Det finnes flere ordninger for konstruksjon av radiomottakere. Dessuten spiller det ingen rolle for hvilket formål de brukes - som mottaker av kringkastingsstasjoner eller et signal i et kontrollsystemsett. Det er superheterodyne mottakere og direkte forsterkning. I mottakerkretsen for direkte forsterkning brukes bare én type oscillasjonsomformer - noen ganger til og med den enkleste detektoren. Faktisk er dette en detektormottaker, bare litt forbedret. Hvis du legger merke til utformingen av radioen, kan du se at først høyfrekvente signal forsterkes, og deretter lavfrekvente signal (for utgang til høyttaler).
Features of superheterodynes
På grunn av at parasittiske svingninger kan forekomme, er muligheten for å forsterke høyfrekvente svingninger begrenset i liten grad. Dette gjelder spesielt når du bygger kortbølgemottakere. Somdiskantforsterker er best å bruke resonansdesign. Men de må gjøre en fullstendig rekonfigurering av alle oscillerende kretser som er i designet, når de endrer frekvensen.
Som et resultat blir utformingen av radiomottakeren mye mer komplisert, så vel som bruken. Men disse manglene kan elimineres ved å bruke metoden for å konvertere de mottatte oscillasjonene til en stabil og fast frekvens. Dessuten er frekvensen vanligvis redusert, dette lar deg oppnå et høyt nivå av forsterkning. Det er på denne frekvensen at resonansforsterkeren er innstilt. Denne teknikken brukes i moderne superheterodyne-mottakere. Bare en fast frekvens kalles en mellomfrekvens.
Frekvenskonverteringsmetode
Og nå må vi vurdere den ovennevnte metoden for frekvenskonvertering i radiomottakere. Anta at det er to typer oscillasjoner, deres frekvenser er forskjellige. Når disse vibrasjonene legges sammen, vises et slag. Når det legges til, øker signalet enten i amplitude eller reduseres. Hvis du legger merke til grafen som kjennetegner dette fenomenet, kan du se en helt annen periode. Og dette er beatsperioden. Dessuten er denne perioden mye lengre enn en lignende karakteristikk av noen av svingningene som ble dannet. Følgelig er det motsatte tilfellet med frekvenser - summen av svingninger har mindre.
Beat-frekvensen er enkel å beregne. Det er lik forskjellen i frekvensene til oscillasjonene som ble lagt til. Og med en økningforskjellen, øker slagfrekvensen. Det følger at når man velger en relativt stor forskjell i frekvensvilkår, oppnås høyfrekvente slag. For eksempel er det to svingninger - 300 meter (dette er 1 MHz) og 205 meter (dette er 1,46 MHz). Når det legges til, viser det seg at slagfrekvensen vil være 460 kHz eller 652 meter.
Detection
Men mottakere av typen superheterodyne har alltid en detektor. Beatene som er et resultat av tillegg av to forskjellige vibrasjoner har en periode. Og det stemmer helt overens med mellomfrekvensen. Men dette er ikke harmoniske oscillasjoner av mellomfrekvensen; for å oppnå dem er det nødvendig å utføre deteksjonsprosedyren. Vær oppmerksom på at detektoren kun trekker ut oscillasjoner med modulasjonsfrekvensen fra det modulerte signalet. Men når det gjelder beats, er alt litt annerledes - det er et utvalg av svingninger av den såk alte differansefrekvensen. Det er lik forskjellen i frekvenser som summerer seg. Denne transformasjonsmetoden kalles metoden for heterodyning eller blanding.
Implementering av metoden når mottakeren kjører
La oss anta at oscillasjoner fra en radiostasjon kommer inn i radiokretsen. For å utføre transformasjoner er det nødvendig å lage flere ekstra høyfrekvente oscillasjoner. Deretter velges lokaloscillatorfrekvensen. I dette tilfellet bør forskjellen mellom vilkårene for frekvensene være for eksempel 460 kHz. Deretter må du legge til oscillasjonene og bruke dem på detektorlampen (eller halvlederen). Dette resulterer i en forskjellsfrekvensoscillasjon (verdi 460 kHz) i en krets koblet til anodekretsen. Trenger å ta hensyn tildet faktum at denne kretsen er innstilt til å fungere på forskjellsfrekvensen.
