Istnieje kilka schematów budowy odbiorników radiowych. Co więcej, nie ma znaczenia, w jakim celu są wykorzystywane - jako odbiornik stacji nadawczych czy sygnał w zestawie systemu sterowania. Są odbiorniki superheterodynowe i bezpośrednie wzmocnienie. W obwodzie odbiorczym bezpośredniego wzmocnienia stosowany jest tylko jeden rodzaj przetwornika oscylacji – czasami nawet najprostszy detektor. W rzeczywistości jest to odbiornik detektora, tylko nieznacznie ulepszony. Jeśli zwrócisz uwagę na konstrukcję radia, zobaczysz, że najpierw wzmacniany jest sygnał o wysokiej częstotliwości, a następnie sygnał o niskiej częstotliwości (dla wyjścia do głośnika).
Cechy superheterodyn
Ze względu na to, że mogą wystąpić oscylacje pasożytnicze, możliwość wzmacniania oscylacji o wysokiej częstotliwości jest w niewielkim stopniu ograniczona. Dotyczy to zwłaszcza budowy odbiorników krótkofalowych. JakWzmacniacz wysokich tonów najlepiej używać konstrukcji rezonansowych. Ale muszą dokonać całkowitej rekonfiguracji wszystkich obwodów oscylacyjnych, które są w projekcie, przy zmianie częstotliwości.
W rezultacie konstrukcja odbiornika radiowego staje się znacznie bardziej skomplikowana, a także jego użytkowanie. Ale te niedociągnięcia można wyeliminować, stosując metodę konwersji odbieranych oscylacji na jedną stabilną i stałą częstotliwość. Co więcej, częstotliwość jest zwykle zmniejszona, co pozwala osiągnąć wysoki poziom wzmocnienia. To na tej częstotliwości strojony jest wzmacniacz rezonansowy. Ta technika jest stosowana w nowoczesnych odbiornikach superheterodynowych. Tylko częstotliwość stała nazywana jest częstotliwością pośrednią.
Metoda konwersji częstotliwości
A teraz musimy rozważyć wspomnianą wyżej metodę konwersji częstotliwości w odbiornikach radiowych. Załóżmy, że istnieją dwa rodzaje oscylacji, ich częstotliwości są różne. Kiedy te wibracje zostaną zsumowane, pojawia się takt. Po dodaniu sygnał zwiększa się lub zmniejsza amplitudę. Jeśli zwrócisz uwagę na wykres, który charakteryzuje to zjawisko, zobaczysz zupełnie inny okres. I to jest okres bitów. Co więcej, okres ten jest znacznie dłuższy niż podobna charakterystyka którejkolwiek z powstałych fluktuacji. W związku z tym z częstotliwościami jest odwrotnie - suma oscylacji jest mniejsza.
Częstotliwość dudnień jest dość łatwa do obliczenia. Jest równa różnicy częstotliwości dodanych oscylacji. I ze wzrostemróżnica, częstotliwość dudnień wzrasta. Wynika z tego, że wybierając stosunkowo dużą różnicę pod względem częstotliwości, uzyskuje się dudnienia o wysokiej częstotliwości. Na przykład występują dwie fluktuacje - 300 metrów (to 1 MHz) i 205 metrów (to 1,46 MHz). Po dodaniu okazuje się, że częstotliwość dudnienia wyniesie 460 kHz lub 652 metry.
Wykrywanie
Ale odbiorniki typu superheterodynowego zawsze mają detektor. Uderzenia powstałe w wyniku dodania dwóch różnych wibracji mają kropkę. I jest to w pełni zgodne z częstotliwością pośrednią. Nie są to jednak drgania harmoniczne o częstotliwości pośredniej, aby je uzyskać należy przeprowadzić procedurę detekcji. Należy pamiętać, że detektor wydobywa z sygnału modulowanego tylko oscylacje o częstotliwości modulacji. Ale w przypadku dudnień wszystko jest trochę inne - istnieje wybór oscylacji tak zwanej częstotliwości różnicowej. Jest równa różnicy sumujących się częstotliwości. Ta metoda transformacji nazywana jest metodą heterodynowania lub mieszania.
