Invention
Le professeur Alex Zeto de Berkeley a déclaré que la radio nano qu'ils ont développée était 100 milliards de fois plus petite que les premières radios commerciales. Bien que la radio nano ne soit actuellement configurée que comme récepteur radio, elle peut également être remplacée par un émetteur radio. Il a déclaré que les radios nano auront un large éventail d'applications et que le développement de radios nano pourrait également les conduire à ouvrir de nouveaux domaines d'application. Avec un seul nanotube, toutes les fonctions d'une radio ordinaire avec de nombreux composants peuvent être réalisées. Parce que les nanotubes sont si petits, ils vibrent rapidement dès qu'ils rencontrent des signaux radio. En connectant cette nano-antenne au circuit périphérique, nous pouvons la manipuler pour compléter la sélection des canaux, amplifier, séparer les composants audio des autres composants des ondes radio (démoduler), et enfin nous permettre d'entendre "Beach Boys" ou la musique de George Frederick Handel.
Comment ça fonctionne
L'antenne d'une radio ordinaire reçoit des signaux par des effets électromagnétiques, c'est-à-dire que les ondes électromagnétiques induisent un courant dans l'antenne, mais l'antenne elle-même est toujours stationnaire. Dans la nano-radio, le nanotube est un objet chargé extrêmement mince et léger, et les ondes électromagnétiques incidentes suffisent à le pousser d'avant en arrière mécaniquement. "Le monde nano est magique et très différent du monde macro", a souligné Zetel. "Les nanodispositifs sont si petits que les effets de la gravité et de l'inertie ont peu d'influence. Au contraire, le champ électrique résiduel joue un rôle majeur dans ces gadgets." Nano La vibration du tube modifiera le courant circulant de l'extrémité du nanotube vers la contre-électrode, appelé courant d'émission de champ en termes techniques. L'émission de champ (émission de champ) est un phénomène de mécanique quantique, c'est-à-dire qu'une petite tension appliquée peut provoquer l'émission d'un grand flux d'électrons à partir de la surface d'un objet (comme une pointe d'aiguille). Sur la base du principe de fonctionnement de l'émission de champ, les gens s'attendent non seulement à ce que les nanotubes agissent comme des antennes, mais espèrent également qu'ils pourront accomplir des tâches d'amplification du signal. Une petite quantité d'ondes électromagnétiques incidente sur le nanotube provoquera la libération par l'extrémité libre vibrante du nanotube d'un grand flux d'électrons. Ce flux d'électrons va amplifier le signal incident.
L'étape suivante est la démodulation, qui consiste à extraire des informations utiles telles que du son ou de la musique de l'onde porteuse émise par la station de radio. Dans la radiodiffusion à modulation d'amplitude (AM), cette séparation est réalisée par un circuit de filtre redresseur. Ce circuit ne réagit qu'à l'amplitude du signal porteur et ignore complètement la fréquence. L'équipe de Zetel suppose que la radio à nanotubes peut également remplir cette fonction : lorsque le nanotube vibre mécaniquement avec la fréquence porteuse, il répondra également à la composante d'information codée dans la porteuse. Par coïncidence, la rectification se trouve être une caractéristique inhérente à l'émission de champ en mécanique quantique. Cela signifie que le courant sortant du nanotube ne change qu'avec la composante de code (c'est-à-dire la composante d'information modulée) dans le signal, et la porteuse est rejetée. La réalisation de cette fonction ne nécessite aucun circuit supplémentaire.
En termes simples, l'arrivée de signaux électromagnétiques provoquera la vibration des nanotubes, et les nanotubes agissent comme des antennes dans ce processus. L'extrémité vibrante du nanotube amplifie le signal et s'appuie en même temps sur les caractéristiques d'émission de champ du redresseur intégré pour séparer le porteur du composant d'information. Ensuite, la contre-électrode détectera le changement du courant d'émission de champ et transmettra le contenu diffusé tel qu'une chanson ou des nouvelles au haut-parleur, et le haut-parleur convertira le signal en onde sonore.
Le principe et la structure de la radio
Le signal haute fréquence reçu de l'antenne est détecté (démodulé) et restitué en un signal audio, qui est envoyé à l'écouteur ou au haut-parleur pour devenir une onde sonore.
