Der er flere ordninger til konstruktion af radiomodtagere. Desuden er det ligegyldigt til hvilket formål de bruges - som en modtager af sendestationer eller et signal i et kontrolsystemsæt. Der er superheterodyne modtagere og direkte forstærkning. I det direkte forstærkningsmodtagerkredsløb anvendes kun én type oscillationsomformer - nogle gange endda den mest simple detektor. Faktisk er dette en detektormodtager, kun lidt forbedret. Hvis du er opmærksom på radioens design, kan du se, at først højfrekvente signal forstærkes, og derefter lavfrekvente signal (til udgang til højttaler).
Features of superheterodynes
På grund af det faktum, at parasitiske svingninger kan forekomme, er muligheden for at forstærke højfrekvente svingninger begrænset i lille omfang. Dette gælder især, når man bygger kortbølgemodtagere. Somdiskantforstærker er bedst at bruge resonansdesign. Men de skal lave en komplet omkonfiguration af alle de oscillerende kredsløb, der er i designet, når de ændrer frekvensen.
Som et resultat bliver designet af radiomodtageren meget mere kompliceret, såvel som dens brug. Men disse mangler kan elimineres ved at bruge metoden til at konvertere de modtagne svingninger til en stabil og fast frekvens. Desuden er frekvensen norm alt reduceret, dette giver dig mulighed for at opnå et højt niveau af forstærkning. Det er ved denne frekvens, at resonansforstærkeren er indstillet. Denne teknik bruges i moderne superheterodyne modtagere. Kun en fast frekvens kaldes en mellemfrekvens.
Frekvenskonverteringsmetode
Og nu skal vi overveje den ovennævnte metode til frekvenskonvertering i radiomodtagere. Antag, at der er to typer svingninger, deres frekvenser er forskellige. Når disse vibrationer lægges sammen, vises et beat. Når det tilføjes, stiger signalet enten i amplitude eller falder. Hvis man er opmærksom på grafen, der kendetegner dette fænomen, kan man se en helt anden periode. Og dette er beatsens periode. Desuden er denne periode meget længere end en lignende karakteristik af nogen af de udsving, der blev dannet. Følgelig er det modsatte tilfældet med frekvenser - summen af svingninger har mindre.
Beat-frekvensen er let nok at beregne. Det er lig med forskellen i frekvenserne af de oscillationer, der blev tilføjet. Og med en stigningforskel, øges slagfrekvensen. Det følger heraf, at når man vælger en relativt stor forskel i frekvensvilkår, opnås højfrekvente slag. For eksempel er der to udsving - 300 meter (dette er 1 MHz) og 205 meter (dette er 1,46 MHz). Når det tilføjes, viser det sig, at beat-frekvensen vil være 460 kHz eller 652 meter.
Detection
Men modtagere af superheterodyne-typen har altid en detektor. De slag, der er resultatet af tilføjelsen af to forskellige vibrationer, har en periode. Og det er helt i overensstemmelse med mellemfrekvensen. Men disse er ikke harmoniske svingninger af mellemfrekvensen; for at opnå dem er det nødvendigt at udføre detektionsproceduren. Bemærk venligst, at detektoren kun udtrækker oscillationer med moduleringsfrekvensen fra det modulerede signal. Men i tilfælde af beats er alt lidt anderledes - der er et udvalg af svingninger af den såkaldte forskelsfrekvens. Det er lig med forskellen i frekvenser, der summeres. Denne transformationsmetode kaldes metoden til heterodyning eller blanding.
Implementering af metoden, når modtageren kører
Lad os antage, at oscillationer fra en radiostation kommer ind i radiokredsløbet. For at udføre transformationer er det nødvendigt at oprette flere ekstra højfrekvente oscillationer. Dernæst vælges lokaloscillatorfrekvensen. I dette tilfælde skal forskellen mellem vilkårene for frekvenserne være f.eks. 460 kHz. Dernæst skal du tilføje oscillationerne og anvende dem på detektorlampen (eller halvlederen). Dette resulterer i en differensfrekvensoscillation (værdi 460 kHz) i et kredsløb forbundet med anodekredsløbet. Skal være opmærksom pådet faktum, at dette kredsløb er indstillet til at arbejde ved forskelsfrekvensen.
