Obstaja več shem za izdelavo radijskih sprejemnikov. Poleg tega ni pomembno, za kakšen namen se uporabljajo - kot sprejemnik oddajnih postaj ali signal v kompletu nadzornega sistema. Obstajajo superheterodinski sprejemniki in neposredno ojačanje. V vezju sprejemnika z neposrednim ojačanjem se uporablja samo ena vrsta nihajnega pretvornika - včasih celo najpreprostejši detektor. Pravzaprav je to detektorski sprejemnik, le nekoliko izboljšan. Če ste pozorni na zasnovo radia, lahko vidite, da se najprej ojača visokofrekvenčni signal, nato pa nizkofrekvenčni signal (za izhod na zvočnik).
Lastnosti superheterodin
Zaradi dejstva, da lahko pride do parazitskih nihanj, je možnost ojačanja visokofrekvenčnih nihanj v majhni meri omejena. To še posebej velja pri gradnji kratkovalovnih sprejemnikov. Kotojačevalnik visokih tonov je najbolje uporabiti resonančne zasnove. Toda pri spreminjanju frekvence morajo narediti popolno rekonfiguracijo vseh oscilatornih krogov, ki so v načrtu.
Posledično postane zasnova radijskega sprejemnika veliko bolj zapletena, pa tudi njegova uporaba. Toda te pomanjkljivosti je mogoče odpraviti z uporabo metode pretvorbe prejetih nihanj v eno stabilno in fiksno frekvenco. Poleg tega se frekvenca običajno zmanjša, kar vam omogoča, da dosežete visoko raven dobička. Na tej frekvenci je uglašen resonančni ojačevalnik. Ta tehnika se uporablja v sodobnih superheterodinskih sprejemnikih. Samo fiksna frekvenca se imenuje vmesna frekvenca.
Način pretvorbe frekvenc
In zdaj moramo razmisliti o zgoraj omenjeni metodi pretvorbe frekvence v radijskih sprejemnikih. Recimo, da obstajata dve vrsti nihanj, katerih frekvence so različne. Ko se te vibracije seštejejo, se pojavi utrip. Ko se doda, se signal bodisi poveča v amplitudi ali zmanjša. Če ste pozorni na graf, ki označuje ta pojav, lahko vidite povsem drugačno obdobje. In to je obdobje utripov. Poleg tega je to obdobje veliko daljše od podobne značilnosti katerega koli od nastalih nihanj. V skladu s tem je pri frekvencah ravno obratno - vsota nihanj je manjša.
Frekvenco utripov je dovolj enostavno izračunati. Enaka je razliki v frekvencah nihanj, ki so bila dodana. In s povečanjemrazlika, se frekvenca utripov poveča. Iz tega sledi, da se pri izbiri relativno velike razlike v frekvenčnih izrazih dobijo visokofrekvenčni utripi. Na primer, obstajata dve nihanji - 300 metrov (to je 1 MHz) in 205 metrov (to je 1,46 MHz). Ko je dodano, se izkaže, da bo frekvenca utripov 460 kHz ali 652 metrov.
Zaznavanje
Toda sprejemniki superheterodinskega tipa imajo vedno detektor. Utripi, ki so posledica seštevanja dveh različnih vibracij, imajo obdobje. In je popolnoma skladen z vmesno frekvenco. Vendar to niso harmonična nihanja vmesne frekvence, da bi jih dobili, je potrebno izvesti postopek detekcije. Upoštevajte, da detektor iz moduliranega signala izloči samo nihanja s frekvenco modulacije. Toda v primeru utripov je vse malo drugače - obstaja izbor nihanj tako imenovane razlike frekvence. Je enaka razliki frekvenc, ki se seštevajo. Ta metoda transformacije se imenuje metoda heterodiniranja ali mešanja.