En raison des progrès technologiques, il existe de nombreuses ondes radio de différentes fréquences dans le ciel. Si toutes ces nombreuses ondes radio sont reçues, le signal audio sera comme dans une ville animée. De nombreux sons sont mélangés et, par conséquent, rien ne peut être entendu. Afin d'essayer de sélectionner le programme souhaité, il y a un circuit sélectif derrière l'antenne de réception. Sa fonction est de sélectionner le signal requis (station) et de "filtrer" le signal indésirable pour éviter les interférences. C'est lorsque nous écoutons la radio, nous utilisons le bouton "Select Channel". La sortie du circuit sélectif sert à sélectionner le signal AM haute fréquence d'une certaine station de radio. Il est impossible de l'utiliser pour pousser directement l'écouteur (électro-acoustique). Il doit être restauré au signal audio d'origine. Ce circuit de restauration est appelé démodulation. , Envoyez le signal audio démodulé à l'écouteur, vous pouvez recevoir l'émission.
La radio la plus simple est appelée détecteur direct , mais le signal radio haute fréquence obtenu à partir de l'antenne de réception est généralement très faible. Il ne convient pas de l'envoyer directement au détecteur. Il est préférable d'insérer un amplificateur haute fréquence entre le circuit de sélection et le détecteur pour amplifier le signal haute fréquence. Même si un amplificateur haute fréquence a été ajouté, la puissance de sortie du détecteur n'est généralement que de quelques milliwatts, ce qui est bien pour une écoute au casque, mais elle est trop petite pour utiliser un haut-parleur. Par conséquent, un amplificateur audio est ajouté pour piloter le haut-parleur après la sortie du détecteur. Les radios à haute amplification ont une sensibilité et une puissance plus élevées que les radios à détection directe, mais la sélectivité est toujours plus faible et le réglage est plus compliqué. Amplifiez le signal haute fréquence reçu de l'antenne par des centaines voire des dizaines de milliers de fois. Généralement, plusieurs étages d'amplification haute fréquence sont nécessaires. Chaque étage du circuit a un circuit résonant. Lorsque la fréquence reçue est
Lors du changement, le circuit résonant doit être réajusté, et la sélectivité et la bande passante après chaque réglage sont difficiles à garantir exactement les mêmes. Afin de pallier ces lacunes, presque toutes les radios utilisent désormais des circuits superhétérodynes. La caractéristique de superhétérodyne est que la fréquence porteuse du signal haute fréquence sélectionné devient une fréquence intermédiaire fixe inférieure (465 KHz), qui est ensuite amplifiée par un amplificateur à fréquence intermédiaire pour répondre aux exigences de détection, puis la détection est effectuée. Dans un récepteur superhétérodyne, afin de produire un effet de conversion de fréquence, un signal sinusoïdal supplémentaire est nécessaire. Ce signal est généralement appelé signal hétérodyne. Le circuit qui génère un signal hétérodyne est habituellement appelé oscillation locale. La fréquence de l'oscillateur local radio et la fréquence du signal reçu sont différentes par une fréquence intermédiaire, de sorte que le circuit de sélection avant le mélangeur et l'oscillateur local utilisent une ligne d'accord unifiée, comme l'utilisation d'un double condensateur coaxial (PVC) pour l'accord pour faire la différence Gardez une valeur IF fixe. Étant donné que la fréquence intermédiaire est fixe et que la fréquence est inférieure à celle du signal modulé haute fréquence, le gain de l'amplificateur intermédiaire peut être augmenté, le travail est relativement stable et les caractéristiques de la bande passante peuvent également être idéales, de sorte que le détecteur peut obtenir un signal suffisamment grand. Pour que l'ensemble de la machine émette des signaux audio avec une meilleure qualité sonore.
Les radios couramment utilisées sont les radios superhétérodynes, comprenant principalement les radios AM, les radios FM et les radios FM stéréo.
