 루즈 커플러(그림 참조)에서는 작은 2차 코일이 1차 코일의 안팎으로 슬라이드할 수 있는 랙에 장착되어 [28][78]코일 간의 상호 인덕턴스를 변화시켰습니다.오퍼레이터가 인근 주파수에서 간섭 신호를 발견하면 세컨더리가 프라이머리 밖으로 더 미끄러져 나와 결합이 줄어들어 대역폭이 좁아지고 간섭 신호가 거부될 수 있습니다.단점은 1차 튜닝, 2차 튜닝, 커플링 등 느슨한 커플러의 세 가지 조정 모두 인터랙티브하게 되어 한쪽을 변경하면 다른 한쪽이 변경된다는 것입니다.그래서 새로운 방송국을 튜닝하는 것은 연속적인 조정 과정이었다.

스파크 송신기가 좁은 주파수 대역에서 전송되는 연속파 송신기로 대체되면서 선택성이 더욱 중요해지고,[29] 방송으로 인해 무선 스펙트럼으로 붐비는 간격이 긴 라디오 방송국이 확산되었습니다.공진 변압기는 진공관 라디오에서 밴드패스 필터로 계속 사용되었고, 변압기와 같은 새로운 형태가 [78][79]발명되었다.AM 수신을 위한 이중 조정 변압기의 또 다른 장점은 적절히 조정했을 때 단일 [80]조정 회로의 "피크" 응답과는 달리 "플랫 탑" 주파수 응답 곡선을 가진다는 것입니다.이것에 의해, 높은 오디오 주파수를 감쇠시키는 단일 튜닝 회로와는 달리, 캐리어 양쪽의 AM 변조의 사이드 밴드를 거의 왜곡 없이 통과할 수 있었습니다.최근까지 모든 최신 수신기에 사용되는 슈퍼헤테로다인 회로의 밴드패스 필터는 IF 변압기라고 불리는 공명 변압기로 만들어졌습니다.

특허 분쟁

마르코니의 초기 라디오 시스템은 음역을 제한하고 [81]간섭을 가중시키는 비교적 낮은 튜닝을 가지고 있었다.이 단점을 극복하기 위해 그는 송신기와 [81]수신기의 "싱토니"에 튜닝된 코일이 있는 4개의 회로 시스템을 개발했습니다.1900년 4월 출원한 영국 #7,777(47개) 특허는 1897년 5월 처음 출원된 올리버 로지의 Syntonic 특허와 페르디난드 [81]브라운이 출원한 특허를 침해해 1년 뒤 특허 분쟁의 문을 열었다.마르코니는 영국과 프랑스에서 특허를 취득할 수 있었지만, 1900년 11월에 출원된 그의 튜닝된 4회로 특허의 미국 버전은 로지의 튜닝 시스템에 의해 예상된 것에 근거해 처음에는 거절당했고, 브라운과 [82]로지의 이전 특허 때문에 리파일된 버전은 기각되었다.더 이상의 해명 및 재제출은 테슬라가 무선 송전 [83]시스템에 대해 취득한 두 개의 이전 특허 중 일부를 침해했다는 이유로 기각되었다.마르코니의 변호사들은resubmitted 특허 또 당초는 기존 존 스톤 스톤 동조 특허 때문에 그것을 거절했다 다른 검사관에 의해서 재고하러 갔었는데 마침내 6월 1904년에 가변 인덕턴스 동조의 Stone[84][85]에서 다른 있는톤의 길이를 다양화에 의해 튜닝된 독특한 제도에 따라 승인된 수 있었그는 ante1911년 Lodge의 [82]Syntonic 특허가 7년간 연장되었을 때 Marconi Company는 특허분쟁을 해결하기로 합의하고 1912년 Lodge의 무선회사를 특허로 인수하여 필요한 [86][87]우선권을 부여했다.1943년 마르코니 컴퍼니스가 제1차 세계대전 중 특허 침해에 대해 미국 정부를 고소할 수 있는 능력에 대한 미국 대법원의 판결을 포함한 다른 특허 분쟁들이 수년 동안 불거질 것이다.법원은 자사 특허가 로지,[32][70] 스톤, 테슬라의 특허보다 우선권이 없다고 판단되면 마르코니사의 특허침해 소송을 제기할 수 없다며 기각했다.

크리스털 라디오 수신기

주요 기사:크리스털 라디오
1920년 이전에는 크리스털 리시버가 무선 전신국에서 사용되는 주요 타입이었고 1915년의 마르코니 타입 106과 같은 정교한 모델이 만들어졌다.
1920년경 크리스털 리시버로 첫 방송을 듣는 가족.엄마와 아빠는 이어폰을 공유해야 한다.
1920년경 진공관 수신기가 등장한 이후 크리스털 세트는 젊은이들과 가난한 사람들이 사용하는 단순하고 값싼 대체 라디오가 되었다.
심플 크리스탈 라디오코일에 연결된 와이어 안테나의 캐패시턴스는 튜닝된 회로에서 캐패시터 역할을 합니다.
일반적인 "느슨 커플러" 크리스털 무선 회로

1904년 무선전신시대에 발명됐지만 크리스털 라디오 수신기는 AM 송신을 바로잡아 방송시대로 가는 가교 역할을 했다.무선 전신 시대에 상업국에서 주로 사용되었던 타입일 뿐만 아니라,[88] 일반에 의해 널리 사용된 최초의 수신기였다.20세기의 첫 20년 동안, 라디오 방송국이 무선 전신 대신 AM 음성(전파 전화)으로 전송하기 시작하면서, 라디오 청취는 인기 있는 취미가 되었고, 크리스털은 가장 간단하고 저렴한 검출기였다.저렴하고 신뢰할 수 있는 이 수신기를 구입하거나 집에서 만든 수백만 명의 사람들은 [89]1920년경에 시작된 최초의 라디오 방송을 위해 대중 청취자들을 만들었다.1920년대 후반에는 크리스털 리시버가 진공관 리시버로 대체되어 상업적으로 사용되지 않게 되었습니다.하지만, 그것은 [88]2차 세계대전까지 젊은이들과 가난한 사람들에 의해 계속 사용되었습니다.오늘날 이 간단한 라디오 수신기는 교육 과학 프로젝트로 학생들에 의해 만들어졌습니다.

