Több séma létezik a rádióvevők felépítésére. Ezenkívül nem számít, milyen célra használják őket - műsorszóró állomások vevőjeként vagy jelként egy vezérlőrendszer-készletben. Vannak szuperheterodin vevők és közvetlen erősítés. A közvetlen erősítésű vevőáramkörben csak egyfajta oszcillációs átalakítót használnak - néha még a legegyszerűbb detektort is. Valójában ez egy detektor vevő, csak kissé javítva. Ha odafigyel a rádió kialakítására, láthatja, hogy először a nagyfrekvenciás jelet erősítik fel, majd az alacsony frekvenciájú jelet (a hangsugárzóba történő kimenetre).
A szuperheterodinok jellemzői
Tekintettel arra, hogy parazita oszcillációk előfordulhatnak, a nagyfrekvenciás rezgések felerősítésének lehetősége kis mértékben korlátozott. Ez különösen igaz rövidhullámú vevőkészülékek építésekor. Mintmagas hangerősítő a legjobb, ha rezonáns kialakítást használ. De a frekvencia megváltoztatásakor a tervben szereplő összes oszcillációs áramkört teljesen újra kell konfigurálniuk.
Ennek eredményeként a rádióvevő kialakítása és használata sokkal bonyolultabbá válik. De ezek a hiányosságok kiküszöbölhetők azzal a módszerrel, hogy a vett rezgéseket egyetlen stabil és rögzített frekvenciává alakítjuk. Sőt, a frekvencia általában csökken, ami lehetővé teszi a magas szintű nyereség elérését. Ezen a frekvencián hangolják a rezonanciaerősítőt. Ezt a technikát a modern szuperheterodin vevőkészülékekben használják. Csak egy rögzített frekvenciát nevezünk közbenső frekvenciának.
Frekvenciakonverziós módszer
És most meg kell fontolnunk a rádióvevők frekvenciaátalakításának fent említett módszerét. Tegyük fel, hogy kétféle rezgés létezik, ezek frekvenciája eltérő. Ha ezeket a rezgéseket összeadjuk, megjelenik egy ütem. Ha hozzáadjuk, a jel amplitúdója vagy nő, vagy csökken. Ha odafigyelünk arra a grafikonra, amely ezt a jelenséget jellemzi, egészen más időszakot láthatunk. És ez az ütemek időszaka. Ráadásul ez az időszak sokkal hosszabb, mint a kialakult ingadozások hasonló jellemzője. Ennek megfelelően a frekvenciákkal az ellenkezője igaz – az oszcillációk összege kisebb.
Az ütem gyakoriságát elég könnyű kiszámítani. Ez megegyezik az összeadott rezgések frekvenciáinak különbségével. És emelésselkülönbség, az ütemfrekvencia nő. Ebből következik, hogy a frekvencia szempontjából viszonylag nagy különbség kiválasztásakor magas frekvenciájú ütemeket kapunk. Például két ingadozás létezik - 300 méter (ez 1 MHz) és 205 méter (ez 1,46 MHz). Ha hozzáadjuk, kiderül, hogy az ütemfrekvencia 460 kHz vagy 652 méter lesz.
Érzékelés
De a szuperheterodin típusú vevőknek mindig van detektora. A két különböző rezgés összeadásából származó ütemeknek van periódusuk. És teljesen összhangban van a köztes frekvenciával. De ezek nem közbülső frekvenciájú harmonikus rezgések, ezek eléréséhez el kell végezni a detektálási eljárást. Kérjük, vegye figyelembe, hogy a detektor csak a modulációs frekvenciájú oszcillációkat vonja ki a modulált jelből. De az ütemek esetében minden egy kicsit más - van egy úgynevezett különbségi frekvencia oszcillációja. Ez egyenlő az összeadódó frekvenciák különbségével. Ezt az átalakítási módszert heterodinizálás vagy keverés módszerének nevezik.