La station de radiodiffusion diffuse un programme en convertissant d'abord le son en un signal électrique audio à travers un microphone, puis en étant amplifié par un signal haute fréquence (porteuse). A ce moment, un certain paramètre du signal porteur haute fréquence suit le signal audio. Apportez les modifications correspondantes afin que le signal audio que nous voulons transmettre soit contenu dans le signal porteur haute fréquence. Le signal haute fréquence est à nouveau amplifié, puis lorsque le courant haute fréquence traverse l'antenne, il forme une onde radio qui est émise vers l'extérieur et la vitesse de propagation de l'onde radio est de 3 × 10 à la puissance 8 du mètre. par seconde, cette onde radio est reçue par l'antenne radio, puis amplifiée et démodulée, restituée en un signal électrique audio, envoyée à la bobine acoustique du haut-parleur, provoquant la vibration correspondante du cône en papier, puis le son peut être restauré. , Qui est le processus de conversion son-électrique et de conversion-transmission-électro-acoustique.
La fréquence de l'onde moyenne (fréquence porteuse haute fréquence) est spécifiée comme 525-1605 kHz (mille cycles).
La gamme de fréquences des ondes courtes est de 3500-18000kHz.
Principe de la radio superhétérodyne
Radio
Schéma fonctionnel du principe de fonctionnement de la radio AM superhétérodyne. Le signal haute fréquence reçu par l'antenne est connecté à la radio via le circuit d'entrée La fréquence d'oscillation de cette machine (la fréquence est supérieure au signal haute fréquence externe par une fréquence intermédiaire fixe, et la norme de fréquence intermédiaire chinoise stipule 465 KHZ ) est envoyé dans le tube de conversion de fréquence et la conversion de fréquence mélangée, et une nouvelle fréquence est générée dans le circuit de charge (sélection de fréquence) de l'étage de conversion de fréquence, puis transmise La fréquence intermédiaire générée par la fréquence de différence, la fréquence intermédiaire uniquement change la fréquence de la porteuse, l'enveloppe audio d'origine ne change pas, le signal de fréquence intermédiaire peut être mieux amplifié, le signal de fréquence intermédiaire est détecté et le signal haute fréquence est filtré. Après une faible amplification et une amplification de puissance, le haut-parleur est poussé pour produire du son.
Une brève description du principe de fonctionnement de cette machine. Le schéma de circuit forme la boucle d'entrée de l'antenne. VT1, B2, B1 et C forment l'étage de conversion de fréquence. VT1 est un tube de conversion de fréquence. La bobine primaire et C forment une charge à fréquence variable. C1 et B2 forment le circuit oscillateur local, C6 est le circuit de couplage d'oscillation, VT2 et VT3 forment le circuit amplificateur de fréquence intermédiaire, 2AP9 est le circuit de détection, R9 est le potentiomètre de volume (avec interrupteur d'alimentation), et C16 est la haute fréquence condensateur de couplage.
VT4 et VT5 sont des étages d'amplification pré-basse fréquence, et VT6 et VT7 forment un amplificateur de puissance push-pull de classe B. R16, C21 et C17 sont des circuits d'onde de puissance. R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R12, R10, R11, R13, R17, R18 sont les résistances de polarisation CC de chaque étage.
Événements majeurs
Le 23 janvier 1923, les Américains fondent la China Radio Company à Shanghai pour diffuser
programmes de radio et vendre des radios en même temps. Les États-Unis ont produit le plus, l'un de ses types est la radio minérale et l'autre est la radio à tube.
En 1953, la Chine a développé la première radio de production nationale (radio à tube "Red Star") et l'a mise sur le marché.
En 1956, le premier transistor chinois en alliage de germanium a été développé.
En 1958, la première radio nationale à semi-conducteurs de mon pays a été développée avec succès.
En 1965, la sortie des radios à semi-conducteurs a dépassé celle des radios à tube.
Vers 1980, c'était la période de pointe du développement du marché de la radio.
En 1982, une radio avec circuit intégré radio et circuit mixte à tube de silicium-germanium et sortie audio OTL est apparue.
De 1985 à 1989, avec le développement des téléviseurs et des magnétophones, les ventes de radios à transistors diminuent d'année en année et les radios à tube tendent à disparaître. Le style de la radio est passé d'un grand bureau à un format de poche.
