Radiovastaanottimien rakentamiseen on useita järjestelmiä. Lisäksi ei ole väliä mihin tarkoitukseen niitä käytetään - lähetysasemien vastaanottimena tai signaalina ohjausjärjestelmäsarjassa. On superheterodyne-vastaanottimet ja suoravahvistin. Suoravahvistusvastaanotinpiirissä käytetään vain yhden tyyppistä värähtelymuunninta - joskus jopa yksinkertaisinta ilmaisinta. Itse asiassa tämä on ilmaisinvastaanotin, vain hieman paranneltu. Jos kiinnität huomiota radion suunnitteluun, voit nähdä, että ensin vahvistetaan korkeataajuista signaalia ja sitten matalataajuista signaalia (kaiuttimeen).
Superheterodyynien ominaisuudet
Koska loisvärähtelyjä voi esiintyä, mahdollisuus korkeataajuisten värähtelyjen vahvistamiseen on rajoitettu jossain määrin. Tämä pätee erityisesti lyhyta altovastaanottimia rakennettaessa. KutenDiskanttivahvistin on parasta käyttää resonanssia. Mutta heidän on tehtävä täydellinen uudelleenkonfigurointi kaikkiin suunnittelussa oleviin värähtelypiireihin, kun taajuutta muutetaan.
Tämän seurauksena radiovastaanottimen suunnittelusta tulee paljon monimutkaisempi, samoin kuin sen käyttö. Mutta nämä puutteet voidaan poistaa käyttämällä menetelmää muuntaa vastaanotetut värähtelyt yhdeksi vakaaksi ja kiinteäksi taajuudelle. Lisäksi taajuutta yleensä pienennetään, jolloin voit saavuttaa korkean vahvistuksen. Tällä taajuudella resonanssivahvistin viritetään. Tätä tekniikkaa käytetään nykyaikaisissa superheterodyne-vastaanottimissa. Vain kiinteää taajuutta kutsutaan välitaajuudeksi.
Taajuuden muunnosmenetelmä
Ja nyt meidän on harkittava edellä mainittua radiovastaanottimien taajuuden muuntamismenetelmää. Oletetaan, että värähtelyjä on kahdenlaisia, niiden taajuudet ovat erilaiset. Kun nämä värinät lasketaan yhteen, näkyviin tulee lyönti. Kun lisätään, signaali joko kasvaa amplitudissa tai laskee. Jos kiinnität huomiota tätä ilmiötä kuvaavaan kaavioon, voit nähdä täysin erilaisen ajanjakson. Ja tämä on lyöntien aikaa. Lisäksi tämä ajanjakso on paljon pidempi kuin minkä tahansa muodostuneen vaihtelun vastaava ominaisuus. Näin ollen taajuuksilla on päinvastoin - värähtelyjen summalla on vähemmän.
Syketaajuus on tarpeeksi helppo laskea. Se on yhtä suuri kuin lisättyjen värähtelyjen taajuuksien ero. Ja lisäykselläero, lyöntitaajuus kasvaa. Tästä seuraa, että kun valitaan suhteellisen suuri taajuusero, saadaan korkeataajuisia lyöntejä. Esimerkiksi vaihtelua on kaksi - 300 metriä (tämä on 1 MHz) ja 205 metriä (tämä on 1,46 MHz). Lisättynä käy ilmi, että lyöntitaajuus on 460 kHz tai 652 metriä.
Havaitseminen
Mutta superheterodyne-tyyppisissä vastaanottimissa on aina ilmaisin. Kahden eri värähtelyn lisäyksestä syntyvillä lyönneillä on jakso. Ja se on täysin yhdenmukainen välitaajuuden kanssa. Mutta nämä eivät ole välitaajuuden harmonisia värähtelyjä, vaan niiden saamiseksi on suoritettava havaitsemismenettely. Huomaa, että ilmaisin erottaa moduloidusta signaalista vain värähtelyt modulaatiotaajuudella. Mutta lyöntien tapauksessa kaikki on hieman erilaista - siellä on valikoima niin sanotun erotaajuuden värähtelyjä. Se on yhtä suuri kuin yhteenlaskettujen taajuuksien ero. Tätä muunnosmenetelmää kutsutaan heterodynointi- tai sekoitusmenetelmäksi.