A módszer megvalósítása, amikor a vevő fut
Tegyük fel, hogy egy rádióállomás oszcillációi bejutnak a rádióáramkörbe. Az átalakítások végrehajtásához több nagyfrekvenciás segédlengés létrehozására van szükség. Ezután a helyi oszcillátor frekvenciáját kell kiválasztani. Ebben az esetben a frekvenciák közötti különbségnek például 460 kHz-nek kell lennie. Ezután hozzá kell adnia az oszcillációkat, és alkalmaznia kell őket az érzékelő lámpára (vagy félvezetőre). Ennek eredményeképpen az anódáramkörhöz csatlakoztatott áramkörben frekvenciakülönbség oszcilláció (értéke 460 kHz). Oda kell figyelniaz a tény, hogy ez az áramkör a frekvenciakülönbségre van hangolva.
Nagyfrekvenciás erősítő használatával konvertálhatja a jelet. Az amplitúdója jelentősen megnő. Az ehhez használt erősítő rövidítése IF (Intermediate Frequency Amplifier). Minden szuperheterodin típusú vevőben megtalálható.
Gyakorlati trióda áramkör
A frekvencia konvertálásához használhatja a legegyszerűbb áramkört egyetlen triódás lámpán. Az antennából a tekercsen keresztül érkező rezgések a detektorlámpa vezérlőrácsára esnek. Külön jel jön a helyi oszcillátorból, ez a fő tetejére van ráhelyezve. Az érzékelő lámpa anódáramkörébe oszcillációs áramkör van beépítve - a frekvenciakülönbségre van hangolva. Ha észleljük, rezgések keletkeznek, amelyek tovább erősödnek az IF-ben.
De a rádiócsöveken manapság nagyon ritkán alkalmaznak konstrukciókat - ezek az elemek elavultak, problémás beszerezni őket. De célszerű figyelembe venni a rajtuk lévő szerkezetben előforduló összes fizikai folyamatot. Heptódákat, trióda-heptódokat és pentódokat gyakran használnak detektorként. A félvezető triódon lévő áramkör nagyon hasonló ahhoz, amelyben egy lámpát használnak. A tápfeszültség kisebb és az induktorok tekercselési adatai.
IF a heptódokon
A Heptode egy lámpa több rácsozattal, katóddal és anóddal. Valójában ez két rádiócső, amelyek egy üvegtartályba vannak zárva. Ezeknek a lámpáknak az elektronikus áramlása is gyakori. NÁL NÉLaz első lámpa rezgéseket gerjeszt - ez lehetővé teszi, hogy megszabaduljon a különálló helyi oszcillátor használatától. De a másodikban az antenna és a heterodin rezgések keverednek. Ütéseket kapunk, az eltérő frekvenciájú oszcillációkat elválasztjuk tőlük.
A diagramokon a lámpákat általában szaggatott vonal választja el. A két alsó rács több elemen keresztül kapcsolódik a katódhoz - klasszikus visszacsatoló áramkört kapunk. De a helyi oszcillátor vezérlőrácsa közvetlenül kapcsolódik az oszcillációs áramkörhöz. Visszacsatolás esetén áram és oszcilláció lép fel.
Az áram áthatol a második rácson, és a rezgések átkerülnek a második lámpára. Az antennáról érkező összes jel a negyedik rácsra kerül. A 3. és 5. számú rácsok az alap belsejében vannak összekapcsolva, és állandó feszültséggel rendelkeznek. Ezek sajátos képernyők, amelyek két lámpa között helyezkednek el. Az eredmény az, hogy a második lámpa teljesen árnyékolt. A szuperheterodin vevő hangolása általában nem szükséges. A fő dolog a sávszűrők beállítása.
A rendszerben zajló folyamatok
Az áram oszcillál, ezeket az első lámpa hozza létre. Ebben az esetben a második rádiócső összes paramétere megváltozik. Ebben keveredik az összes rezgés - az antennától és a helyi oszcillátortól. Az oszcillációk eltérő frekvenciával jönnek létre. Az anódáramkör egy oszcillációs áramkört tartalmaz - erre a frekvenciára van hangolva. Ezután következik a kiválasztásoszcillációs anódáram. És ezek után a folyamatok után egy jelet küldünk az IF bemenetére.
A speciális átalakító lámpák segítségével a szuperheterodin kialakítása jelentősen leegyszerűsödik. A csövek száma csökken, így számos nehézség kiküszöbölhető, amelyek egy áramkör különálló helyi oszcillátorral történő működtetésekor merülhetnek fel. Minden, amit fentebb tárgy altunk, a modulálatlan (beszéd és zene nélküli) hullámforma transzformációira vonatkozik. Így sokkal könnyebb átgondolni az eszköz működési elvét.