Histoire de la radio
23 janvier 1923
L'Américain Osborne et le Chinois Zeng Jun ont fondé la China Radio Corporation à travers une station de radio auto-construite. Il y a plus de 500 radios dans la ville pour recevoir le programme radio, qui est le premier lot de radios à apparaître dans la région de Shanghai. Plus tard, avec la création continue de stations de radio, les radios ont progressivement émergé dans la région de Shanghai. Ce sont tous des produits importés, dont la plupart sont fabriqués aux États-Unis. Un type est constitué de radios minérales et l'autre de radios à tube. Les citoyens préfèrent utiliser les radios minérales.
août 1924
Le ministère des Transports du gouvernement de Beiyang a annoncé les règlements provisoires pour l'installation de récepteurs radio de diffusion, permettant aux citoyens d'installer des radios. Parmi les citoyens, ceux qui installent des radios augmentent progressivement et leurs méthodes sont principalement des connexions de lignes régénératives. En août de la même année, Yan Jingyan de la Shanghai Jiande Savings Association a installé avec succès la radio en utilisant la méthode de connexion de ligne superhétérodyne. En octobre de l'année suivante, Asian American Radio Co., Ltd. a testé et assemblé avec succès la radio minérale et la radio à tube dans la bibliothèque de Songjiang. Il a non seulement reçu des ondes radio de Shanghai Radio, mais a également reçu des programmes musicaux diffusés par la radio japonaise.
octobre 1933
America Radio Co., Ltd. a produit la radio en cristal n° 1001, qui est petite et belle en apparence, à bas prix et bonne en radio. Il est bien accueilli par le public. En octobre 1935, la société a produit la première radio à cinq lampes superhétérodyne 1651. En plus des tubes électroniques et des résistances au carbone, les transformateurs à cycle élevé et moyen, les transformateurs de puissance et les bobines utilisés dans cette machine sont tous conçus et fabriqués par nous-mêmes. Depuis lors, un certain nombre de fabricants de radios ont produit des radios les unes après les autres. Parmi eux, l'usine d'équipement radio de Zhongyong a une plus grande échelle, juste derrière Asian American Radio Co., Ltd. En 1936, elle a produit des radios standard à une lampe à trois circuits et des radios à trois lampes CC. En outre, il y a Huachang Radio Equipment Factory et Yaer Electrical Co., Ltd., qui ont produit des radios avec une à cinq lampes. Bien que les méthodes de production soient relativement arriérées et que le nombre de produits soit petit, ces produits occupent une certaine position dans l'industrie nationale de fabrication de radios.
En 1936
Avec le développement de l'activité des stations de radio, les radios se sont progressivement popularisées dans toute la ville, avec un total d'environ 100 000 ou plus, mais presque toutes étaient des produits étrangers, ce qui rend la fabrication nationale de radios nationales. L'industrie se développe lentement. En juillet 1937, lorsque la guerre anti-japonaise éclata, l'industrie de fabrication de radios de Shanghai fut encore plus touchée. En 1942, les envahisseurs japonais ont interdit aux citoyens d'utiliser des radios avec plus de sept lumières et ont forcé les citoyens à retirer les bobines à ondes courtes des radios. Sous la domination des Japonais et des marionnettes, la production des fabricants de radios était au point mort.
En 1945
Après la victoire de la guerre de résistance contre le Japon, l'industrie nationale de fabrication de radios de Shanghai a été restaurée et un certain nombre de nouveaux fabricants de radios ont également été développés. À la fin de 1947, il y avait 590 entreprises dans l'industrie électrique et le commerce de Shanghai, dont 235 dans l'industrie et le commerce de la radio. La même année, le Comité national des ressources du gouvernement a créé un institut de recherche à Shanghai, qui a produit une station de radio haut de gamme de la marque de ressources huit lampes de bureau et sur pied. Cependant, les entreprises de capital bureaucratique ont importé de grandes quantités de pièces radio de l'étranger et vendu des radios assemblées à bas prix, ce qui a porté de nouveaux coups à l'industrie nationale de fabrication de radios. À la veille de la libération de Shanghai, plus de 30% des usines de l'industrie des télécommunications de Shanghai étaient en état d'arrêt ou de semi-arrêt, et il ne restait que 7 usines et ateliers engagés dans la fabrication de radios et de pièces détachées avec un total de 113. des employés.