크리스털 라디오는 해리슨 H. C.에 의해 발명된 고양이의 수염 감지기를 사용했다.1904년 던우디와 그린리프 휘티어 피카드가 라디오 주파수 [29][51][90]신호에서 오디오를 추출했습니다.그것은 보통 갈레나라고 하는 광물 결정으로 구성되어 있었고, 그것은 조절 가능한 [51][91]팔에 가는 스프링 같은 철사(고양이 수염)를 가볍게 닿았습니다.결과적으로 발생하는 조반도체 접합부는 숏키 장벽 다이오드로 기능하여 한 방향으로만 전도하였다.결정 표면의 특정 부위만 검출기 접합부로 작동하며 접합부는 미세한 진동으로 인해 교란될 수 있다.따라서 매번 사용하기 전에 시행착오를 거쳐 사용 가능한 부위가 발견되었습니다. 작업자는 라디오가 작동하기 시작할 때까지 고양이의 수염을 크리스탈을 가로질러 끌어다 놓았습니다.나중에 반도체 연구원이 된 Frederick Seitz는 다음과 같이 썼다.

신비롭게 보이는 것에 가까운 그러한 다양성은 결정 검출기의 초기 역사를 괴롭혔고, 후대의 많은 진공관 전문가들은 결정 정류 기술을 [92]평판이 나쁜 것에 가깝다고 여겼다.

크리스탈 라디오는 증폭되지 않고 라디오 방송국에서 수신한 전파의 전력을 받아 이어폰으로 들어야 했고 [29][91]확성기를 구동할 수 없었다.그것은 긴 와이어 안테나를 필요로 했고, 그것의 감도는 안테나의 크기에 달려 있었다.무선 시대에는 거대한 안테나를 갖춘 상업용 및 군사용 장파 방송국에 사용되어 대서양 횡단 [93][94]트래픽을 포함한 장거리 무선 통신 트래픽을 수신할 수 있었습니다.하지만, 방송국을 수신하기 위해 사용되었을 때, 일반적인 가정용 크리스털 세트는 약 25마일로 [95]더 제한된 범위를 가지고 있었다.정교한 크리스털 라디오에서는 유도 결합 튜닝 회로인 "Loose Coupler"가 Q를 증가시키기 위해 사용되었습니다.하지만 현대 [91]리시버에 비해 선택성은 여전히 낮았다.

헤테로다인 수신기 및 BFO

주요 기사:헤테로다인
모터로 회전하는 정류자 디스크로 구성된 Poulsen "tikker"가 장착된 라디오 수신기.

1905년경부터 지속파(CW) 송신기가 무선전파용 스파크 송신기를 대체하기 시작했는데, 그 이유는 이 송신기의 범위가 훨씬 넓었기 때문입니다.최초의 연속파 송신기는 1904년에 발명된 폴센 아크와 1906년부터 1910년까지 개발된 알렉산더슨 교류 발전기로 [24]1920년경부터 진공관 송신기로 대체되었다.

이러한 송신기에 의해 생성된 연속파 무선 전신 신호는 다른 [96][97]수신 방법을 필요로 했습니다.스파크 갭 송신기에 의해 생성된 무선전파 신호는 오디오 속도로 반복되는 감쇠된 파형의 줄로 구성되어 있기 때문에, 모스 부호의 "점"과 "대시"는 수신기의 이어폰에서 톤이나 윙윙거리는 소리로 들렸다.그러나 새로운 연속파 무선 전신 신호는 단순히 변조되지 않은 반송파(사인파)의 펄스로 구성되었다.이것들은 수신기 헤드폰에서는 들리지 않았다.이 새로운 변조 타입을 수신하려면 , 수신기는 반송파의 펄스중에 모종의 톤을 생성해야 했습니다.

최초의 조악한 장치는 1908년 발데마르 폴센에 [48][96]의해 발명된 티커였다.[98] 이것은 튜너 출력에 콘덴서가 있는 진동 방해기로, 기본적인 변조기 역할을 하며, 오디오 속도로 반송파를 방해하여 반송파가 [11]있을 때 이어폰에서 소음이 발생합니다.비슷한 장치는 루돌프 골드슈미트에 의해 발명된 "톤 휠"로, 모터에 의해 회전하는 바퀴로, 둘레에 접점이 떨어져 있고, 고정된 브러시와 접촉합니다.

Fessenden의 헤테로다인 무선 수신기 회로

1901년에 Reginald Fessenden은 이것을 [96][98][99][100]성취하기 위한 더 나은 방법을 발명했다.헤테로다인 수신기에서 착신전파 반송파C f로부터의 오프셋 주파수O f의 무변조 사인파 전파 신호가 안테나로부터의 무선 신호와 함께 결정 검출기 또는 전해 검출기 등의 정류 검출기에 인가된다.검출기에서 두 신호가 혼합되어 두 개의O 새로운 헤테로다인(비트) 주파수가 합계C f + f와 이들 주파수 간의C 차이 fO - f에서 생성되었다.f를 올바르게 선택함으로써O 낮은 헤테로다인C f - f는O 오디오 주파수 범위 내에 있기 때문에 반송파가 있을 때마다 이어폰에서 톤으로 들립니다.따라서 모스 부호의 "점"과 "대시"는 음악적 "삐"로 들을 수 있었다.이 사전 증폭 기간 동안 이 방법의 주요 매력은 헤테로다인 수신기가 실제로 신호를 증폭하여 검출기가 "혼합기 이득"[98]을 얻었다는 것이다.

