Zasada odbiornika superheterodynowego

Istnieje kilka schematów budowy odbiorników radiowych. Co więcej, nie ma znaczenia, w jakim celu są wykorzystywane jako odbiornik stacji radiowych lub sygnał w kompletnym zestawie systemów sterowania. Istnieją superheterodynowe odbiorniki bezpośredniego wzmocnienia. Na schemacie odbiornika bezpośredniego wzmocnienia stosowany jest tylko jeden typ przetwornika oscylacyjnego - czasami nawet najprostszy detektor. W istocie jest to odbiornik detektora, tylko nieznacznie poprawiony. Jeśli zwrócisz uwagę na konstrukcję radia, możesz zauważyć, że początkowo występuje wzmocnienie sygnału wysokiej częstotliwości, a po - niskiej częstotliwości (dla wyjścia do głośnika).


Cechy superheterodyny

Z uwagi na fakt, że mogą występować oscylacje pasożytnicze, istnieje ograniczenie możliwości wzmacniania oscylacji o wysokiej częstotliwości w małych granicach. Dotyczy to szczególnie konstrukcji odbiorników krótkofalowych. Jako wzmacniacz wysokich częstotliwości najlepiej używać struktur rezonansowych. Ale w nich konieczne jest przeprowadzenie pełnej rekonfiguracji wszystkich obwodów oscylacyjnych, które są w projekcie, ze zmianą częstotliwości.
W związku z tym konstrukcja odbiornika radiowego jest zasadniczo skomplikowana, jak również jego wykorzystanie. Ale te wady można wyeliminować za pomocą metody konwersji zaakceptowanych oscylacji na jedną stałą i stałą częstotliwość. Częstotliwość jest zwykle obniżana, co pozwala osiągnąć wysoki poziom wzmocnienia. Na tej częstotliwości dokonuje się ustawieńwzmacniacz rezonansowy. Technika ta jest stosowana w nowoczesnych odbiornikach superheterodynowych. Tylko stała częstotliwość nazywana jest pośrednią.


Metoda konwersji częstotliwości

A teraz musimy rozważyć wyżej wymienioną metodę konwersji częstotliwości w odbiornikach radiowych. Załóżmy, że istnieją dwa rodzaje oscylacji, częstotliwości są różne. Podczas tworzenia tych wibracji pojawia się bicie. Sygnał przy kompilacji następnie zwiększa amplitudę, a następnie maleje. Jeśli spojrzysz na wykres, który charakteryzuje to zjawisko, możesz zobaczyć zupełnie inny okres. I to jest okres implementacji bitów. I ten okres jest czymś znacznie więcej niż podobną cechą każdej powstałej fluktuacji. Odpowiednio częstotliwości są odwrotne - suma oscylacji jest mniejsza.
Częstotliwość bicia jest wystarczająco prosta do obliczenia. Jest równa różnicy w częstotliwości tworzonych oscylacji. Co więcej, wraz ze wzrostem różnicy zwiększa się częstotliwość bitów. Wynika z tego, że wybierając stosunkowo dużą różnicę częstotliwości, uzyskuje się beaty o wysokiej częstotliwości. Na przykład występują dwie fluktuacje - 300 metrów (to 1 MHz) i 205 metrów (czyli 146 MHz). Podczas kompilacji okazuje się, że częstotliwość taktowania będzie wynosić 460 kHz lub 652 metrów.

Detekcja

Jednak w odbiornikach superheterodynowych wymagany jest detektor. Uderzenia uzyskane w wyniku dwóch różnych oscylacji mają pewien okres. I w pełni odpowiada częstotliwości pośredniej. Ale nie jest to harmoniczna fluktuacja częstotliwości pośredniej, w celu jej uzyskania konieczne jest przeprowadzenie procedury wykrywania. Zwróć uwagę na to z modulowanego sygnałudetektor przydziela tylko drgania o częstotliwości modulacji. Ale w przypadku bicia, wszystko nieco inaczej - występuje wibracja tak zwanej częstotliwości różnicowej. Jest równa różnicy częstotliwości, która jest tworzona. Ta metoda transformacji nazywana jest metodą heterodynamiczną lub mieszającą.