Ved å bruke en høyfrekvent forsterker kan du konvertere signalet. Amplituden øker betydelig. Forsterkeren som brukes til dette er forkortet til IF (Intermediate Frequency Amplifier). Den finnes i alle mottakere av typen superheterodyne.
Praktisk triodekrets
For å konvertere frekvensen kan du bruke den enkleste kretsen på en enkelt triodelampe. Oscillasjonene som kommer fra antennen, gjennom spolen, faller på kontrollnettet til detektorlampen. Et eget signal kommer fra den lokale oscillatoren, den legges over den viktigste. En oscillerende krets er installert i anodekretsen til detektorlampen - den er innstilt på forskjellsfrekvensen. Når det oppdages, oppnås oscillasjoner, som forsterkes ytterligere i IF.
Men konstruksjoner på radiorør brukes svært sjelden i dag – disse elementene er utdaterte, det er problematisk å få tak i dem. Men det er praktisk å vurdere alle de fysiske prosessene som oppstår i strukturen på dem. Heptoder, triode-heptoder og pentoder brukes ofte som detektorer. Kretsen på en halvledertriode er veldig lik den som en lampe brukes i. Tilførselsspenningen er mindre og viklingsdataene til induktorene.
IF på heptodes
Heptode er en lampe med flere gitter, katoder og anoder. Faktisk er dette to radiorør innelukket i en glassbeholder. Den elektroniske flyten til disse lampene er også vanlig. PÅden første lampen eksiterer svingninger - dette lar deg bli kvitt bruken av en separat lokal oscillator. Men i den andre blandes svingningene som kommer fra antennen og de heterodyne. Slag oppnås, oscillasjoner med en forskjellsfrekvens skilles fra dem.
Vanligvis er lampene på diagrammene atskilt med en stiplet linje. De to nedre gitteret er koblet til katoden gjennom flere elementer - en klassisk tilbakemeldingskrets oppnås. Men kontrollnettet direkte til den lokale oscillatoren er koblet til oscillasjonskretsen. Med tilbakemelding oppstår strøm og oscillasjon.
Strømmen trenger gjennom det andre gitteret og oscillasjonene overføres til den andre lampen. Alle signaler som kommer fra antennen går til det fjerde rutenettet. Gitter nr. 3 og nr. 5 er sammenkoblet inne i basen og har en konstant spenning på seg. Dette er særegne skjermer plassert mellom to lamper. Resultatet er at den andre lampen er fullstendig skjermet. Innstilling av en superheterodyne-mottaker er vanligvis ikke nødvendig. Det viktigste er å justere båndpassfiltrene.
Prosesser som foregår i ordningen
Strømmen svinger, de skapes av den første lampen. I dette tilfellet endres alle parametere til det andre radiorøret. Det er i den at alle vibrasjoner blandes - fra antennen og lokaloscillatoren. Oscillasjoner genereres med en forskjellsfrekvens. En oscillerende krets er inkludert i anodekretsen - den er innstilt på denne spesielle frekvensen. Deretter kommer utvalget fraoscillasjonsanodestrøm. Og etter disse prosessene sendes et signal til inngangen til IF.
Ved hjelp av spesielle konverteringslamper blir utformingen av superheterodynen betydelig forenklet. Antall rør reduseres, noe som eliminerer flere vanskeligheter som kan oppstå ved drift av en krets med en separat lokal oscillator. Alt diskutert ovenfor refererer til transformasjonene av den umodulerte bølgeformen (uten tale og musikk). Dette gjør det mye lettere å vurdere prinsippet for driften av enheten.
modulerte signaler
I tilfellet der konverteringen av den modulerte bølgen skjer, gjøres alt litt annerledes. Oscillasjonene til den lokale oscillatoren har en konstant amplitude. IF-oscillasjonen og slaget er modulert, det samme er bæreren. For å konvertere det modulerte signalet til lyd, kreves det en deteksjon til. Det er av denne grunn at i superheterodyne HF-mottakere, etter forsterkning, påføres et signal til den andre detektoren. Og først etter det mates modulasjonssignalet til hodetelefonen eller ULF-inngangen (lavfrekvent forsterker).