Implementacja metody, gdy odbiornik jest uruchomiony
Załóżmy, że oscylacje ze stacji radiowej wchodzą do obwodu radiowego. Aby przeprowadzić transformacje, konieczne jest utworzenie kilku pomocniczych oscylacji o wysokiej częstotliwości. Następnie wybierana jest częstotliwość lokalnego oscylatora. W takim przypadku różnica między terminami częstotliwości powinna wynosić na przykład 460 kHz. Następnie należy dodać oscylacje i zastosować je do lampy detektora (lub półprzewodnika). Powoduje to oscylację częstotliwości różnicowej (wartość 460 kHz) w obwodzie podłączonym do obwodu anodowego. Trzeba zwrócić uwagęfakt, że ten obwód jest dostrojony do pracy z częstotliwością różnicową.
Używając wzmacniacza wysokiej częstotliwości, możesz przekonwertować sygnał. Jego amplituda znacznie wzrasta. Wzmacniacz używany do tego jest w skrócie IF (wzmacniacz częstotliwości pośredniej). Można go znaleźć we wszystkich odbiornikach typu superheterodynowego.
Praktyczny obwód triodowy
W celu konwersji częstotliwości można użyć najprostszego obwodu na jednej lampie triodowej. Oscylacje pochodzące z anteny przez cewkę padają na siatkę kontrolną lampy detektora. Oddzielny sygnał pochodzi z lokalnego oscylatora, nakłada się na główny. Obwód oscylacyjny jest zainstalowany w obwodzie anodowym lampy detektora - jest dostrojony do częstotliwości różnicowej. Po wykryciu uzyskuje się oscylacje, które są dodatkowo wzmacniane w IF.
Ale konstrukcje na lampach radiowych są dziś używane bardzo rzadko - te elementy są przestarzałe, trudno je zdobyć. Ale wygodnie jest wziąć pod uwagę wszystkie procesy fizyczne zachodzące na nich w strukturze. Heptody, triody-heptody i pentody są często używane jako detektory. Obwód triody półprzewodnikowej jest bardzo podobny do tego, w którym używana jest lampa. Napięcie zasilania jest mniejsze, a dane uzwojeń cewek.
IF na heptodach
Heptode to lampa z kilkoma siatkami, katodami i anodami. W rzeczywistości są to dwie rurki radiowe zamknięte w jednym szklanym pojemniku. Elektroniczny przepływ tych lamp jest również powszechny. Wpierwsza lampa wzbudza oscylacje - pozwala to pozbyć się korzystania z oddzielnego lokalnego oscylatora. Ale w drugim oscylacje pochodzące z anteny i heterodynowe są mieszane. Uzyskuje się uderzenia, oddziela od nich oscylacje o częstotliwości różnicowej.
Zazwyczaj lampy na diagramach są oddzielone linią przerywaną. Dwie dolne siatki są połączone z katodą za pomocą kilku elementów - uzyskuje się klasyczny układ sprzężenia zwrotnego. Ale sieć kontrolna bezpośrednio lokalnego oscylatora jest połączona z obwodem oscylacyjnym. Wraz ze sprzężeniem zwrotnym występuje prąd i oscylacja.
Prąd przenika przez drugą kratkę, a oscylacje są przenoszone na drugą lampę. Wszystkie sygnały pochodzące z anteny trafiają do czwartej siatki. Siatki nr 3 i nr 5 są ze sobą połączone wewnątrz podstawy i mają na nich stałe napięcie. To osobliwe ekrany umieszczone między dwiema lampami. W rezultacie druga lampa jest całkowicie ekranowana. Strojenie odbiornika superheterodynowego zwykle nie jest wymagane. Najważniejsze jest dostosowanie filtrów pasmowych.
Procesy zachodzące w schemacie
Prąd oscyluje, są one tworzone przez pierwszą lampę. W tym przypadku zmieniają się wszystkie parametry drugiej lampy radiowej. To w nim mieszają się wszystkie wibracje - z anteny i lokalnego oscylatora. Oscylacje są generowane z częstotliwością różnicową. Obwód oscylacyjny jest zawarty w obwodzie anodowym - jest dostrojony do tej konkretnej częstotliwości. Dalej jest wybór zprąd anody oscylacyjnej. A po tych procesach sygnał jest wysyłany na wejście IF.
Przy pomocy specjalnych lamp konwertujących, konstrukcja superheterodynki jest znacznie uproszczona. Zmniejszono liczbę lamp, eliminując kilka trudności, które mogą się pojawić podczas obsługi obwodu przy użyciu oddzielnego lokalnego oscylatora. Wszystko, co omówiono powyżej, odnosi się do przekształceń fali niemodulowanej (bez mowy i muzyki). Dzięki temu znacznie łatwiej jest zastanowić się nad zasadą działania urządzenia.