Soit dit en passant, Yamei et Zhongyong étaient les leaders de l'industrie de la radio à Shanghai et même dans tout le pays, et les ampoules de Yar étaient des marques absolument célèbres à l'époque.
L'histoire du développement des radios mondiales
Radios minérales
Aujourd'hui, nous avons l'habitude de nous référer aux radios qui n'utilisent pas de source d'alimentation et qui n'ont qu'un seul composant semi-conducteur dans le circuit sont collectivement appelées "radios en pierre". ". La radio minérale fait référence à une radio passive sans circuit d'amplification composée d'une antenne, d'un fil de terre, d'un circuit de réglage de base et de minerai en tant que détecteur. C'est le dispositif de réception radio le plus simple et est principalement utilisé pour la réception d'émissions de radio publiques à ondes moyennes. Dans 1910, les scientifiques américains Dunwoody et Picard ont utilisé le minerai comme détecteur, d'où le nom.
Parce que la radio minérale ne nécessite pas de source d'alimentation et a une structure simple, elle est très populaire parmi les amateurs de radio. Il existe encore de nombreux passionnés qui aiment bricoler et faire des recherches par eux-mêmes. Cependant, il ne peut être écouté que par une seule personne, et les performances de réception sont relativement médiocres, ce qui a objectivement limité la vulgarisation et le développement de la radiodiffusion à cette époque.
Le 23 janvier 1923, les Américains fondent la China Radio Company à Shanghai pour diffuser des programmes radio et vendre des radios. Les États-Unis ont produit le plus. Le premier type est la radio minérale et l'autre est la radio à tube.
Radio à tubes
En 1904, le premier tube électronique au monde est né sous les mains du physicien britannique Fleming. La naissance du premier tube électronique de l'humanité a marqué le début de l'ère électronique du monde.
Le tube électronique est un dispositif électronique qui génère une conduction de courant dans un récipient fermé hermétiquement (généralement un tube en verre) et utilise l'effet d'un champ électrique sur le flux d'électrons dans le vide pour obtenir une amplification ou une oscillation du signal. Le tube électronique est à l'origine de l'ère électronique. Après l'invention du tube électronique, le circuit et les performances de réception de la radio ont été révolutionnés et améliorés.
Avant 1930, presque toutes les radios à tube étaient alimentées par deux ensembles d'alimentations CC, un ensemble pour l'alimentation à filament et un ensemble pour l'alimentation des anodes, et la consommation d'énergie était relativement importante, donc cela ne prendrait pas longtemps. Remplacez la batterie, donc le coût d'utilisation de la radio est plus élevé. Vers 1930, les radios utilisant le courant alternatif ont été développées avec succès et les radios à tube sont entrées à grande échelle dans les foyers. Cependant, en raison de la grande taille, de la consommation d'énergie élevée, de la génération de chaleur élevée, de la courte durée de vie, de la faible efficacité d'utilisation de l'énergie, de la structure fragile et du besoin de défauts d'alimentation haute tension, la plupart de ses utilisations ont été essentiellement remplacées par des semi-conducteurs. transistors de l'appareil.
Radio à transistors
Le transistor est un dispositif semi-conducteur solide qui peut être utilisé pour la détection, la rectification, l'amplification, la commutation, la stabilisation de tension, la modulation du signal et de nombreuses autres fonctions (or, argent, cuivre, fer, etc.). Les métaux ont une bonne conductivité électrique et sont appelés conducteurs. Le bois, le verre, la céramique, le mica, etc. ne sont pas faciles à conduire l'électricité et sont appelés isolants. Les substances conductrices entre conducteurs et isolants sont appelées semi-conducteurs. Les transistors sont constitués de matériaux semi-conducteurs. Les types de matériaux les plus courants sont le germanium et le silicium). Le 23 décembre 1947, le premier transistor est né chez Bell Labs aux États-Unis. Il s'agit d'une invention majeure du XXe siècle et précurseur de la révolution de la microélectronique. Depuis lors, l'humanité est entrée dans une ère électronique qui se développe rapidement.
