Postoji nekoliko shema za izradu radio prijemnika. Štoviše, nije važno za koju se svrhu koriste - kao prijamnik radiodifuznih postaja ili signal u kompletu upravljačkog sustava. Postoje superheterodinski prijemnici i izravno pojačanje. U krugu prijemnika s izravnim pojačanjem koristi se samo jedan tip pretvarača oscilacija - ponekad čak i najjednostavniji detektor. Zapravo, ovo je detektorski prijemnik, tek neznatno poboljšan. Ako obratite pažnju na dizajn radija, možete vidjeti da se prvo pojačava visokofrekventni signal, a zatim niskofrekventni signal (za izlaz na zvučnik).
Značajke superheterodina
Zbog činjenice da se mogu pojaviti parazitske oscilacije, mogućnost pojačanja visokofrekventnih oscilacija je ograničena u maloj mjeri. To se posebno odnosi na izradu kratkovalnih prijemnika. Kaovisokotonsko pojačalo najbolje je koristiti rezonantne dizajne. Ali moraju napraviti potpunu rekonfiguraciju svih oscilatornih krugova koji su u projektu, prilikom promjene frekvencije.
Kao rezultat toga, dizajn radio prijemnika postaje mnogo kompliciraniji, kao i njegova uporaba. Ali ti se nedostaci mogu otkloniti korištenjem metode pretvaranja primljenih oscilacija u jednu stabilnu i fiksnu frekvenciju. Štoviše, frekvencija se obično smanjuje, što vam omogućuje postizanje visoke razine dobitka. Na toj frekvenciji se podešava rezonantno pojačalo. Ova tehnika se koristi u modernim superheterodinskim prijemnicima. Samo fiksna frekvencija naziva se međufrekvencija.
Metoda pretvorbe učestalosti
A sada trebamo razmotriti gore spomenutu metodu pretvorbe frekvencije u radio prijemnicima. Pretpostavimo da postoje dvije vrste oscilacija, njihove frekvencije su različite. Kada se te vibracije zbroje, pojavljuje se ritam. Kada se doda, signal se ili povećava u amplitudi ili smanjuje. Ako obratite pozornost na grafikon koji karakterizira ovaj fenomen, možete vidjeti potpuno drugačije razdoblje. A ovo je razdoblje otkucaja. Štoviše, ovo razdoblje je mnogo duže od slične karakteristike bilo koje od nastalih fluktuacija. Sukladno tome, s frekvencijama je suprotno - zbroj oscilacija je manji.
Učestalost otkucaja dovoljno je lako izračunati. Jednaka je razlici u frekvencijama zbrojenih oscilacija. I to s povećanjemrazlika, frekvencija otkucaja se povećava. Iz toga slijedi da se odabirom relativno velike razlike u frekvencijskim terminima dobivaju visokofrekventni otkucaji. Na primjer, postoje dvije fluktuacije - 300 metara (ovo je 1 MHz) i 205 metara (ovo je 1,46 MHz). Kada se doda, ispada da će frekvencija otkucaja biti 460 kHz ili 652 metra.
Detekcija
Ali prijamnici superheterodinskog tipa uvijek imaju detektor. Otkucaji koji nastaju zbrajanjem dviju različitih vibracija imaju period. I potpuno je u skladu sa srednjom frekvencijom. Ali to nisu harmonijske oscilacije međufrekvencije, da bi se one dobile potrebno je provesti postupak detekcije. Imajte na umu da detektor izdvaja samo oscilacije s frekvencijom modulacije iz moduliranog signala. Ali u slučaju otkucaja sve je malo drugačije – postoji izbor oscilacija takozvane razlike frekvencije. Jednaka je razlici u frekvencijama koje se zbrajaju. Ova metoda transformacije naziva se metoda heterodiniranja ili miješanja.