리시버가 발명되었을 때 필요한 [101]안정성으로 무선주파수O 사인파 f를 생성할 수 있는 발진기가 없었기 때문에 리시버는 시대에 앞서 있었습니다.Fessenden은 처음에 그의 큰 무선 주파수 교류기를 [11]사용했지만, 이것은 일반 수신기에는 실용적이지 않았다.헤테로다인 수신기는 1913년 에드윈 암스트롱과 알렉산더 마이스너에 의해 발명된 진공관 전자 발진기인[98] 값싸고 콤팩트한 연속파의 원천이 등장하기 전까지 실험실의 호기심으로 남아있었다.[48][102]이후 CW 무선전신을 수신하는 표준 방법이 되었습니다.헤테로다인 발진기는 오늘날 통신 수신기에서 무선전신을 수신하는 데 사용되는 비트 주파수 발진기(BFO)의 조상입니다.헤테로다인 발진기는 수신기가 새로운 스테이션으로 튜닝될 때마다 다시 튜닝해야 했지만, 현대의 슈퍼헤테로다인 수신기에서 BFO 신호는 고정된 중간 주파수로 비트되므로 비트 주파수 발진기가 고정 주파수가 될 수 있습니다.

암스트롱은 나중에 그의 슈퍼헤테로다인 수신기에서 페센덴의 헤테로다인 원리를 사용했다.[98][11]

진공관 시대

거의 모든 라디오가 슈퍼헤테로다인 설계의 변형을 사용하는 오늘날과 달리 1920년대 진공관 라디오는 다양한 경쟁회로를 사용했습니다.
"라디오의 황금기"(1920년부터 1950년까지) 동안, 1938년의 이 제니스 콘솔 모델 12-S-568, 푸시 버튼 튜닝이 있는 12 튜브 슈퍼헤테로다인, 12인치 콘 스피커와 같은 가족들이 저녁에 가정용 라디오를 듣기 위해 모였다.

1906년 리 드 포레스트에 의해 발명된 오디오온 진공관은 최초의 실용적인 증폭 장치이자 혁명적인 [58]라디오였다.진공관 송신기는 스파크 송신기를 대체하여 네 가지 새로운 변조 유형을 가능하게 했습니다: 연속파(CW) 무선전파, 1915년경 오디오(음성)를 전송할 수 있는 진폭 변조(AM), 오디오 품질을 크게 향상시킨 1938년경 주파수 변조(FM), 싱글 밴드(SSB)입니다.

증폭 진공 튜브는 배터리 또는 전기 콘센트의 에너지를 사용하여 무선 신호의 출력을 높였습니다. 따라서 진공 튜브 수신기는 이전의 증폭되지 않은 수신기보다 더 민감하고 수신 범위가 더 넓을 수 있습니다.향상된 오디오 출력 전력으로 이어폰 대신 확성기를 구동할 수 있게 되어 한 명 이상의 사람들이 들을 수 있게 되었다.최초의 확성기는 1915년경에 만들어졌다.이러한 변화는 라디오 청취가 고독한 취미에서 인기 있는 사교적, 가족적 취미로 폭발적으로 발전하게 만들었다.제1차 세계대전 중 진폭 변조(AM)와 진공관 송신기의 발전과 전후 값싼 수신관의 보급은 1920년경 자연스레 생겨난 AM 방송의 발판을 마련했다.

라디오 방송의 출현은 라디오 수신기 시장을 크게 증가시켰고, 그것들을 소비자 [103][104][105]상품으로 변화시켰다.1920년대 초, 라디오 수신기는 가공할 수 없는 첨단 장치였으며, 조작에 필요한 많은 기술적 노브와 컨트롤이 있었고, 매력적인 검은색 금속 상자에 들어 있었고, 작은 소리가 나는 경적 스피커가 [104]있었다.1930년대에 이르러 방송 수신기는 누구나 사용할 수 있는 표준화된 제어장치를 갖춘 매력적인 나무 케이스에 수납된 가구로 변모하여 가정 거실에서 존경받는 자리를 차지하게 되었다.초기 라디오에서는 여러 개의 튜닝 회로가 새 방송국을 튜닝하기 위해 여러 개의 노브를 조정해야 했습니다.가장 사용하기 쉬운 혁신 중 하나는 튜닝 캐패시터를 기계적으로 [104][105]연결함으로써 실현되는 "싱글 노브 튜닝"이었습니다.1924년에 발명된 다이내믹 콘 라우드스피커는 이전의 혼 스피커에 비해 오디오 주파수 응답을 크게 향상시켜 음악을 [104][106]충실하게 재생할 수 있게 했습니다.대형 조명 다이얼, 톤 컨트롤, 푸시 버튼 튜닝, 튜닝 인디케이터, 자동 게인 컨트롤(AGC) 등의 편리한 기능이 추가되었습니다.[103][105]수신기 시장은 단파 [107]라디오와 같은 양방향 무선 통신에 사용되는 위의 방송 수신기와 통신 수신기로 나뉘었습니다.

진공관 리시버는 다른 전압의 여러 전원 공급 장치가 필요했는데, 초기 라디오에서는 별도의 배터리로 공급되었습니다.1930년까지 적절한 정류관이 개발되었고, 값비싼 배터리는 실내 [103][104]전류를 차단하는 변압기 전원 공급 장치로 대체되었습니다.

진공관은 부피가 크고, 비싸고, 수명이 짧으며, 많은 전력을 소비하고 많은 폐열을 발생시키기 때문에 리시버가 경제적으로 가질 수 있는 튜브의 수가 제한적인 요인이었습니다.따라서 튜브 수신기 설계의 목표는 제한된 수의 튜브 중에서 최고의 성능을 얻는 것이었습니다.아래에 나열된 주요 라디오 수신기 디자인은 진공관 시대에 발명되었습니다.