Menetelmän käyttöönotto vastaanottimen ollessa käynnissä
Oletetaan, että radioaseman värähtelyt tulevat radiopiiriin. Muutosten suorittamiseksi on tarpeen luoda useita korkeataajuisia apuvärähtelyjä. Seuraavaksi valitaan paikallisoskillaattorin taajuus. Tässä tapauksessa taajuuksien termien eron tulisi olla esimerkiksi 460 kHz. Seuraavaksi sinun on lisättävä värähtelyt ja kohdistettava ne ilmaisinlamppuun (tai puolijohteeseen). Tämä johtaa erotaajuiseen värähtelyyn (arvo 460 kHz) anodipiiriin kytketyssä piirissä. Pitää kiinnittää huomiotase tosiasia, että tämä piiri on viritetty toimimaan erotaajuudella.
Käyttämällä suurtaajuista vahvistinta voit muuntaa signaalin. Sen amplitudi kasvaa merkittävästi. Tähän käytetty vahvistin on lyhennetty nimellä IF (Intermediate Frequency Amplifier). Se löytyy kaikista superheterodyne-tyyppisistä vastaanottimista.
Käytännöllinen triodipiiri
Taajuuden muuttamiseksi voit käyttää yksinkertaisinta piiriä yhdessä triodilampussa. Antennista kelan kautta tulevat värähtelyt putoavat ilmaisinlampun ohjausristikkoon. Paikallisoskillaattorista tulee erillinen signaali, se on sijoitettu pääoskillaattorin päälle. Ilmaisinlampun anodipiiriin on asennettu värähtelypiiri - se on viritetty erotaajuudelle. Kun ne havaitaan, saadaan värähtelyjä, jotka vahvistuvat edelleen IF:ssä.
Mutta radioputkien rakenteita käytetään nykyään hyvin harvoin - nämä elementit ovat vanhentuneita, niiden saaminen on ongelmallista. Mutta on kätevää ottaa huomioon kaikki fyysiset prosessit, jotka tapahtuvat niiden rakenteessa. Heptodeja, triodiheptodeja ja pentodeja käytetään usein ilmaisimina. Puolijohdetriodin piiri on hyvin samanlainen kuin se, jossa käytetään lamppua. Syöttöjännite on pienempi ja kelojen käämitiedot.
IF heptodeilla
Heptode on lamppu, jossa on useita verkkoja, katodeja ja anodeja. Itse asiassa nämä ovat kaksi radioputkea, jotka on suljettu yhteen lasisäiliöön. Myös näiden lamppujen elektroninen virtaus on yleistä. ATensimmäinen lamppu herättää värähtelyjä - tämän avulla voit päästä eroon erillisen paikallisoskillaattorin käytöstä. Mutta toisessa antennista ja heterodyneistä tulevat värähtelyt sekoitetaan. Saavutetaan lyöntejä, niistä erotetaan värähtelyt, joiden taajuudet vaihtelevat.
Yleensä kaavioiden lamput on erotettu katkoviivalla. Kaksi alempaa ristikkoa on kytketty katodiin useiden elementtien kautta - saadaan klassinen takaisinkytkentäpiiri. Mutta suoraan paikallisoskillaattorin ohjausverkko on kytketty värähtelypiiriin. Palautteen myötä esiintyy virtaa ja värähtelyä.
Virta tunkeutuu toisen hilan läpi ja värähtelyt siirtyvät toiseen lamppuun. Kaikki antennista tulevat signaalit menevät neljänteen verkkoon. Ristikot nro 3 ja nro 5 on kytketty toisiinsa alustan sisällä ja niissä on vakiojännite. Nämä ovat omituisia näytöt, jotka sijaitsevat kahden lampun välissä. Tuloksena on, että toinen lamppu on täysin suojattu. Superheterodyne-vastaanottimen viritystä ei yleensä vaadita. Tärkeintä on säätää kaistanpäästösuodattimet.
Järjestelmässä tapahtuvat prosessit
Virta värähtelee, ne syntyy ensimmäisestä lampusta. Tässä tapauksessa kaikki toisen radioputken parametrit muuttuvat. Siinä kaikki värähtelyt sekoittuvat - antennista ja paikallisesta oskillaattorista. Värähtelyjä syntyy erotaajuudella. Anodipiiriin sisältyy värähtelevä piiri - se on viritetty tälle tietylle taajuudelle. Seuraavaksi tulee valintaoskillaatioanodivirta. Ja näiden prosessien jälkeen signaali lähetetään IF:n tuloon.
Erikoismuuntavien lamppujen avulla superheterodynin suunnittelu yksinkertaistuu huomattavasti. Putkien lukumäärää vähennetään, mikä eliminoi useita vaikeuksia, joita voi syntyä käytettäessä piiriä erillisellä paikallisoskillaattorilla. Kaikki edellä käsitelty viittaa moduloimattoman a altomuodon (ilman puhetta ja musiikkia) muunnoksiin. Tämä helpottaa laitteen toimintaperiaatetta huomattavasti.