Izvedba metode, ko sprejemnik deluje
Predpostavimo, da nihanja radijske postaje prihajajo v radijski krog. Za izvedbo transformacij je potrebno ustvariti več pomožnih visokofrekvenčnih nihanj. Nato se izbere frekvenca lokalnega oscilatorja. V tem primeru bi morala biti razlika med termini frekvenc na primer 460 kHz. Nato morate dodati nihanja in jih uporabiti na detektorski žarnici (ali polprevodniku). To povzroči nihanje razlike frekvenc (vrednost 460 kHz) v vezju, ki je priključeno na anodno vezje. Treba je biti pozoren nadejstvo, da je to vezje nastavljeno tako, da deluje na frekvenci razlike.
Z uporabo visokofrekvenčnega ojačevalnika lahko pretvorite signal. Njegova amplituda se znatno poveča. Ojačevalnik, ki se za to uporablja, je okrajšan kot IF (Intermediate Frequency Amplifier). Najdete ga lahko v vseh sprejemnikih superheterodinskega tipa.
Praktično triodno vezje
Za pretvorbo frekvence lahko uporabite najpreprostejše vezje na eni triodni svetilki. Nihanja, ki prihajajo iz antene, skozi tuljavo, padejo na kontrolno mrežo detektorske svetilke. Ločen signal prihaja iz lokalnega oscilatorja, nameščen je na vrhu glavnega. V anodnem krogu detektorske svetilke je nameščen nihajno vezje - nastavljeno je na frekvenco razlike. Ko se zaznajo, se dobijo nihanja, ki se dodatno ojačajo v IF.
Toda konstrukcije na radijskih ceveh se danes uporabljajo zelo redko - ti elementi so zastareli, težko jih je dobiti. Vendar je priročno upoštevati vse fizične procese, ki se pojavljajo v strukturi na njih. Heptode, triode-heptode in pentode se pogosto uporabljajo kot detektorji. Vezje na polprevodniški triodi je zelo podobno tistemu, v katerem se uporablja sijalka. Napajalna napetost je manjša in podatki o navitju induktorjev.
IF na heptodah
Heptoda je sijalka z več mrežami, katodami in anodami. Pravzaprav sta to dve radijski cevi, zaprti v eni stekleni posodi. Pogost je tudi elektronski tok teh svetilk. ATprva svetilka vzbuja nihanja - to vam omogoča, da se znebite uporabe ločenega lokalnega oscilatorja. Toda v drugem se nihanja, ki prihajajo iz antene in heterodina, mešajo. Dobijo se utripi, od njih se ločijo nihanja z razliko frekvence.
Običajno so svetilke na diagramih ločene s pikčasto črto. Dve spodnji mreži sta povezani s katodo preko več elementov - dobimo klasično povratno vezje. Toda krmilna mreža neposredno lokalnega oscilatorja je povezana z nihajnim krogom. S povratnimi informacijami se pojavi tok in nihanje.
Tok prodre skozi drugo mrežo in nihanja se prenesejo na drugo svetilko. Vsi signali, ki prihajajo iz antene, gredo v četrto mrežo. Omrežja št. 3 in št. 5 sta med seboj povezana znotraj podnožja in imata na sebi konstantno napetost. To so svojevrstni zasloni, ki se nahajajo med dvema svetilkama. Posledica tega je, da je druga svetilka popolnoma zaščitena. Uglaševanje superheterodinskega sprejemnika običajno ni potrebno. Glavna stvar je prilagoditi pasovne filtre.
Procesi, ki potekajo v shemi
Tok niha, ustvari jih prva svetilka. V tem primeru se spremenijo vsi parametri druge radijske cevi. V njej se mešajo vse vibracije - od antene in lokalnega oscilatorja. Nihanja nastanejo z različno frekvenco. V anodno vezje je vključen nihajni krog - nastavljen je na to določeno frekvenco. Sledi izbor izoscilacijski anodni tok. In po teh procesih se signal pošlje na vhod IF.
S pomočjo posebnih pretvornih svetilk je zasnova superheterodina bistveno poenostavljena. Število cevi se zmanjša, kar odpravlja številne težave, ki se lahko pojavijo pri delovanju vezja z uporabo ločenega lokalnega oscilatorja. Vse zgoraj obravnavano se nanaša na transformacije nemodulirane valovne oblike (brez govora in glasbe). Tako je veliko lažje upoštevati načelo delovanja naprave.