Provedba metode kada prijemnik radi
Pretpostavimo da oscilacije iz radijske postaje dolaze u radio krug. Za provedbu transformacija potrebno je stvoriti nekoliko pomoćnih visokofrekventnih oscilacija. Zatim se odabire frekvencija lokalnog oscilatora. U ovom slučaju, razlika između pojmova frekvencija trebala bi biti, na primjer, 460 kHz. Zatim morate dodati oscilacije i primijeniti ih na detektorsku lampu (ili poluvodič). To rezultira oscilacijom razlike frekvencije (vrijednost 460 kHz) u krugu spojenom na anodni krug. Treba obratiti pažnju načinjenica da je ovaj krug podešen da radi na frekvenciji razlike.
Koristeći visokofrekventno pojačalo, možete pretvoriti signal. Njegova amplituda se značajno povećava. Pojačalo koje se koristi za to je skraćeno IF (Intermediate Frequency Amplifier). Može se naći u svim prijemnicima superheterodinskog tipa.
Praktični sklop trioda
Da biste pretvorili frekvenciju, možete koristiti najjednostavniji krug na jednoj triodnoj lampi. Oscilacije koje dolaze iz antene, kroz zavojnicu, padaju na kontrolnu rešetku detektorske lampe. Zaseban signal dolazi iz lokalnog oscilatora, postavljen je na vrh glavnog. U anodnom krugu detektorske svjetiljke ugrađen je oscilatorni krug - podešen je na frekvenciju razlike. Kada se detektiraju, dobivaju se oscilacije, koje se dalje pojačavaju u IF.
Ali konstrukcije na radio cijevima se danas koriste vrlo rijetko - ovi elementi su zastarjeli, problematično ih je nabaviti. Ali prikladno je razmotriti sve fizičke procese koji se događaju u strukturi na njima. Heptode, triode-heptode i pentode se često koriste kao detektori. Krug na poluvodičkoj triodi vrlo je sličan onom u kojem se koristi lampa. Napon napajanja je manji i podaci namota induktora.
IF na heptodama
Heptoda je svjetiljka s nekoliko rešetki, katoda i anoda. Zapravo, to su dvije radio cijevi zatvorene u jednoj staklenoj posudi. Elektronički protok ovih svjetiljki također je uobičajen. NAprva lampa pobuđuje oscilacije - to vam omogućuje da se riješite upotrebe zasebnog lokalnog oscilatora. Ali u drugom se miješaju oscilacije koje dolaze iz antene i heterodina. Dobivaju se otkucaji, od njih se odvajaju oscilacije s različitom frekvencijom.
Obično su svjetiljke na dijagramima odvojene isprekidanom linijom. Dvije donje rešetke spojene su na katodu kroz nekoliko elemenata – dobiva se klasični povratni krug. Ali upravljačka mreža izravno lokalnog oscilatora spojena je na oscilatorni krug. Uz povratnu informaciju, dolazi do struje i oscilacija.
Struja prodire kroz drugu rešetku i oscilacije se prenose na drugu lampu. Svi signali koji dolaze iz antene idu u četvrtu mrežu. Mreže br. 3 i br. 5 međusobno su povezane unutar baze i na njima je konstantan napon. To su neobični zasloni smješteni između dvije svjetiljke. Rezultat je da je druga svjetiljka potpuno zaštićena. Ugađanje superheterodinskog prijamnika obično nije potrebno. Glavna stvar je podesiti propusne filtre.
Procesi koji se odvijaju u shemi
Struja oscilira, stvara ih prva lampa. U tom slučaju se mijenjaju svi parametri druge radio cijevi. U njemu se miješaju sve vibracije - od antene i lokalnog oscilatora. Oscilacije se generiraju s različitom frekvencijom. U anodni krug je uključen oscilatorni krug - podešen je na ovu određenu frekvenciju. Slijedi odabir izoscilirajuća anodna struja. I nakon ovih procesa, signal se šalje na ulaz IF.
Uz pomoć posebnih lampi za pretvaranje, dizajn superheterodina je značajno pojednostavljen. Broj cijevi je smanjen, eliminirajući nekoliko poteškoća koje se mogu pojaviti pri radu kruga pomoću zasebnog lokalnog oscilatora. Sve što je gore razmotreno odnosi se na transformacije nemoduliranog valnog oblika (bez govora i glazbe). To znatno olakšava razmatranje principa rada uređaja.