많은 초기 진공관 수신기의 결함은 증폭단이 진동하고 발진기로 작용하여 원치 않는 무선 주파수 교류 [29][108][109]전류를 발생시킬 수 있다는 것입니다.이러한 기생 진동은 검출기 튜브의 무선 신호 반송파와 혼합되어 가청 비트음(헤테로딘), 성가신 휘파람, 신음 및 스피커의 울음소리를 생성합니다.진동은 증폭기의 피드백에 의해 발생했으며, 주요 피드백 경로 중 하나는 초기 [108][109]3극에서 플레이트와 그리드 사이의 캐패시턴스였습니다.이것은 뉴트로다인 회로에 의해 해결되었고, 이후 1930년경 4극과 5극의 발달에 의해 해결되었다.

에드윈 암스트롱은 라디오 수신기 역사상 가장 중요한 인물 중 한 명이며, 이 기간 동안 계속해서 라디오 [11]통신을 지배하는 기술을 발명했다.그는 드 포레스트의 삼극관이 어떻게 작동하는지 처음으로 정확하게 설명했다.그는 피드백 발진기, 회생 수신기, 초재생 수신기, 초헤테로다인 수신기 및 현대 주파수 변조(FM)를 발명했습니다.

최초의 진공관 리시버

드포레스트 최초의 상업용 오디오 수신기인 RJ6는 1914년에 출시되었습니다.Audion tube는 항상 거꾸로 장착되며 섬세한 필라멘트 루프가 늘어져 있어 튜브의 다른 전극에 닿거나 처지지 않았습니다.
1920년의 단일 튜브 3극 그리드 누수 수신기의 예로서, 최초의 증폭 무선 수신기의 유형입니다.그리드 리크 회로는 무선신호의 정반주기 중에 그리드에 흡착된 전자가 그리드 캐패시터에 수V의 음전압을 충전하여 차단전압 부근에서 그리드를 바이어스하므로 튜브가 정반주기 동안만 전도하여 무선 캐리어를 정류한다.

최초의 증폭 진공관인 Audion은 1906년 Lee De Forest에 의해 열전자 다이오드 검출기인 Fleming [58][79][110][111]밸브에 세 번째 전극을 추가하여 무선 수신기를 위한 보다 민감한 검출기로 발명되었습니다.그것은 1912년경 [58]그것의 증폭능력이 인정되기 전까지는 널리 사용되지 않았다.드포레스트에 의해 발명되고 1920년대 중반까지 취미에 의해 만들어진 최초의 튜브 수신기는 무선 [79][108][112]신호를 교정하고 증폭하는 그리드 누출 감지기 역할을 하는 단일 오디오온을 사용했다.에드윈 암스트롱이 1914년 [113][114][115]논문에서 Audion의 증폭 기능과 복조 기능을 모두 설명하기 전까지는 Audion의 작동 원리에 대한 불확실성이 있었다.그리드 누출 검출 회로는 1930년대까지 회생, TRF 및 초기 슈퍼헤테로다인 수신기(아래)에도 사용되었다.

라우드스피커를 구동하기에 충분한 출력 전력을 제공하기 위해 오디오 [79]증폭을 위해 2단계 또는 3단계의 추가 오디오 단계가 필요했습니다.많은 초기 취미자들은 하나의 튜브 수신기만 살 수 있었고 이어폰으로 라디오를 들었고, 그래서 초기의 튜브 앰프와 스피커는 애드온으로 판매되었다.

원시 Audion은 약 5시간의 매우 낮은 이득과 30-100시간의 짧은 수명 외에도 불완전하게 대피했기 때문에 불규칙한 특성을 가지고 있었다.드포레스트는 잔류 공기의 이온화가 오디온 [116][117]작전의 핵심이라고 믿었다.이로 인해 검출기가 더 민감해졌지만[116] 사용 [79][110]중 전기적 특성이 달라졌다.튜브가 가열되면 금속 요소에서 방출되는 가스는 튜브 내의 압력을 변화시켜 플레이트 전류 및 기타 특성을 변화시키므로 올바른 작동 지점을 유지하기 위해 주기적으로 바이어스를 조정해야 했습니다.각 Audion 스테이지에는 보통 필라멘트 전류를 조절하는 레오스타트와 플레이트 전압을 제어하는 전위차계 또는 멀티포지션 스위치가 있습니다.필라멘트 레오스타트는 볼륨 컨트롤로도 사용되었습니다.멀티튜브 오디오리시버는 많은 컨트롤로 인해 조작이 복잡해졌습니다.

1914년 웨스턴 일렉트릭의 해롤드 아놀드와 GE의 어빙 랭뮤어는 잔류 가스가 필요하지 않다는 것을 깨달았습니다.오디온은 [110][116][117]전자 전도만으로 작동할 수 있었습니다.그들은 튜브를 10atm의 낮은−9 압력으로 대피시켜 최초의 "하드 진공" 3중극을 만들어냈다.이러한 보다 안정적인 튜브는 바이어스 조정이 필요하지 않았기 때문에, 무선은 제어가 적고 조작이 [110]더 쉬웠습니다.제1차 세계대전 중에는 민간 라디오 사용이 금지되었지만 1920년에는 진공관 라디오의 대규모 생산이 시작되었다."부드러운" 불완전한 진공관은 1920년대에 검출기로 사용되었고 이후 사용되지 않게 되었다.