Modulirani signali
V primeru, ko pride do pretvorbe moduliranega vala, je vse narejeno malo drugače. Nihanja lokalnega oscilatorja imajo konstantno amplitudo. Oscilacija in utrip IF sta modulirana, tako kot nosilec. Za pretvorbo moduliranega signala v zvok je potrebna še ena detekcija. Zaradi tega se v superheterodinskih HF sprejemnikih po ojačenju signal prenese na drugi detektor. In šele po njem se modulacijski signal dovaja na slušalke ali na vhod ULF (nizkofrekvenčni ojačevalnik).
V zasnovi IF sta ena ali dve kaskadi resonančnega tipa. Praviloma se uporabljajo uglašeni transformatorji. Poleg tega sta naenkrat konfigurirana dve navitji in ne eno. Posledično je mogoče doseči ugodnejšo obliko resonančne krivulje. Občutljivost in selektivnost sprejemne naprave se povečata. Ti transformatorji z uglašenimi navitji se imenujejo pasovni filtri. Konfigurirani so s pomočjonastavljivo jedro ali trimer kondenzator. Konfigurirani so enkrat in se jih med delovanjem sprejemnika ni treba dotikati.
LO frekvenca
Sedaj si oglejmo preprost superheterodinski sprejemnik na cevi ali tranzistorju. Frekvence lokalnega oscilatorja lahko spremenite v zahtevanem območju. Izbrati ga je treba tako, da pri kakršnih koli frekvenčnih nihanjih, ki prihajajo iz antene, dobimo enako vrednost vmesne frekvence. Ko je superheterodin uglašen, se frekvenca ojačanega nihanja prilagodi določenemu resonančnemu ojačevalniku. Izkazalo se je očitna prednost - ni treba konfigurirati velikega števila medcevnih oscilatornih krogov. Dovolj je prilagoditi heterodinsko vezje in vhod. Nastavitev je precej poenostavljena.
Vmesna frekvenca
Za pridobitev fiksnega IF pri delovanju pri kateri koli frekvenci, ki je v delovnem območju sprejemnika, je potrebno premakniti nihanja lokalnega oscilatorja. Običajno superheterodinski radijski sprejemniki uporabljajo IF 460 kHz. Veliko manj pogosto se uporablja 110 kHz. Ta frekvenca kaže, za koliko se razponi lokalnega oscilatorja in vhodnega vezja razlikujejo.
S pomočjo resonančnega ojačanja se poveča občutljivost in selektivnost naprave. In zahvaljujoč uporabi transformacije dohodnega nihanja je mogoče izboljšati indeks selektivnosti. Zelo pogosto dve radijski postaji delujeta relativno blizu (glede nafrekvenca), motijo drug drugega. Takšne lastnosti je treba upoštevati, če nameravate sestaviti domač superheterodinski sprejemnik.
Kako se sprejemajo postaje
Zdaj si lahko pogledamo poseben primer, da razumemo, kako deluje superheterodinski sprejemnik. Recimo, da je uporabljen IF enak 460 kHz. In postaja deluje na frekvenci 1 MHz (1000 kHz). In jo ovira šibka postaja, ki oddaja na frekvenci 1010 kHz. Njihova frekvenčna razlika je 1%. Da bi dosegli IF enak 460 kHz, je treba lokalni oscilator nastaviti na 1,46 MHz. V tem primeru bo moteči radio oddajal IF samo 450 kHz.
In zdaj lahko vidite, da se signala obeh postaj razlikujeta za več kot 2%. Dva signala sta pobegnila, to se je zgodilo z uporabo frekvenčnih pretvornikov. Sprejem glavne postaje je bil poenostavljen, selektivnost radia pa se je izboljšala.
Zdaj poznate vsa načela superheterodinskih sprejemnikov. V sodobnih radijskih sprejemnikih je vse veliko bolj preprosto - za gradnjo morate uporabiti samo en čip. In v njem je na polprevodniškem kristalu sestavljenih več naprav - detektorji, lokalni oscilatorji, RF, LF, IF ojačevalniki. Ostaja le dodati nihajno vezje in nekaj kondenzatorjev, uporov. In celoten sprejemnik je sestavljen.