Modulirani signali
U slučaju kada dolazi do konverzije moduliranog vala, sve se radi malo drugačije. Oscilacije lokalnog oscilatora imaju konstantnu amplitudu. IF oscilacija i otkucaji su modulirani, kao i nositelj. Za pretvaranje moduliranog signala u zvuk potrebna je još jedna detekcija. Iz tog razloga se u superheterodinskim HF prijemnicima, nakon pojačanja, signal primjenjuje na drugi detektor. I tek nakon toga, modulacijski signal se dovodi do slušalica ili ULF ulaza (niskofrekventno pojačalo).
U dizajnu IF-a postoje jedna ili dvije kaskade rezonantnog tipa. U pravilu se koriste ugođeni transformatori. Štoviše, dva namota su konfigurirana odjednom, a ne jedan. Kao rezultat, može se postići povoljniji oblik rezonantne krivulje. Povećana je osjetljivost i selektivnost prijemnog uređaja. Ovi transformatori s ugođenim namotima nazivaju se propusni filtri. Konfiguriraju se pomoćupodesiva jezgra ili trimer kondenzator. Konfiguriraju se jednom i ne moraju se dodirivati tijekom rada prijemnika.
LO frekvencija
Sada pogledajmo jednostavan superheterodinski prijemnik na cijevi ili tranzistoru. Možete promijeniti frekvencije lokalnog oscilatora u traženom rasponu. I mora se odabrati na takav način da se uz bilo koje frekvencijske oscilacije koje dolaze iz antene dobije ista vrijednost međufrekvencije. Kada se superheterodin ugodi, frekvencija pojačane oscilacije se prilagođava određenom rezonantnom pojačalu. Ispada jasna prednost - nema potrebe za konfiguriranjem velikog broja međucijevnih oscilatornih krugova. Dovoljno je podesiti heterodinski sklop i ulaz. Postoji značajno pojednostavljenje postavljanja.
Srednja frekvencija
Da bi se dobio fiksni IF pri radu na bilo kojoj frekvenciji koja je u radnom rasponu prijemnika, potrebno je pomaknuti oscilacije lokalnog oscilatora. Tipično, superheterodinski radio uređaji koriste IF od 460 kHz. Mnogo se rjeđe koristi 110 kHz. Ova frekvencija pokazuje za koliko se rasponi lokalnog oscilatora i ulaznog kruga razlikuju.
Uz pomoć rezonantnog pojačanja povećava se osjetljivost i selektivnost uređaja. A zahvaljujući korištenju transformacije dolazne oscilacije, moguće je poboljšati indeks selektivnosti. Vrlo često dvije radio stanice rade relativno blizu (premafrekvencija), ometaju jedni druge. Takva svojstva se moraju uzeti u obzir ako planirate sastaviti domaći superheterodinski prijemnik.
Kako se primaju postaje
Sada možemo pogledati određeni primjer kako bismo razumjeli kako superheterodinski prijemnik radi. Recimo da se koristi IF jednak 460 kHz. A stanica radi na frekvenciji od 1 MHz (1000 kHz). A koči joj slaba postaja koja emitira na frekvenciji od 1010 kHz. Njihova razlika u frekvenciji je 1%. Da bi se postigao IF jednak 460 kHz, potrebno je podesiti lokalni oscilator na 1,46 MHz. U ovom slučaju, radio s ometanjem će emitirati IF od samo 450 kHz.
A sada možete vidjeti da se signali dviju postaja razlikuju za više od 2%. Dva su signala pobjegla, to se dogodilo korištenjem frekventnih pretvarača. Prijem glavne postaje je pojednostavljen, a selektivnost radija je poboljšana.
Sada znate sve principe superheterodinskih prijemnika. U modernim radijima sve je puno jednostavnije - za izgradnju trebate koristiti samo jedan čip. A u njemu je na poluvodičkom kristalu sastavljeno nekoliko uređaja - detektori, lokalni oscilatori, RF, LF, IF pojačala. Ostaje samo dodati oscilatorni krug i nekoliko kondenzatora, otpornika. I kompletan prijemnik je sastavljen.
