Принцип на суперхетеродинния приемник

Има няколко схеми за изграждане на радиоприемници. И няма значение за каква цел те се използват - като приемник на радиостанции или сигнал в пакета на системата за управление. Има приемници с superheterodyne и директно усилване. В приемник

Характеристики на суперхетеродинните

Поради факта, че могат да възникнат паразитни колебания, възможността за усилване на високочестотните колебания в малък диапазон е ограничена. Това е особено вярно при изграждането на приемници с къси вълни. Като високочестотен усилвател, най-добре е да използвате резонансни проекти. Но в тях е необходимо да се извърши пълно преустройство на всички колебания на колебанията, които се намират в конструкцията, с промяна в честотата.

В резултат на това изграждането на радио приемника става много по-сложно, както и използването му. Но тези недостатъци могат да бъдат елиминирани, използвайки метода за преобразуване на получените колебания в една стабилна и фиксирана честота. Честотата е обикновено по-ниска, което позволява постигането на високо ниво на усилване. На тази честота се настройва резонансният усилвател. Такава техника се използва в съвременните приемници на суперхетеродина. Само фиксирана честота се нарича междинна честота.

Метод за честотно преобразуване

И сега трябва да разгледаме гореспоменатия метод за преобразуване на честотата в радиоприемници. Да предположим, че има два типа колебания, техните честоти са различни. Когато се добавят тези колебания, се появява побой. Допълнителният сигнал, който се увеличава в амплитудата, намалява. Ако обърнете внимание на графиката, която характеризира този феномен, можете да видите напълно различен период. И това е периодът на побоя. Освен това, този период е много по-голям от аналогичната характеристика на всяко от развитите трептения. Съответно, с честоти по целия път - за сумата от трептенията е по-малка.

Честотата на ритъма е лесна за изчисляване. Тя е равна на разликата в честотите на трептене, които се събират. И с нарастваща разлика, честотата на ударите се увеличава. От това следва, че когато се избира относително голяма разлика в честотните компоненти, се получават високочестотни бийтове. Например, има две колебания - 300 метра (това е 1 MHz) и 205 метра (това е 1, 46 MHz). Когато се добави, се оказва, че честотата на ритъма ще бъде 460 kHz или 652 метра.

откриване

Но при приемници от тип суперхетеродин трябва да има детектор. Битите, които се получават в резултат на добавянето на две различни колебания, имат период. И напълно отговаря на междинната честота. Но това не са хармонични трептения на междинната честота, за да бъдат получени, е необходимо да се извърши процедурата за откриване. Имайте предвид, че модулираният сигнал разпознава само колебания с честота на модулация. Но в случая на бийт, всичко е малко по-различно - има селекция от колебания на така наречената честота на разликите. Тя е равна на разликата в честотите, които се прибавят. Този метод на трансформация се нарича метод на хетеродиране или смесване.

Прилагане на метода при работа на приемника

Да приемем, че радиостанцията получава трептения от радиостанцията. За да се реализират трансформациите, е необходимо да се създадат няколко спомагателни високочестотни колебания. След това се избира честотата на локалния осцилатор. В този случай разликата в термините на честотите трябва да бъде например 460 kHz. След това трябва да добавите колебания и да ги приложите към лампа-детектор (или полупроводник). Това води до разлика в честотата на трептене (460 kHz) във веригата, свързана към анодната верига. Необходимо е да се обърне внимание на факта, че тази схема е настроена за работа на различна честота.

Използвайки високочестотен усилвател, можете да го направите преобразуване на сигнала. Неговата амплитуда значително се увеличава. Използваният усилвател за това е съкратен като IF усилвател (междинен честотен усилвател). Той може да бъде намерен във всички приемници на суперхетеродинския тип.

Практическа схема на триода

За да се извърши преобразуване на честотата, може да се използва най-простата схема на една единствена тройна лампа. Колебанията, които идват от антената чрез серпентина, попадат върху контролната решетка на лампата на детектора. Локалният осцилатор получава отделен сигнал, той се наслагва над основния сигнал. В анодната верига на лампата на детектора е инсталирана осцилираща схема - тя е настроена на честотата на разликите. При откриване се получават колебания, които допълнително се усилват в IF усилвателя.

Но дизайна на радиоелектриците се използва много рядко днес - тези елементи са остарели, което ги прави проблематични. Но е удобно за тях да обмислят всички физически процеси, които се случват в конструкцията. често се използва като детектор за хептиди, триоди-хептиди, пентоди. Веригата на полупроводниковия триод е много подобна на тази, в която се използва лампата. Захранващото напрежение е по-малко и данните за намотката на индуктори.

IF на хептоди

Геподът е лампа с няколко решетки, катоди и аноди. Всъщност това са две радиолюбители, затворени в една стъклена бутилка. Електронният поток на тези лампи е също обичаен. В първата лампа има възбуждане на колебания - това ви позволява да се отървете от използването на отделен хетеродин. Но във втория микс трептения идващи от антената, и хетеродин. Получени бийтове, от тях възниква изборът на колебания с различна честота.