Moduloidut signaalit
Siinä tapauksessa, että moduloidun aallon muunnos tapahtuu, kaikki tehdään hieman eri tavalla. Paikallisoskillaattorin värähtelyillä on vakioamplitudi. IF-värähtely ja lyönti on moduloitu, samoin kuin kantoa alto. Moduloidun signaalin muuttamiseksi ääneksi tarvitaan vielä yksi tunnistus. Tästä syystä superheterodyne HF-vastaanottimissa vahvistuksen jälkeen signaali viedään toiseen ilmaisimeen. Ja vasta sen jälkeen modulaatiosignaali syötetään kuulokkeisiin tai ULF-tuloon (matalataajuinen vahvistin).
IF:n suunnittelussa on yksi tai kaksi resonanssityyppistä kaskadia. Pääsääntöisesti käytetään viritettyjä muuntajia. Lisäksi kaksi käämiä konfiguroidaan kerralla, ei yksi. Tämän seurauksena resonanssikäyrän edullisempi muoto voidaan saavuttaa. Vastaanottavan laitteen herkkyys ja selektiivisyys lisääntyvät. Näitä viritetyillä käämeillä varustettuja muuntajia kutsutaan kaistanpäästösuodattimiksi. Ne on määritetty käyttämälläsäädettävä ydin tai trimmerikondensaattori. Ne määritetään kerran, eikä niitä tarvitse koskea vastaanottimen käytön aikana.
LO-taajuus
Katsotaan nyt yksinkertaista superheterodyne-vastaanotinta putkessa tai transistorissa. Voit muuttaa paikallisoskillaattorin taajuuksia vaaditulla alueella. Ja se on valittava siten, että kaikilla antennista tulevilla taajuusvärähtelyillä saadaan sama välitaajuuden arvo. Kun superheterodyne on viritetty, vahvistetun värähtelyn taajuus säädetään tietylle resonanssivahvistimelle. Se osoittautuu selväksi eduksi - ei tarvitse konfiguroida suurta määrää putkien välisiä värähtelypiirejä. Heterodynepiirin ja tulon säätäminen riittää. Asennus on yksinkertaistettu huomattavasti.
Välitaajuus
Kiinteän IF:n saamiseksi käytettäessä millä tahansa vastaanottimen toiminta-alueella olevalla taajuudella on tarpeen siirtää paikallisoskillaattorin värähtelyjä. Tyypillisesti superheterodyneradiot käyttävät 460 kHz:n IF-taajuutta. Paljon harvemmin käytetty on 110 kHz. Tämä taajuus ilmaisee kuinka paljon paikallisoskillaattorin ja tulopiirin alueet eroavat toisistaan.
Resonanssivahvistuksen avulla laitteen herkkyyttä ja selektiivisyyttä lisätään. Ja sisääntulevan värähtelyn muunnoksen käytön ansiosta on mahdollista parantaa selektiivisyysindeksiä. Hyvin usein kaksi radioasemaa toimii suhteellisen lähellä (mukaantaajuus), häiritsevät toisiaan. Tällaiset ominaisuudet on otettava huomioon, jos aiot koota kotitekoisen superheterodyne-vastaanottimen.
Kuinka asemat vastaanotetaan
Nyt voimme tarkastella erityistä esimerkkiä ymmärtääksemme kuinka superheterodyne-vastaanotin toimii. Oletetaan, että käytetään IF:ää, joka on 460 kHz. Ja asema toimii taajuudella 1 MHz (1000 kHz). Ja häntä haittaa heikko asema, joka lähettää taajuudella 1010 kHz. Niiden taajuusero on 1 %. 460 kHz:n IF:n saavuttamiseksi on tarpeen virittää paikallisoskillaattori taajuudelle 1,46 MHz. Tässä tapauksessa häiriöradio lähettää vain 450 kHz:n IF:n.
Ja nyt voit nähdä, että kahden aseman signaalit eroavat yli 2 %. Kaksi signaalia pakeni, tämä tapahtui taajuusmuuttajien avulla. Pääaseman vastaanottoa on yksinkertaistettu ja radion selektiivisyys parantunut.
Nyt tiedät kaikki superheterodyne-vastaanottimien periaatteet. Nykyaikaisissa radioissa kaikki on paljon yksinkertaisempaa - rakentamiseen on käytettävä vain yhtä sirua. Ja siinä puolijohdekiteelle on koottu useita laitteita - ilmaisimet, paikallisoskillaattorit, RF-, LF-, IF-vahvistimet. Jää vain lisätä värähtelevä piiri ja muutama kondensaattori, vastukset. Ja täydellinen vastaanotin on koottu.