회생(오토다인) 수신기

주요 기사:재생 수신기
회생 리시버의 블록
단일 튜브 암스트롱 재생 수신기 회로
사제 암스트롱 재생 수신기, 1922년입력 튜닝 코일에 연결된 "티클러" 코일(L3)이 전면 패널에 표시됩니다.
1920년대 초반의 상업용 재생 수신기 Paragon RA-10(가운데)은 별도의 10R 단일 튜브 RF 앰프(왼쪽)와 3개의 튜브 DA-2 검출기 및 2단 오디오 앰프 유닛(오른쪽)을 갖추고 있습니다.4개의 원통형 건전지 "A" 배터리(후면 우측)는 튜브 필라멘트에 전원을 공급하고 2개의 직사각형 "B" 배터리는 플레이트 전압을 공급했습니다.
1940년대 사제 원튜브 암스트롱 재생 수신기야티클러 코일은 전면 패널의 노브를 사용하여 회전할 수 있는 튜닝 코일(오른쪽 위) 내부의 축에 장착된 가변계 권선입니다.

에드윈[118] 암스트롱이 23세의 [119]대학생이던 1913년에 발명된 재생 수신기는 1920년대 후반까지 특히 단관 라디오를 살 여유가 없는 취미 생활가들에 의해 널리 사용되었다.오늘날 회로의 트랜지스터 버전은 여전히 워키토키와 같은 몇 가지 저렴한 애플리케이션에 사용되고 있습니다.회생 리시버에서 진공 튜브 또는 트랜지스터의 이득(증폭)은 재생(양성 피드백)을 사용하여 증가하며, 튜브 출력 회로의 에너지 중 일부는 피드백 [29][108][120][121][122]루프를 통해 입력 회로로 피드백됩니다.초기 진공관은 이득이 매우 낮았습니다(약 5).재생은 튜브의 이득을 15,000배 이상 크게 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라 튜닝 회로의 Q 계수를 증가시켜 수신기의 대역폭을 같은 계수로 감소(선명화)시켜 선택성을 [108][120][121]크게 향상시킵니다.수신자는 피드백을 조정할 수 있는 제어 권한을 가지고 있었다.튜브는 또한 AM [108]신호를 교정하는 그리드 누출 검출기 역할도 했습니다.

이 회로의 또 다른 장점은 튜브를 진동시킬 수 있기 때문에 단일 튜브가 비트 주파수 발진기 및 검출기 역할을 모두 할 수 있으며, CW 무선전파 전송을 들을 [108][120][121]수 있도록 하는 헤테로다인 수신기 역할을 할 수 있다는 것이다.이 모드를 오토다인 리시버라고 부릅니다.무선전신을 수신하기 위해 튜브가 진동할 때까지 피드백을 증가시킨 다음 진동 주파수를 전송된 신호의 한쪽으로 조정했습니다.들어오는 무선 반송파 신호와 로컬 발진 신호가 튜브에서 혼합되어 주파수 간 차이로 가청 헤테로다인(비트) 톤을 생성했습니다.

널리 사용되는 디자인은 암스트롱 회로로, 플레이트 회로의 "티클러" 코일이 그리드 회로의 튜닝 코일에 결합되어 피드백을 [29][108][122]제공했습니다.피드백은 가변 저항기에 의해 제어되거나, 두 권선을 물리적으로 서로 가깝게 이동시켜 루프 게인을 증가시키거나,[120] 또는 떨어뜨려 감소시키는 방식으로 제어되었습니다.이것은 가변계(변압기)라고 불리는 조절 가능한 공기 코어 변압기에 의해 수행되었습니다.TRF 및 슈퍼헤테로다인 리시버에도 회생 검출기가 사용되기도 했다.

회생회로의 문제 중 하나는 대량의 회생과 함께 사용하면 튜닝된 회로의 선택성(Q)이 너무 날카로워져 AM 사이드밴드가 감쇠되어 오디오 [123]변조가 왜곡될 수 있다는 것입니다.이것은 일반적으로 채택할 수 있는 피드백의 양을 제한하는 요소였다.

더 심각한 단점은 무심코 무선 송신기 역할을 하여 인근 [29][108][120][121][122][124]수신기에서 간섭(RFI)을 발생시킬 수 있다는 것입니다.AM 수신에서는 가장 감도를 얻기 위해 튜브가 불안정성에 매우 가깝게 작동하여 쉽게 발진할 수 있었고(CW 수신에서는 발진), 결과적으로 발생하는 무선 신호가 와이어 안테나를 통해 방사되었습니다.인근 수신기에서 재생기의 신호는 검출기에 수신되는 스테이션의 신호와 함께 울부짖으며 성가신 헤테로다인(beats), 울부짖음 및 [29]휘파람을 발생시킨다.쉽게 진동하는 초기 재생을 "블루퍼"라고 불렀고, 유럽에서는 불법으로 규정되었다.예방 조치 중 하나는 회생 검출기 전에 RF 증폭 단계를 사용하여 [108][120]안테나에서 분리하는 것이었습니다.그러나 1920년대 중반에는 주요 라디오 [29]제조사들에 의해 "레전스"가 더 이상 판매되지 않았다.

초생성 수신기

주요 기사:회생 수신기 super 초회생성 수신기
1922년 6월 28일 콜롬비아 대학, 그의 초재생 수신기를 제시한 암스트롱

이것은 1922년 에드윈 암스트롱에 의해 발명된 수신기로 보다 정교한 방식으로 재생을 사용하여 더 [109][125][126][127][128]큰 이익을 창출했습니다.1930년대에 몇 개의 단파 수신기에서 사용되었으며, 오늘날에는 무전기 및 차고 문 열기와 같은 몇 개의 저렴한 고주파 애플리케이션에 사용되고 있습니다.

회생 리시버에서는 피드백 루프의 루프 게인이 1 미만이었기 때문에 튜브(또는 다른 증폭 장치)는 진동하지 않았지만 진동에 가까웠기 때문에 [125]큰 이득을 얻을 수 있었습니다.초생성 리시버에서는 루프 게인이 1과 같기 때문에 증폭 장치가 실제로 발진하기 시작하지만 [109][12]발진은 주기적으로 중단된다.이를 통해 하나의 튜브가 10개 이상의6 이득을 얻을 수 있었습니다.

