Načelo superheterodinskega sprejemnika

Obstaja več shem za izdelavo radijskih sprejemnikov. In ni važno, za kakšen namen se uporabljajo - kot sprejemnik radijskih postaj ali signal v paketu nadzornega sistema. Obstajajo superheterodinski sprejemniki in neposredno ojačanje. V Ljubljani sprejemno vezje

Značilnosti superheterodinov

Ker lahko pride do parazitskih nihanj, je možnost ojačanja visokofrekvenčnih nihanj v majhnem obsegu omejena. To še posebej velja pri gradnji kratkovalovnih sprejemnikov. Kot visokofrekvenčni ojačevalnik je najbolje uporabiti resonančne modele. Toda v njih je potrebno opraviti popolno ponovno nastavitev vseh nihajnih krogov, ki so prisotni v konstrukciji, s spremembo frekvence.

Kot rezultat, gradnja radijskega sprejemnika postane veliko bolj zapletena, kot tudi njegova uporaba. Te pomanjkljivosti pa je mogoče odpraviti z uporabo metode pretvorbe prejetih nihanj v eno stabilno in fiksno frekvenco. Pogostost je ponavadi manjša, kar omogoča doseganje visoke stopnje ojačitve. Na tej frekvenci je nastavljen resonančni ojačevalnik. Takšna tehnika se uporablja v sodobnih superheterodičnih sprejemnikih. Samo fiksna frekvenca se imenuje vmesna frekvenca.

Metoda pretvorbe frekvence

In zdaj moramo upoštevati zgoraj omenjeni način pretvorbe frekvence v radijskih sprejemnikih. Recimo, da obstajajo dve vrsti nihanj, njihove frekvence so drugačne. Ko se dodajo te oscilacije, pride do premika. Poleg signala, ki povečuje amplitudo, se zmanjša. Če upoštevate grafikon, ki označuje ta pojav, lahko vidite popolnoma drugačno obdobje. In to je obdobje premagovanja. Poleg tega je to obdobje veliko večje od analogne lastnosti katere koli razvite oscilacije. Skladno s tem s frekvencami vse okoli - za vsoto oscilacij je manjše.

Frekvenco utripanja je enostavno izračunati. Je enaka razliki v oscilacijskih frekvencah, ki se dodajajo. In z naraščajočo razliko se pogostost utripov poveča. Iz tega sledi, da pri izbiri sorazmerno velike razlike v frekvenčnih komponentah dobimo visokofrekvenčne utripe. Na primer, obstajata dve nihanji - 300 metrov (to je 1 MHz) in 205 metrov (to je 1, 46 MHz). Ko dodamo, se izkaže, da je frekvenca utripanja 460 kHz ali 652 metrov.

Odkrivanje

Toda v sprejemnikih superheterodinskega tipa mora biti detektor. Črki, ki se dobijo kot posledica dodajanja dveh različnih nihanj, imajo časovno obdobje. In popolnoma ustreza vmesni frekvenci. Vendar to niso harmonične oscilacije vmesne frekvence, da bi jih pridobili, je treba izvesti postopek odkrivanja. Upoštevajte, da modulirani signal zazna samo oscilacije s frekvenco modulacije. Toda v primeru utripov je vse malo drugačno - obstaja izbira nihanj tako imenovane frekvenčne frekvence. To je enaka razliki frekvenc, ki se ujemajo. Ta metoda transformacije imenujemo metoda heterodenitve ali mešanja.

Izvedba metode pri delovanju sprejemnika

Recimo, da radijsko vezje sprejema oscilacije iz radijske postaje. Za izvedbo transformacij je potrebno ustvariti več pomožnih visokofrekvenčnih nihanj. Nato je izbrana frekvenca lokalnega oscilatorja. V tem primeru bi morala biti razlika v frekvencah, na primer, 460 kHz. Nato morate dodati oscilacije in jih uporabiti pri detektorju svetlobe (ali polprevodniku). To povzroči razliko frekvence oscilacije (460 kHz) v zanki, ki je priključena na anodno vezje. Upoštevati je treba dejstvo, da je to vezje nastavljeno za delovanje z različno frekvenco.