Modulált jelek
Abban az esetben, ha a modulált hullám átalakítása megtörténik, minden egy kicsit másképp történik. A lokális oszcillátor rezgései állandó amplitúdójúak. Az IF oszcilláció és ütem modulált, akárcsak a vivő. A modulált jel hanggá alakításához még egy észlelés szükséges. Ez az oka annak, hogy a szuperheterodin HF vevőkben erősítés után jelet adnak a második detektorra. És csak ezután kerül a modulációs jel a fejhallgatóba vagy az ULF bemenetre (alacsony frekvenciájú erősítő).
Az IF kialakításában van egy vagy két rezonáns típusú kaszkád. Általában hangolt transzformátorokat használnak. Ezenkívül két tekercs van konfigurálva egyszerre, és nem egy. Ennek eredményeként a rezonanciagörbe előnyösebb formája érhető el. A vevőkészülék érzékenysége és szelektivitása megnő. Ezeket a hangolt tekercsekkel rendelkező transzformátorokat sávszűrőknek nevezik. segítségével vannak konfigurálvaállítható mag vagy trimmer kondenzátor. Egyszer konfigurálva vannak, és nem kell hozzájuk érni a vevő működése közben.
LO frekvencia
Most nézzünk egy egyszerű szuperheterodin vevőt csövön vagy tranzisztoron. Módosíthatja a helyi oszcillátor frekvenciáját a kívánt tartományban. És úgy kell kiválasztani, hogy az antennából származó bármilyen frekvencia-oszcilláció esetén a közbenső frekvencia ugyanazt az értéket kapja. A szuperheterodin hangolásakor az erősített oszcilláció frekvenciáját egy adott rezonanciaerősítőhöz igazítják. Egyértelmű előnynek bizonyul - nincs szükség nagyszámú csövek közötti oszcillációs áramkör konfigurálására. Elég beállítani a heterodin áramkört és a bemenetet. A beállítás jelentősen leegyszerűsödött.
Köztes frekvencia
A fix IF eléréséhez, amikor a vevő működési tartományába eső bármely frekvencián működik, el kell tolni a helyi oszcillátor rezgését. A szuperheterodin rádiók általában 460 kHz-es IF-t használnak. Sokkal ritkábban használt 110 kHz. Ez a frekvencia azt jelzi, hogy a helyi oszcillátor és a bemeneti áramkör tartományai mennyivel térnek el egymástól.
A rezonanciaerősítés segítségével a készülék érzékenysége és szelektivitása megnő. A bejövő oszcilláció transzformációjának köszönhetően pedig javítható a szelektivitási index. Nagyon gyakran két rádióállomás működik viszonylag közel (a szerintfrekvencia), zavarják egymást. Ezeket a tulajdonságokat figyelembe kell venni, ha házi készítésű szuperheterodin vevőt szeretne összeállítani.
Az állomások vétele
Most egy konkrét példán keresztül megérthetjük, hogyan működik a szuperheterodin vevő. Tegyük fel, hogy egy 460 kHz-es IF-t használunk. Az állomás pedig 1 MHz (1000 kHz) frekvencián működik. És hátráltatja egy gyenge állomás, amely 1010 kHz-es frekvencián sugároz. Frekvenciakülönbségük 1%. A 460 kHz-es IF eléréséhez a helyi oszcillátort 1,46 MHz-re kell hangolni. Ebben az esetben a zavaró rádió csak 450 kHz-es IF-t ad ki.
És most láthatja, hogy a két állomás jelei több mint 2%-kal különböznek. Két jel elszökött, ez frekvenciaváltók használatával történt. A főállomás vétele egyszerűsödött, a rádió szelektivitása pedig javult.
Most már ismeri a szuperheterodin vevőkészülékek alapelvét. A modern rádiókban minden sokkal egyszerűbb - csak egy chipet kell használni az építéshez. És benne több eszköz van összeszerelve egy félvezető kristályon - detektorok, helyi oszcillátorok, RF, LF, IF erősítők. Csak egy oszcillációs áramkör és néhány kondenzátor, ellenállás hozzáadása marad. És össze van szerelve egy komplett vevő.