Ved at bruge en højfrekvent forstærker kan du konvertere signalet. Dens amplitude øges markant. Den forstærker, der bruges til dette, forkortes IF (Intermediate Frequency Amplifier). Den kan findes i alle modtagere af superheterodyne type.
Praktisk triodekredsløb
For at konvertere frekvensen kan du bruge det enkleste kredsløb på en enkelt triodelampe. Oscillationerne, der kommer fra antennen, gennem spolen, falder på detektorlampens kontrolgitter. Et separat signal kommer fra lokaloscillatoren, det er overlejret oven på den vigtigste. Et oscillerende kredsløb er installeret i detektorlampens anodekredsløb - det er indstillet til forskelsfrekvensen. Når det detekteres, opnås oscillationer, som forstærkes yderligere i IF.
Men konstruktioner på radiorør bruges meget sjældent i dag - disse elementer er forældede, det er problematisk at få dem. Men det er praktisk at overveje alle de fysiske processer, der forekommer i strukturen på dem. Heptoder, triode-heptoder og pentoder bruges ofte som detektorer. Kredsløbet på en halvledertriode ligner meget det, hvor en lampe bruges. Forsyningsspændingen er mindre og viklingsdataene for induktorerne.
IF på heptoder
Heptode er en lampe med flere gitre, katoder og anoder. Faktisk er disse to radiorør indesluttet i en glasbeholder. Det elektroniske flow af disse lamper er også almindeligt. PÅden første lampe exciterer svingninger - dette giver dig mulighed for at slippe af med brugen af en separat lokal oscillator. Men i den anden blandes svingningerne fra antennen og de heterodyne. Der opnås slag, oscillationer med en differensfrekvens adskilles fra dem.
Sædvanligvis er lamperne på diagrammerne adskilt af en stiplet linje. De to nederste gitre er forbundet med katoden gennem flere elementer - et klassisk feedback-kredsløb opnås. Men kontrolnettet direkte fra den lokale oscillatoren er forbundet til oscillatorkredsløbet. Med feedback opstår strøm og oscillation.
Strømmen trænger gennem det andet gitter, og svingningerne overføres til den anden lampe. Alle signaler, der kommer fra antennen, går til det fjerde gitter. Gitter nr. 3 og nr. 5 er forbundet inde i basen og har en konstant spænding på dem. Det er ejendommelige skærme placeret mellem to lamper. Resultatet er, at den anden lampe er fuldstændig afskærmet. Det er norm alt ikke nødvendigt at indstille en superheterodynmodtager. Det vigtigste er at justere båndpasfiltrene.
Processer, der finder sted i ordningen
Strømmen svinger, de er skabt af den første lampe. I dette tilfælde ændres alle parametre for det andet radiorør. Det er i det, at alle vibrationer blandes - fra antennen og lokaloscillatoren. Oscillationer genereres med en forskelsfrekvens. Et oscillerende kredsløb er inkluderet i anodekredsløbet - det er indstillet til netop denne frekvens. Dernæst kommer udvalget fraoscillationsanodestrøm. Og efter disse processer sendes et signal til indgangen på IF.
Ved hjælp af specielle konverteringslamper er designet af superheterodynen væsentligt forenklet. Antallet af rør reduceres, hvilket eliminerer adskillige vanskeligheder, der kan opstå, når man betjener et kredsløb med en separat lokaloscillator. Alt diskuteret ovenfor refererer til transformationerne af den umodulerede bølgeform (uden tale og musik). Dette gør det meget lettere at overveje princippet om enhedens drift.