I utformingen av IF er det en eller to kaskader av resonanstypen. Som regel brukes innstilte transformatorer. Dessuten er to viklinger konfigurert på en gang, og ikke en. Som et resultat kan en mer fordelaktig form av resonanskurven oppnås. Følsomheten og selektiviteten til mottaksanordningen økes. Disse transformatorene med innstilte viklinger kalles båndpassfiltre. De konfigureres ved hjelp avjusterbar kjerne eller trimmer kondensator. De er konfigurert én gang og trenger ikke å berøres under bruk av mottakeren.
LO-frekvens
La oss nå se på en enkel superheterodynmottaker på et rør eller en transistor. Du kan endre de lokale oscillatorfrekvensene i det nødvendige området. Og den må velges på en slik måte at med eventuelle frekvensoscillasjoner som kommer fra antennen, oppnås samme verdi av mellomfrekvensen. Når superheterodynen er innstilt, justeres frekvensen til den forsterkede oscillasjonen til en spesifikk resonansforsterker. Det viser seg en klar fordel - det er ikke nødvendig å konfigurere et stort antall oscillerende kretser mellom rørene. Det er nok å justere heterodyne-kretsen og inngangen. Det er en betydelig forenkling av oppsettet.
Mellomfrekvens
For å oppnå en fast IF når du opererer på en hvilken som helst frekvens som er innenfor mottakerens driftsområde, er det nødvendig å forskyve oscillasjonene til den lokale oscillatoren. Vanligvis bruker superheterodyne radioer en IF på 460 kHz. Mye mindre vanlig brukt er 110 kHz. Denne frekvensen indikerer hvor mye rekkeviddene til den lokale oscillatoren og inngangskretsen avviker med.
Ved hjelp av resonansforsterkning økes følsomheten og selektiviteten til enheten. Og takket være bruken av transformasjonen av den innkommende oscillasjonen, er det mulig å forbedre selektivitetsindeksen. Svært ofte er to radiostasjoner som opererer relativt tett (ihtfrekvens), forstyrre hverandre. Slike egenskaper må tas i betraktning hvis du planlegger å sette sammen en hjemmelaget superheterodyne-mottaker.
Hvordan stasjoner mottas
Nå kan vi se på et spesifikt eksempel for å forstå hvordan en superheterodyne-mottaker fungerer. La oss si at en IF lik 460 kHz brukes. Og stasjonen opererer med en frekvens på 1 MHz (1000 kHz). Og hun blir hindret av en svak stasjon som sender på en frekvens på 1010 kHz. Frekvensforskjellen deres er 1 %. For å oppnå en IF lik 460 kHz, er det nødvendig å stille inn lokaloscillatoren til 1,46 MHz. I dette tilfellet vil den forstyrrende radioen sende ut en IF på bare 450 kHz.
Og nå kan du se at signalene til de to stasjonene avviker med mer enn 2 %. To signaler flyktet, dette skjedde ved bruk av frekvensomformere. Mottak av hovedstasjonen er blitt forenklet, og selektiviteten til radioen er forbedret.
Nå kjenner du alle prinsippene til superheterodyne-mottakere. I moderne radioer er alt mye enklere - du trenger bare å bruke én brikke for å bygge. Og i den er flere enheter satt sammen på en halvlederkrystall - detektorer, lokale oscillatorer, RF, LF, IF-forsterkere. Det gjenstår bare å legge til en oscillerende krets og noen få kondensatorer, motstander. Og en komplett mottaker er satt sammen.