TRF 수신기

주요 기사:튜닝된 무선 주파수 수신기
1920년 경의 초기 6 튜브 TRF 수신기.3개의 큰 노브는 3개의 튜닝 회로를 조정하여 방송국을 튜닝합니다.
1920년대의 Atwater-Kent TRF 수신기(왼쪽), 검출기 및 오디오 앰프 튜브 2개(오른쪽).라우드스피커는 음향 경적과 연결된 이어폰으로 구성되어 소리를 증폭시킵니다.
3개의 튜닝된 회로(대형 노브)를 갖춘 Neutrodyne TRF 수신기 튜닝, 1924.각 스테이션에 대해 다이얼의 인덱스 번호를 적어두어야 스테이션이 다시 검색되었습니다.

1916년 에른스트 알렉산더슨에 의해 발명된 튜닝 무선 주파수(TRF) 수신기는 각각 [29][109][12][129][130]스테이션의 주파수에 맞춰 튜닝된 회로와 함께 검출기 전에 여러 단계의 증폭을 사용하여 감도와 선택성을 향상시켰다.

초기 TRF 수신기의 주요 문제는 튜닝이 복잡하다는 것이었습니다. 왜냐하면 각 공진회로는 무선이 [29][109]작동하기 전에 방송국의 주파수에 맞춰 조정되어야 했기 때문입니다.이후 TRF 수신기에서는 튜닝 캐패시터가 하나의 노브로 조정될 수 있도록 공통 축에 기계적으로 "갱"되어 있었지만, 초기 수신기에서는 튜닝 회로의 주파수를 충분히 "추적"할 수 없었고, 각 튜닝 회로에는 자체 튜닝 [12][131]노브가 있었습니다.따라서 노브를 동시에 돌려야 했습니다.이 때문에 대부분의 TRF 세트에는 튜닝된 RF [108][123]스테이지가 3개밖에 없습니다.

두 번째 문제는 모두 동일한 주파수로 조정된 다중 무선 주파수 스테이지가 [131][132]진동하기 쉬웠으며, 기생 진동이 검출기에서 라디오 방송국의 반송파와 혼합되어 스피커에서 [29][108][109][130]청각적 헤테로다인 (비트 노트), 휘파람 및 신음을 발생시켰다는 것입니다.이것은 뉴트로다인 회로(아래)의 발명과 1930년경 사극의 개발에 의해 해결되었으며,[130] 스테이지 간 차폐가 개선되었습니다.

현재 TRF 설계는 몇 가지 통합형(IC) 리시버 칩에 사용되고 있습니다.최신 수신기의 관점에서 TRF의 단점은 튜닝된 RF 스테이지의 게인과 대역폭이 일정하지 않고 수신기가 다른 [132]주파수로 튜닝됨에 따라 변화한다는 것입니다.특정 Q를 가진 필터의 대역폭은 주파수에 비례하기 때문에 수신기가 더 높은 주파수로 조정되면 대역폭이 증가합니다.[14][18]

뉴트로다인 수신기

주요 기사:뉴트로다인
1923년 3월 2일 콜롬비아 대학에서 열린 미국 라디오 협회의 회의에서 발표된 Hazeltine의 뉴트로다인 수신기 시제품.

1922년 루이스 [133][134]하젤틴에 의해 발명된 뉴트로다인 수신기는 TRF에서 [29][109][130][131][135]짜증나는 휘파람을 일으키는 진동을 방지하기 위해 피드백을 취소하기 위해 각 라디오 증폭 단계에 "중화" 회로가 추가된 TRF 수신기였다.중화회로에서 콘덴서는 플레이트 회로에서 180° 위상 어긋난 그리드 회로에 피드백 전류를 공급하여 진동을 유발한 피드백과 위상을 달리하여 이를 [108]취소하였다.뉴트로다인은 1930년경 값싼 4극관이 등장할 때까지 인기가 있었다.

리플렉스 수신기

주요 기사: 리플렉스 리시버
단순 단관 반사 리시버의 블록 다이어그램

그 반사 수신기, 1914년에 빌헬름 Schloemilch와 오토 폰 Bronk,[136]에 의해 재발견하여 다중 튜브 1917년에 마리우스 Latour[136][137]와 윌리엄 H.Priess으로 연장, 설계는 1920s[138]은 1930s[139]의 작은 휴대용 튜브 라디오 그리고 다시 몇은 O에 있는 저렴한 라디오에 사용되는 발명되F이 최초의 트랜지스터 ra.1950년대의 [109][140]디오스.이는 한정된 수의 액티브 디바이스를 최대한 활용하기 위해 개발된 기발한 회로의 또 다른 예입니다.리플렉스 리시버에서 튜닝된 회로로부터의 RF신호는 1개 이상의 증폭관 또는 트랜지스터를 통과하여 검출기에서 복조된 후 오디오 [109]증폭을 위해 동일한 증폭단을 통해 다시 전달된다.앰프에 동시에 존재하는 별도의 라디오 및 오디오 신호는 주파수가 다르기 때문에 서로 간섭하지 않으며, 증폭 튜브가 "더블 듀티"를 수행할 수 있습니다.단일 튜브 반사 수신기 외에도 일부 TRF 및 슈퍼 헤테로다인 수신기에는 여러 단계가 "반사"[140]되었습니다.리플렉스 라디오는 '플레이 스루'라고 불리는 결함이 생기기 쉬웠습니다.즉, 음량 컨트롤이 [140]꺼졌을 때 오디오의 음량이 제로가 되지 않았습니다.