Realizacja sposobu działania odbiornika

Przypuśćmy, że w obwodzie radiowym powstają oscylacje ze stacji radiowej. Aby dokonać konwersji, musisz utworzyć kilka pomocniczych oscylacji o wysokiej częstotliwości. Następnie wybiera się częstotliwość heterodyny. Jednocześnie różnica częstotliwości powinna wynosić na przykład 460 kHz. Następnie musisz dodać wibracje i zastosować je do lampy wykrywającej (lub półprzewodnika). W tym przypadku uzyskuje się różnicę częstotliwości oscylacji (wartość 460 kHz) w obwodzie połączonym z łańcuchem anodowym. Należy zwrócić uwagę na to, że obwód ten jest skonfigurowany do pracy z częstotliwością różnicową.
Za pomocą wzmacniacza wysokiej częstotliwości można dokonać konwersji sygnału. Jego amplituda jest znacznie zwiększona. Zastosowany wzmacniacz jest skrótem RANGE (wzmacniacz o pośredniej częstotliwości). Można go znaleźć we wszystkich odbiornikach typu superheterodynowego.

Praktyczny schemat triody

Aby dokonać konwersji częstotliwości, można użyć najprostszego schematu na triodzie z jedną lampą. Fluktuacje pochodzące z anteny za pomocą cewki spadają na siatkę kontrolną lampy wykrywacza. Od heterodyny jest oddzielny sygnał, nakłada się go na podłogęgłówny. W łańcuchu anodowym lampy wykrywa się obwód oscylacyjny - dostosowany do częstotliwości różnicowej. Po wykryciu fluktuacji, które wzmacniają się w RANGE. Ale projekty radiolampów są dziś bardzo rzadko stosowane - te elementy są przestarzałe i trudne do zdobycia. Ale wygodnie jest dla nich rozważyć wszystkie fizyczne procesy zachodzące w projekcie. Często używane jako heptody detektora, triody-heptody, pentody. Obwód w triodach półprzewodnikowych jest bardzo podobny do tego, w którym używana jest lampa. Napięcie zasilania jest mniejsze i dane uzwojenia cewek induktora.

JEŻELI w heptodes

A heptode to lampa z kilkoma sieciami, katodami i anodami. W rzeczywistości są to dwie lampy radiowe, zamknięte w jednej szklanej bańce. Elektroniczny przepływ tych lamp jest również powszechny. W pierwszej lampie pojawia się wzbudzenie oscylacji - to pozwala pozbyć się używania odrębnego heterodyny. Ale drugi miesza fluktuacje pochodzące z anteny i heterodyny. Są beaty, z których istnieje alokacja oscylacji z częstotliwością różnicową.
Normalnie lampy dzielą się na obwody z linią przerywaną. Dwie dolne kratki są połączone z katodą z kilkoma elementami - uzyskuje się klasyczny obwód sprzężenia zwrotnego. Ale siatka kontrolna łączy bezpośrednio heterodynę z obwodem oscylacyjnym. W obecności sprzężenia zwrotnego występuje prąd i oscylacja. Prąd przenika przez drugą siatkę i następuje przeniesienie oscylacji do drugiej lampy. Wszystkosygnały dochodzące z anteny dochodzą do czwartej siatki. Siatki numer 3 i numer 5 są połączone wewnątrz gniazda i występuje stałe napięcie. Są to ekrany umieszczone między dwiema lampami. W rezultacie okazuje się, że druga lampa jest całkowicie ekranowana. Regulacja odbiornika superheterodynowego zwykle nie jest wymagana. Najważniejsze jest ustawienie filtrów pasmowoprzepustowych.

Procesy występujące w schemacie

Prąd powoduje oscylacje, które są tworzone przez pierwszą lampę. W tym przypadku następuje zmiana we wszystkich parametrach drugiej lampy radiowej. To w nim miesza się wszystkie wibracje - od anteny i heterodyny. Istnieje generacja oscylacji o różnicy częstotliwości. Obwód anodowy zawiera obwód oscylacyjny - można go precyzyjnie konfigurować na tej częstotliwości. Następnie następuje uwolnienie od prądu oscylacji anodowych. I już po tych procesach pojawia się sygnał do wejścia RANGE.
Dzięki specjalnym lampom konwersyjnym następuje znaczne uproszczenie struktury superheterodyny. Liczba lamp zmniejsza się, eliminując niektóre trudności, które mogą powstać podczas pracy obwodu przy użyciu jednego heterodyny. Wszystkie wyżej opisane dotyczą transformacji niemodulowanych fluktuacji (bez języka i muzyki). Znacznie łatwiej jest wziąć pod uwagę zasadę urządzenia.