Modulerede signaler
I det tilfælde, hvor konverteringen af den modulerede bølge finder sted, bliver alt gjort lidt anderledes. Den lokale oscillatorens svingninger har en konstant amplitude. IF-oscillationen og slaget er moduleret, ligesom bærebølgen er. For at konvertere det modulerede signal til lyd kræves der endnu en detektion. Det er af denne grund, at der i superheterodyne HF-modtagere efter forstærkning påføres et signal til den anden detektor. Og først efter det føres modulationssignalet til hovedtelefonerne eller ULF-indgangen (lavfrekvensforstærker).
I designet af IF er der en eller to kaskader af resonanstypen. Som regel anvendes tunede transformere. Desuden er to viklinger konfigureret på én gang, og ikke en. Som et resultat kan der opnås en mere fordelagtig form af resonanskurven. Følsomheden og selektiviteten af den modtagende enhed øges. Disse transformere med tunede viklinger kaldes båndpasfiltre. De konfigureres vhajusterbar kerne eller trimmer kondensator. De er konfigureret én gang og behøver ikke at blive rørt under betjeningen af modtageren.
LO-frekvens
Lad os nu se på en simpel superheterodynmodtager på et rør eller en transistor. Du kan ændre de lokale oscillatorfrekvenser i det krævede område. Og den skal vælges på en sådan måde, at der ved eventuelle frekvensoscillationer, der kommer fra antennen, opnås samme værdi af mellemfrekvensen. Når superheterodynen er indstillet, justeres frekvensen af den forstærkede oscillation til en specifik resonansforstærker. Det viser sig en klar fordel - der er ingen grund til at konfigurere et stort antal inter-tube oscillerende kredsløb. Det er nok at justere heterodyne-kredsløbet og inputtet. Der er en betydelig forenkling af opsætningen.
Mellemfrekvens
For at opnå en fast IF, når der arbejdes ved enhver frekvens, der er inden for modtagerens driftsområde, er det nødvendigt at forskyde oscillationerne for den lokale oscillatoren. Typisk bruger superheterodyne radioer en IF på 460 kHz. Meget mindre almindeligt anvendt er 110 kHz. Denne frekvens angiver, hvor meget områderne for lokaloscillatoren og indgangskredsløbet er forskellige.
Ved hjælp af resonansforstærkning øges enhedens følsomhed og selektivitet. Og takket være brugen af transformationen af den indkommende oscillation er det muligt at forbedre selektivitetsindekset. Meget ofte opererer to radiostationer relativt tæt (ifølgefrekvens), forstyrrer hinanden. Sådanne egenskaber skal tages i betragtning, hvis du planlægger at samle en hjemmelavet superheterodyne modtager.
Sådan modtages stationer
Nu kan vi se på et specifikt eksempel for at forstå, hvordan en superheterodyne-modtager fungerer. Lad os sige, at der bruges en IF svarende til 460 kHz. Og stationen fungerer ved en frekvens på 1 MHz (1000 kHz). Og hun er hæmmet af en svag station, der sender med en frekvens på 1010 kHz. Deres frekvensforskel er 1 %. For at opnå en IF svarende til 460 kHz, er det nødvendigt at indstille lokaloscillatoren til 1,46 MHz. I dette tilfælde vil den forstyrrende radio udsende et IF på kun 450 kHz.
Og nu kan du se, at signalerne fra de to stationer adskiller sig med mere end 2 %. To signaler flygtede, dette skete ved brug af frekvensomformere. Modtagelse af hovedstationen er blevet forenklet, og radioens selektivitet er blevet forbedret.
Nu kender du alle principperne for superheterodyne-modtagere. I moderne radioer er alt meget enklere - du skal kun bruge en chip til at bygge. Og i den er flere enheder samlet på en halvlederkrystal - detektorer, lokale oscillatorer, RF, LF, IF-forstærkere. Det er kun tilbage at tilføje et oscillerende kredsløb og et par kondensatorer, modstande. Og en komplet modtager er samlet.