Z visokofrekvenčnim ojačevalnikom lahko naredite pretvorba signala. Njegova amplituda močno narašča. Ojačevalnik, ki se uporablja za to, je okrajšan kot IF ojačevalnik (vmesni frekvenčni ojačevalnik). To je mogoče najti v vseh sprejemnikih superheterodinskega tipa.

Praktična shema za triodo

Za izvedbo pretvorbe frekvence lahko uporabite najpreprosteje vezje na eno samo triodno žarnico. Nihanja, ki prihajajo iz antene s pomočjo tuljave, spadajo na krmilno mrežo detektorske svetilke. Lokalni oscilator sprejema ločen signal, ki je nad glavnim signalom. V anodnem krogu detektorske svetilke je nameščeno nihajno vezje - nastavljeno je na frekvenco razlike. Pri detekciji dobimo oscilacije, ki jih dodatno ojačimo v IF ojačevalniku.

Toda oblike na radijskih epruvetah se zelo redko uporabljajo danes - ti elementi so zastareli, zaradi česar so problematični. Vendar je primerno, da upoštevajo vse fizične procese, ki se pojavljajo v konstrukciji. pogosto se uporablja kot detektor za heptide, triode-heptide, pentode. Vezje na polprevodniški triodi je zelo podobno tistemu, v katerem se uporablja svetilka. Napajalna napetost je manjša in navitja podatkov induktorja.

ČE je na heptodah

Gepodod je žarnica z več mrežami, katode in anode. Dejansko sta to dve radijski cevki, zaprti v eni steklenici. Elektronski tok teh svetilk je prav tako pogost. V prvi luči je vzburjenost nihanj - to vam omogoča, da se znebite uporabe ločenega heterodina. Toda v drugem mešalnem nihanju, ki prihaja iz antene, in heterodyne. Dobljeni utripi, iz njih se pojavi izbira nihanj z različno frekvenco.

Svetilke na tokokrogih so običajno ločene s črtkano črto. Dva spodnja očesa so povezana s katodo z več elementi - pridobljena je klasična povratna shema. Toda kontrolna mreža lokalnega oscilatorja je povezana z oscilacijskim krogom. V prisotnosti povratnih informacij pride do pojava toka in nihanj.

Tok prehaja skozi drugo mrežo in nihanja se prenesejo na drugo svetilko. Vsi signali, ki prihajajo iz antene, se napajajo v četrto mrežo. Mreže št. 3 in št. 5 so med seboj povezani v pokrovčku in obstaja njihova konstantna napetost. To so originalni zasloni, ki se nahajajo med dvema svetilkama. Rezultat je, da je druga svetilka popolnoma zaščitena. Nastavitev superheterodinskega sprejemnika običajno ni potrebna. Glavna stvar je nastaviti pasovne filtre.

Procesi, ki potekajo v shemi

Trenutni niha, jih ustvari prva svetilka. V tem primeru se spremenijo vsi parametri druge radijske svetilke. To je mešanje vseh vibracij - od antene in lokalnega oscilatorja. Nastanejo nihanja z različno frekvenco. V verigi anode je vklopljeno oscilatorsko vezje - nastavljena je na to frekvenco. Nadalje se anoda izloči iz anodnega toka. Po teh procesih se na vhod IF-ojačevalnika pošlje signal.

S pomočjo posebnih svetilk za pretvorbo je gradnja superheterodina močno poenostavljena. Število svetilk se zmanjša, odpravijo se lahko več težav, ki lahko nastanejo, ko se tokokrog upravlja z uporabo ločenega lokalnega oscilatorja. Vse, obravnavano zgoraj, se nanaša na preoblikovanje nemoduliranih nihanj (brez govora in glasbe). Precej lažje je upoštevati načelo naprave.