Sygnały modulowane
W przypadku, gdy zachodzi konwersja fali modulowanej, wszystko odbywa się trochę inaczej. Oscylacje lokalnego oscylatora mają stałą amplitudę. Oscylacja i dudnienie IF są modulowane, podobnie jak nośna. Aby zamienić zmodulowany sygnał na dźwięk, wymagana jest jeszcze jedna detekcja. Z tego powodu w superheterodynowych odbiornikach HF, po wzmocnieniu, sygnał jest podawany na drugi detektor. I dopiero potem sygnał modulacyjny podawany jest na słuchawki lub wejście ULF (wzmacniacz niskich częstotliwości).
W projekcie IF jest jedna lub dwie kaskady typu rezonansowego. Z reguły stosuje się dostrojone transformatory. Co więcej, jednocześnie konfigurowane są dwa uzwojenia, a nie jedno. W rezultacie można uzyskać korzystniejszy kształt krzywej rezonansowej. Zwiększa się czułość i selektywność urządzenia odbiorczego. Te transformatory z dostrojonymi uzwojeniami nazywane są filtrami pasmowymi. Są konfigurowane za pomocąregulowany kondensator rdzenia lub trymera. Konfiguruje się je raz i nie trzeba ich dotykać podczas pracy odbiornika.
Częstotliwość LO
Teraz spójrzmy na prosty odbiornik superheterodynowy na lampie lub tranzystorze. Możesz zmienić lokalne częstotliwości oscylatora w wymaganym zakresie. I musi być tak dobrany, aby przy dowolnych oscylacjach częstotliwości pochodzących z anteny uzyskać taką samą wartość częstotliwości pośredniej. Gdy superheterodyna jest dostrojona, częstotliwość wzmacnianych oscylacji jest dostosowywana do konkretnego wzmacniacza rezonansowego. Okazuje się to wyraźną zaletą - nie ma potrzeby konfigurowania dużej liczby międzyrurowych obwodów oscylacyjnych. Wystarczy wyregulować obwód heterodynowy i wejście. Istnieje znaczne uproszczenie konfiguracji.
Częstotliwość pośrednia
Aby uzyskać stałe IF podczas pracy na dowolnej częstotliwości znajdującej się w zakresie działania odbiornika, konieczne jest przesunięcie oscylacji lokalnego oscylatora. Zazwyczaj radiotelefony superheterodynowe wykorzystują IF 460 kHz. Znacznie rzadziej używany jest 110 kHz. Częstotliwość ta wskazuje, jak bardzo różnią się zakresy lokalnego oscylatora i obwodu wejściowego.
Z pomocą wzmocnienia rezonansowego zwiększa się czułość i selektywność urządzenia. A dzięki zastosowaniu transformacji oscylacji przychodzącej możliwa jest poprawa wskaźnika selektywności. Bardzo często dwie stacje radiowe działające stosunkowo blisko (wgczęstotliwości), zakłócają się nawzajem. Takie właściwości należy wziąć pod uwagę, jeśli planujesz złożyć domowy odbiornik superheterodynowy.
Jak odbierane są stacje
Teraz możemy spojrzeć na konkretny przykład, aby zrozumieć, jak działa odbiornik superheterodynowy. Powiedzmy, że używany jest IF równy 460 kHz. A stacja działa na częstotliwości 1 MHz (1000 kHz). A przeszkadza jej słaba stacja, która nadaje na częstotliwości 1010 kHz. Ich różnica częstotliwości wynosi 1%. Aby uzyskać IF równy 460 kHz, konieczne jest dostrojenie lokalnego oscylatora do 1,46 MHz. W takim przypadku zakłócające radio wygeneruje IF o wartości tylko 450 kHz.
Teraz widać, że sygnały obu stacji różnią się o ponad 2%. Dwa sygnały uciekły, stało się to dzięki zastosowaniu przetwornic częstotliwości. Odbiór stacji głównej został uproszczony, a selektywność radia poprawiona.
Teraz znasz wszystkie zasady działania odbiorników superheterodynowych. W nowoczesnych radiach wszystko jest znacznie prostsze - do zbudowania wystarczy użyć tylko jednego chipa. I w nim na krysztale półprzewodnikowym montowanych jest kilka urządzeń - detektory, lokalne oscylatory, wzmacniacze RF, LF, IF. Pozostaje tylko dodać obwód oscylacyjny i kilka kondensatorów, rezystory. I kompletny odbiornik jest zmontowany.