Обикновено лампите на веригите са разделени с пунктирана линия. Двете долни нишки са свързани с катода чрез няколко елемента - получава се класическа схема за обратна връзка. Но контролната решетка на самия локален осцилатор е свързана с осцилаторната верига. При наличие на обратна връзка възниква възникване на ток и трептения.

Токът прониква през втората решетка и колебанията се прехвърлят към втората лампа. Всички сигнали, които идват от антената, се подават към четвъртата решетка. Мрежите № 3 и № 5 са ​​свързани една с друга вътре в капачката и има постоянно напрежение между тях. Това са оригинални екрани, разположени между две лампи. Резултатът е, че втората лампа е напълно защитена. Настройката на суперхетеродиновия приемник обикновено не се изисква. Основното е да конфигурирате лентовите филтри.

Процесите, протичащи в схемата

Токът осцилира, те се създават от първата лампа. В този случай всички параметри на втората радио лампа се променят. То е, което смесва всички вибрации - от антената и локалния осцилатор. Появява се генериране на колебания с различна честота. Във веригата на анода се включва осцилаторна верига - тя се настройва на тази честота. Освен това от анодния ток се извлича анод. И след тези процеси се изпраща сигнал към входа на IF усилвателя.

С помощта на специални преобразуващи лампи конструкцията на суперхетеродинамата е значително опростена. Броят на лампите намалява, няколко трудности, които могат да възникнат, когато веригата се задейства, като се използва отделен локален осцилатор, се елиминират. Всичко, разглеждано по-горе, се отнася до трансформации на немодулирано колебание (без реч и музика). Толкова по-лесно да се разгледа принципа на устройството.

Модулирани сигнали

В случай, когато модулираното трептене се трансформира, всичко се прави малко по-различно. Колебанията на локалния осцилатор имат постоянна амплитуда. Колебанията в IF и ритъма са модулирани, както и в превозвача. За да превърнете модулирания сигнал в звук, е необходимо друго откриване. По тази причина при суперхетеродинни HF приемници, след извършване на усилване, към втория детектор се прилага сигнал. И едва след това модулационният сигнал се подава към слушалката или към входа на ULF (нискочестотен усилвател).

При проектирането на IF усилвателя има една или две каскади от резонансен тип. Като правило се използват персонализирани трансформатори. Освен това, две намотки са настроени едновременно, а не една. Поради това е възможно да се постигне по-изгодна форма на резонансната крива. Увеличава чувствителността и селективността на приемащото устройство. Тези трансформатори, в които са настроени намотките, се наричат ​​лентови филтри. Те се настройват чрез регулируемо ядро ​​или тримерно кондензатор. Те са конфигурирани веднъж и в работата на приемника не е нужно да се докосват.

LO честота

И сега нека разгледаме един прост суперхетеродински приемник на лампа или транзистор. Можете да промените честотите на локалния осцилатор в желания диапазон. И трябва да бъде избран по такъв начин, че при всякакви колебания на честотата, които идват от антената, да се получи същата стойност на междинната честота. Когато суперхетеродинът е настроен, честотата на усиленото трептене се настройва към специфичен резонансен усилвател. Оказва се, че има явно предимство - няма нужда да коригирате голям брой вътрешни осцилаторни вериги. Достатъчно е да конфигурирате хетеродиновата схема и входния контур. Съществува значително опростяване на настройката.

Средна честота

За да получите фиксирана IF при работа с каквато и да е честота, която е в работния диапазон на приемника, е необходимо да изместите колебанията на локалния осцилатор. По правило честотата на радиочестотния спектър 460 kHz се използва в супетеротиновите радиостанции. Много по-рядко се използва 110 kHz. Тази честота показва разликата между лентата LO и входната линия.

С помощта на резонансно усилване чувствителността и селективността на устройството се увеличават. И чрез използване на трансформацията на входящите трептения е възможно да се подобри индексът на селективност. Много често две радиостанции, работещи сравнително близо (на честота), се намесват помежду си. Тези свойства трябва да бъдат взети предвид, ако планирате да съберете самостоятелно направен суперхетеродинен приемник.

Как получавате станции?

Сега можем да разгледаме конкретен пример, за да разберем принципа на работа на суперхетеродиновия приемник. Да предположим, че се използва IF от 460 kHz. Станцията работи с честота 1 MHz (1000 kHz). И това е затруднено от слаба станция, която излъчва на честота 1010 kHz. Разликата в честотите е 1%. За да се постигне IF 460 kHz, е необходимо да се конфигурира локалният осцилатор на 1,46 MHz. В този случай интерфериращото радио ще излъчва IF само 450 kHz.

И сега можете да видите, че сигналите на двете станции се различават с повече от 2%. Два сигнали избягаха, това се случи с използването на честотни преобразуватели. Приемането на главната станция беше опростено, селективността на радиоприемника се подобри.

Сега знаете всички принципи на приемниците на суперхетеродина. В модерните радиостанции всичко е много по-лесно - трябва да използвате само един чип за изграждане. И в нея на полупроводниковия чип са монтирани няколко устройства - детектори, хетероди, усилватели HF, LF, IF. Остава само да добавите осцилаторна верига и няколко кондензатора, резистори. И се сглобява един пълноценен приемник.