Modulirani signali

V primeru, da se modulirano nihanje preoblikuje, se vse naredi nekoliko drugače. Nihanja lokalnega oscilatorja imajo konstantno amplitudo. Fluktuacije v IF in utripih se modulirajo, kot tudi v nosilcu. Za pretvorbo moduliranega signala v zvok je potrebna še druga detekcija. Iz tega razloga je v superheterodinskih HF sprejemnikih po opravljenem pomnoževanju na drugi detektor prišel signal. In šele po tem, ko se modulacijski signal napaja v slušalko ali vhod ULF (nizkofrekvenčni ojačevalnik).

Pri oblikovanju IF ojačevalnika obstaja ena ali dve kaskadi resonančnega tipa. Kot pravilo se uporabljajo prilagojeni transformatorji. Poleg tega sta dva navitja nastavljena hkrati in ne ena. Zaradi tega je mogoče doseči bolj ugodno obliko resonančne krivulje. Poveča občutljivost in selektivnost sprejemne naprave. Ti transformatorji, v katerih so navitji nastavljeni, se imenujejo pasovni filtri. Prilagajajo jih s pomočjo nastavljivega kondenzatorja jedra ali trimerja. Nastavljeni so enkrat in v delovanju sprejemnika jih ni treba dotakniti.

LO frekvenca

In zdaj si oglejmo preprost superheterodinski sprejemnik na žarnici ali tranzistorju. Frekvence lokalnega oscilatorja lahko spremenite v želenem obsegu. In ga je treba izbrati tako, da s katero koli frekvenčno spremembo, ki prihaja iz antene, dobimo enako vrednost vmesne frekvence. Ko je superheterodin nastavljen, je frekvenca ojačane oscilacije nastavljena na določen resonančni ojačevalnik. Izkazalo se je očitna prednost - ni potrebe po prilagajanju velikega števila oscilatornih tokokrogov. Dovolj je konfigurirati heterodinsko vezje in vhodno zanko. Obstaja znatna poenostavitev nastavitve.

Vmesna frekvenca

Če želite pri določeni frekvenci, ki je v delovnem območju sprejemnika, da dobite fiksno IF, je treba premakniti oscilacije lokalnega oscilatorja. Praviloma se v radijskih frekvencah superheterodinata uporablja frekvenca 460 kHz. Mnogo manj pogosto uporablja 110 kHz. Ta frekvenca prikazuje razliko med pasom LO in vhodno zanko.

S pomočjo resonančne ojačitve se povečuje občutljivost in selektivnost naprave. In s preoblikovanjem dohodnega nihanja je možno izboljšati indeks selektivnosti. Zelo pogosto dve radijski postaji, ki delujejo relativno blizu (v pogostosti), med seboj motijo. Takšne lastnosti je treba upoštevati, če nameravate sestaviti samozaposleni superheterodinski sprejemnik.

Kako prejemate postaje?

Zdaj lahko preučimo poseben primer za razumevanje načela delovanja sprejemnika superheterodin. Predpostavimo, da se uporabi IF s frekvenco 460 kHz. Postaja deluje s frekvenco 1 MHz (1000 kHz). In ovirata jo šibka postaja, ki oddaja s frekvenco 1010 kHz. Razlika v frekvencah je 1%. Da bi dosegli IF od 460 kHz, je potrebno nastaviti lokalni oscilator na 1,46 MHz. V tem primeru bo moteči radio oddal IF samo 450 kHz.

Zdaj lahko vidite, da se signali dveh postaj razlikujejo za več kot 2%. Dva signala sta pobegnili, to se je zgodilo z uporabo frekvenčnih pretvornikov. Sprejem glavne postaje je bil poenostavljen, selektivnost radijskega sprejemnika se je izboljšala.

Zdaj poznate vsa načela superheterodičnih sprejemnikov. V sodobnih radiih je vse veliko preprostejše - za gradnjo morate uporabiti samo en čip. In v njem na polprevodniški čip sestavljajo več naprav - detektorji, heterodini, ojačevalniki HF, LF, IF. Ostaja le dodati oscilatorsko vezje in več kondenzatorjev, uporov. In sestavljen je polnopravni sprejemnik.