La radio à transistors est un petit récepteur radio à transistors. Le 18 octobre 1954, la première radio à transistors au monde a été mise sur le marché, ne contenant que 4 transistors au germanium. Après l'avènement des transistors, les radios ont commencé à devenir vraiment populaires. mon pays a également commencé à développer des radios à transistors à la fin des années 50, et un point culminant de production a été atteint dans les années 70. Les anciennes radios de marques célèbres telles que Gand, le Japon, Sony, Philip des Pays-Bas et les feux rouges, pivoine, panda et autres marques célèbres produits dans le pays témoignent de cette histoire. En 1958, la première radio nationale à semi-conducteurs de mon pays a été développée avec succès.
Les radios à transistors ont gagné l'amour des gens pour leur faible consommation d'énergie, leur absence d'alimentation secteur, leur taille compacte et leur utilisation pratique. Ils ont progressivement pris une position de leader sur le marché et sont devenus les produits électroniques les plus populaires et les moins chers.
Le transistor est l'une des plus grandes inventions de l'histoire moderne. Après l'invention du transistor, l'électronique a fait des progrès rapides. En particulier, l'émergence des transistors à jonction PN a ouvert une nouvelle ère de dispositifs électroniques et a provoqué une révolution dans la technologie électronique.
Radio à circuit intégré
Le 12 septembre 1958, Kilby développa le premier circuit intégré au monde. Depuis lors, les circuits intégrés ont progressivement remplacé les transistors, rendant possible l'émergence des microprocesseurs, posant les bases de la technologie microélectronique moderne et posant les bases de la technologie de l'information moderne, créant une nouvelle ère dans l'histoire de la technologie électronique, nous habituant à tout maintenant. L'émergence des produits électroniques devient possible.
Sur une puce semi-conductrice extrêmement petite de quelques millimètres carrés, des milliers de transistors, résistances, condensateurs, y compris les fils de connexion, sont fabriqués ensemble et utilisés comme un dispositif avec une certaine fonction de circuit. Les composants sont appelés "circuits intégrés". Les circuits intégrés présentent les avantages d'une petite taille, d'un poids léger, de peu de fils conducteurs et de points de soudure, d'une longue durée de vie, d'une fiabilité élevée et de bonnes performances. En même temps, ils ont un faible coût et sont pratiques pour la production de masse. Essentiellement, les circuits intégrés sont les transistors les plus avancés. Les circuits intégrés ont fait des composants électroniques un grand pas vers la miniaturisation, une faible consommation d'énergie et une fiabilité élevée. L'utilisation de circuits intégrés pour assembler des équipements électroniques peut augmenter la densité d'assemblage de dizaines à des milliers de fois par rapport aux transistors, et le temps de travail stable de l'équipement peut également être considérablement amélioré.
En 1982, les radios à circuits intégrés sont apparues dans notre pays.
Radio DSP
La technologie radio DSP signifie que le signal radio analogique est reçu par l'antenne, amplifié dans la même puce, puis converti en un signal numérique, puis le signal numérique est traité, puis restauré sur un nouveau type de radio avec signal audio analogique sortir. L'essence de la technologie DSP est d'utiliser la « radio logicielle » au lieu de la « radio matérielle », ce qui réduit considérablement le seuil de fabrication de la radio.
En 2006, Silicon Labs a d'abord développé une puce radio à technologie DSP. La même année, le plus grand fabricant de radios au monde : Shenzhen Kailong Electronics Co., Ltd. a coopéré avec Silicon Labs pour développer la première radio DSP au monde : KK-D48L. En 2007, Shenzhen Kailong Electronics Co., Ltd. a établi des laboratoires de recherche et de développement de technologie DSP à Shenzhen et à Shanghai. En 2009, la puce radio DSP de performance moyenne et bas de gamme avec des droits de propriété intellectuelle indépendants est née. Depuis, la radio à technologie DSP est entrée dans l'ère de la vulgarisation. Shenzhen Kailong Electronics Co., Ltd. a également remporté le prix national de l'entreprise de haute technologie.
L'avènement des radios à technologie DSP indique que les radios analogiques traditionnelles vont progressivement se retirer de la scène de l'histoire. L'ère numérique de la radio est arrivée.