Modulowane sygnały

W przypadku konwersji zmodulowanej oscylacji wszystko odbywa się nieco inaczej. Oscylacja heterodyny ma stałą amplitudę. Fluktuacje IF i bitów są modulowane, jak również w nośniku. Dlaprzekształcenie zmodulowanego sygnału w dźwięk wymaga kolejnego wykrycia. Z tego powodu w superheterodynowych odbiornikach KV, po amplifikacji, sygnał jest wysyłany do drugiego detektora. I dopiero po tym sygnał modulacji jest przesyłany do głównego telefonu lub wejścia ULF (wzmacniacz niskiej częstotliwości). W konstrukcji wstążki występuje jedna lub dwie kaskady typu rezonansowego. Zazwyczaj używane są strojone transformatory. Co więcej, ustawienie dokonuje się natychmiast po dwóch uzwojeniach, a nie po jednym. Dzięki temu można uzyskać bardziej korzystny kształt krzywej rezonansu. Czułość i selektywność urządzenia odbiorczego są zwiększone. Transformatory te, w których konfigurowane są uzwojenia, nazywane są filtrami pasmowo-przepustowymi. Są one skonfigurowane przy użyciu regulowanego rdzenia lub kondensatora. Są one skonfigurowane raz i podczas działania odbiornika, nie muszą dotykać.

Częstotliwość homodyny

A teraz rozważmy prosty odbiornik superheterodyny na lampie lub tranzystorze. Możesz zmienić częstotliwość heterodyny w wymaganym zakresie. I musi być tak dobrany, aby przy każdej zmianie częstotliwości pochodzącej z anteny, było to samo znaczenie częstotliwości pośredniej. Po ustawieniu superheterodyny, częstotliwość wzmocnionych oscylacji jest dostosowywana do określonego wzmacniacza rezonansowego. Istnieje oczywista korzyść - nie ma potrzeby dostosowywania dużej liczby obwodów oscylacyjnych między światłami. Wystarczająco, aby skonfigurowaćlokalna pętla i wejście. Istnieje znaczne uproszczenie konfiguracji.

Częstotliwość pośrednia

Aby uzyskać ustalone IF z dowolną częstotliwością znajdującą się w zakresie działania odbiornika, oscylacja heterodyny musi zostać przesunięta. Z reguły superheterodyne radia używają IF równego 460 kHz. Znacznie rzadziej używane jest 110 kHz. Ta częstotliwość pokazuje wartość heterodyny i zakresów pętli wejściowych.
Przy wzmocnieniu rezonansowym zwiększa się czułość i selektywność urządzenia. A dzięki zastosowaniu transformacji dochodzi do oscylacji, dzięki której można poprawić wskaźnik selektywności. Bardzo często dwie radiostacje pracujące stosunkowo blisko (w częstotliwości) kolidują ze sobą. Te właściwości powinny być brane pod uwagę, jeśli planujesz zbudować samourządzający superheterodynowy odbiornik.

Jak odbiór stacji

Teraz możesz wziąć pod uwagę konkretny przykład, aby zrozumieć zasadę odbiornika superheterodynowego. Załóżmy, że używamy IF równego 460 kHz. Stacja działa z częstotliwością 1 MHz (1000 kHz). I jest utrudnione przez słabą stację, o której mówi się, że ma częstotliwość 1010 kHz. Różnica w częstotliwości wynosi 1%. Aby uzyskać IF równe 460 kHz, konieczne jest dostosowanie lokalnego oscylatora do 146 MHz. W tym przypadku stacja radiowa zapobiega IF równej tylko 450 kHz.
A teraz widać, że sygnały obu stacji różnią się o ponad 2%. Dwa sygnały rozeszły się, stało się to dzięki pomocy konwerterówczęstotliwość Odbiór stacji głównej został uproszczony, zwiększyła się selektywność radia. Teraz znasz wszystkie zasady odbiorników superheterodynowych. W nowoczesnych radiotelefonach wszystko jest o wiele łatwiejsze - musisz użyć tylko jednego chipa. A w nim na krysztale półprzewodnika zbiera się kilka urządzeń - detektory, heterodyna, wzmacniacze, RF, niskie częstotliwości, IF. Pozostaje tylko dodać obwód wibracyjny i kilka kondensatorów, rezystorów. I kompletny odbiornik jest złożony.

Powiązane publikacje