슈퍼헤테로다인 수신기

주요 기사:슈퍼헤테로다인 수신기
제1차 세계대전 중 파리의 암스트롱 시그널 군단 연구소에서 만든 최초의 슈퍼헤테로다인 수신기.믹서와 로컬 오실레이터(왼쪽)의 2개 섹션과 IF 증폭 단계 3개와 검출기 단계(오른쪽)로 구성됩니다.중간 주파수는 75kHz였습니다.
진공관 슈퍼헤테로다인 수신기는 1970년대 튜브 시대가 끝날 때까지 거의 모든 방송 라디오에서 사용되었던 5개의 튜브만 필요했기 때문에 1940년대에 "올 아메리칸 파이브"라고 불리는 저렴한 제조 형태로 개량되었다.

에드윈[10] 암스트롱이 시그널 군단에 있을 때인 1918년 제1차 세계대전 중 발명된 슈퍼헤테로다인은 몇 가지 특수한 [11][12][13]용도를 제외한 거의 모든 현대 수신기에 사용되는 디자인이다.위 수신기보다 복잡한 설계로, 개발 당시에는 6~9개의 진공관이 필요하여 대부분의 소비자 예산을 초과하여 처음에는 상업 및 [15]군 통신국에서 주로 사용되었습니다.그러나 1930년대에 이르러서는 "슈퍼 쳇"이 위의 다른 모든 수신기 유형을 대체하게 되었습니다.

슈퍼헤테로다인에서 Reginald Fessenden에 의해 발명된 "헤테로다인" 기술은 무선 신호가 [14][15][16]처리되기 전에 더 낮은 "중간 주파수" (IF)로 이동하기 위해 사용됩니다.이 섹션의 다른 무선 설계와 비교하여 그 작동과 장점은 위의 슈퍼헤테로다인 설계에서 설명되어 있습니다.

1940년대에 이르러 슈퍼헤테로다인 AM 방송 수신기는 "All American Five"라고 불리는 값싼 디자인으로 개선되었는데, 이는 보통 변환기(믹서/로컬 발진기), IF 앰프, 검출기/오디오 앰프, 오디오 파워 앰프, 정류기 등 5개의 진공관만을 사용했기 때문입니다.이 디자인은 1970년대에 트랜지스터가 진공관을 대체하기 전까지 거의 모든 상용 라디오 수신기에 사용되었습니다.

반도체 시대

1947년 트랜지스터의 발명은 라디오 기술에 혁명을 일으켜 1950년대 후반 트랜지스터 라디오를 시작으로 진정한 휴대용 수신기를 가능하게 했습니다.휴대용 진공관 라디오가 만들어졌지만, 튜브는 부피가 크고 비효율적이어서 많은 전력을 소비하고 필라멘트와 플레이트 전압을 생성하기 위해 여러 개의 큰 배터리가 필요했다.트랜지스터는 가열된 필라멘트를 필요로 하지 않아 전력 소비를 줄였으며 진공관보다 훨씬 작고 깨지기 쉬웠습니다.

휴대용 라디오

다음 항목도 참조하십시오.트랜지스터 라디오
제니스 트랜지스터 기반의 휴대용 라디오 수신기

기업들은 1920년대 초 상업방송이 시작된 직후 휴대용 라디오 광고를 제작하기 시작했습니다.그 시대의 대부분의 튜브 라디오는 배터리를 사용하여 어디서나 설치와 조작이 가능했지만, 대부분은 핸들이나 내장 스피커와 같은 휴대성을 위해 설계된 기능이 없었다.최초의 휴대용 튜브 라디오 중 일부는 1920년에 등장한 윈 "휴대용 무선 세트 149"와 1년 후에 나온 그레브 모델 KT-1이었다.웨스팅하우스 에어리올라 주니어와 RCA Radiola 1과 같은 크리스털 세트도 휴대용 [141]라디오로 광고되었다.

1940년에 처음 개발된 소형 진공관 덕분에, 제니스와 제너럴 일렉트릭과 같은 제조사로부터 소형 휴대용 라디오가 시장에 등장했다.1942년에 처음 도입된 제니스 휴대용 라디오의 트랜스오션 라인은 날씨, 해양 및 국제 단파 방송국에 채널을 맞출 수 있을 뿐만 아니라 엔터테인먼트 방송을 제공하도록 설계되었다.1950년대까지 튜브 휴대용의 "황금 시대"에는 성형 플라스틱 케이스를 특징으로 하는 에머슨 560과 같은 도시락 크기의 튜브 라디오가 포함되었다.RCA BP10과 같은 소위 "포켓 포터블" 라디오는 1940년대부터 존재했지만, 실제 크기는 가장 큰 코트 [141]주머니와만 호환되었습니다.

1950년대 초 바이폴라 접합 트랜지스터의 개발로 Texas Instruments와 같은 많은 전자 회사에 라이선스되었습니다.Texas Instruments는 한정적으로 트랜지스터화된 라디오를 판매 도구로 생산했습니다.인디애나주 인디애나폴리스의 I.D.E.A.(Industrial Development Engineering Associates)의 리젠시 부서에서 만든 리젠시 TR-1은 1951년에 발사되었다.소니, 제니스, RCA, 드왈드, 크로슬리와 같은 제조사들이 다양한 [141]모델을 내놓으면서 진정한 셔츠 주머니 크기의 휴대용 라디오 시대가 이어졌다.1957년에 출시된 소니 TR-63은 최초의 대량 생산 트랜지스터 라디오로,[142] 트랜지스터 라디오의 대량 시장 보급을 이끌었다.

디지털 테크놀로지

다음 항목도 참조하십시오.디지털 라디오
최신 스마트폰에는 셀룰러 수신기, 무선 모뎀, 블루투스 모뎀, GPS [143]수신기 등 다양한 장치에 연결할 수 있는 여러 RF CMOS디지털 무선 송신기와 수신기가 있습니다.

1970년대 집적회로(IC) 칩의 개발은 라디오 수신기 전체를 IC 칩에 넣을 수 있게 하는 또 다른 혁명을 일으켰다.IC칩은 진공관 수신기에 사용되는 라디오 설계의 경제성을 역전시켰다.칩에 증폭 소자(트랜지스터)를 추가하는 데 드는 한계 비용이 기본적으로 0이었기 때문에 수신기의 크기와 비용은 사용된 활성 부품의 수가 아니라 인덕터와 캐패시터, 즉 [22]칩에 쉽게 통합될 수 없는 패시브 부품에 의존했습니다.1980년대와 1990년대에 UCLA의 아사드 알리 아비디가 개척한 RF CMOS 칩의 개발로 저전력 무선 장치를 [144]만들 수 있었습니다.

리시버의 현재 트렌드는 칩의 디지털 회로를 사용하여 수동적인 컴포넌트를 필요로 하는 아날로그 회로에 의해 이전에 수행되었던 기능을 수행하는 것입니다.디지털 수신기에서 IF 신호는 샘플링되어 디지털화되며, 칩상의 디지털 신호 처리(DSP)에 의해 밴드 패스 필터링 및 검출 기능이 실행된다.DSP의 또 다른 장점은 수신기의 속성입니다.채널 주파수, 대역폭, 게인 등은 소프트웨어에 의해 동적으로 변경되어 환경의 변화에 대응할 수 있습니다.이러한 시스템을 소프트웨어 정의 무선 또는 인지 무선이라고 부릅니다.

아날로그 전자제품에 의해 수행되는 많은 기능들은 소프트웨어에 의해 대신 수행될 수 있다.장점은 소프트웨어가 온도, 물리적 변수, 전자 노이즈 및 제조상의 [145]결함의 영향을 받지 않는다는 것입니다.

디지털 신호 처리를 사용하면 아날로그 방식으로는 번거롭거나 비용이 많이 들거나 실행할 수 없는 신호 처리 기술을 사용할 수 있습니다.디지털 신호는 본질적으로 와이어와 같은 일종의 매체를 통해 메시지를 전달하는 스트림 또는 일련의 숫자입니다.DSP 하드웨어는 수신 조건 및 신호 유형에 따라 수신기의 대역폭을 조정할 수 있습니다.일반적인 아날로그 전용 수신기에는 고정 대역폭의 수가 한정되어 있거나1개밖에 없는 경우가 있습니다만, DSP 수신기에는 개별적으로 선택할 수 있는 필터가 40개 이상 있을 수 있습니다.DSP는 휴대 전화 시스템에서 음성 전송에 필요한 데이터 레이트를 줄이기 위해 사용됩니다.

Digital Audio Broadcasting(DAB; 디지털 오디오 방송) 등의 디지털 라디오 방송 시스템에서는 아날로그 오디오 신호는 디지털화 및 압축되며, 일반적으로 AAC+[146]와 같은 수정 이산 코사인 변환(MDCT) 오디오 코딩 형식을 사용합니다.

"PC 무선" 또는 표준 PC에 의해 제어되도록 설계된 무선은 무선에 연결된 시리얼 포트를 사용하여 특수 PC 소프트웨어에 의해 제어됩니다."PC 라디오"는 전면 패널이 전혀 없고 컴퓨터 제어 전용으로 설계되어 있어 비용을 절감할 수 있습니다.

일부 PC 무선은 소유자가 현장에서 업그레이드할 수 있다는 큰 장점이 있습니다.DSP 펌웨어의 새로운 버전은 제조원의 웹사이트에서 다운로드하여 무선 플래시 메모리에 업로드할 수 있습니다.제조원은 새로운 필터의 추가, DSP 노이즈 저감, 또는 단순히 버그를 수정하는 등의 새로운 기능을 시간이 지남에 따라 무선에 추가할 수 있습니다.

풀기능의 무선제어 프로그램은 스캔과 다수의 다른 기능, 특히 "TV-Guide" 타입의 기능과 같은 데이터베이스의 실시간 통합을 가능하게 합니다.이것은 특정 방송사의 모든 주파수에 있는 모든 송신을 특정 시간에 찾을 때 특히 유용합니다.일부 제어 소프트웨어 설계자는 Google 어스를 단파 데이터베이스에 통합했기 때문에 마우스 클릭 한 번으로 특정 송신기 사이트로 "비행"할 수 있습니다.대부분의 경우 사용자는 신호의 발신원이 되는 송신 안테나를 볼 수 있습니다.

무선에 대한 그래피컬사용자 인터페이스에는 상당한 유연성이 있기 때문에 소프트웨어 설계자가 새로운 기능을 추가할 수 있습니다.오늘날 고도의 제어 소프트웨어 프로그램에는 대역 테이블, 기존의 무선 제어에 대응하는 GUI 제어, 로컬타임 클럭과 UTC 클럭, 신호 강도 미터, 검색 기능, 스캔 기능 또는 텍스트/스피치인터페이스가 포함됩니다.

통합의 다음 단계는 "소프트웨어 정의 무선"으로, 모든 필터링, 변조 및 신호 조작이 소프트웨어로 수행됩니다.PC 사운드 카드 또는 전용 DSP 하드웨어에 의한 경우가 있습니다.소프트웨어 정의 무선에 중간 주파수를 공급하는 RF 프론트 엔드가 있습니다.이러한 시스템은 "하드웨어" 리시버보다 더 많은 기능을 제공할 수 있습니다.예를 들어, 나중에 "재생"하기 위해 무선 스펙트럼의 큰 부분을 하드 드라이브에 기록할 수 있습니다.1분이 단순한 AM 브로드캐스트를 복조하고 있는 것과 같은 SDR에서도, 다음의 HDTV 브로드캐스트를 복조할 수 있습니다.GNU Radio라고 불리는 오픈 소스 프로젝트는 고성능 SDR의 진화에 전념하고 있습니다.

모든 디지털 무선 송신기와 수신기는 [147]무선 기능의 발전 가능성을 제시합니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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Wikimedia Commons에는 라디오 수신기와 관련된 미디어가 있습니다.
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