Има няколко схеми за конструиране на радиоприемници. Освен това няма значение за каква цел те се използват - като приемник на излъчващи станции или сигнал в комплект за контролна система. Има суперхетеродинни приемници и директно усилване. В схемата на приемника с директно усилване се използва само един вид преобразувател на трептене - понякога дори най-простият детектор. Всъщност това е приемник на детектор, само леко подобрен. Ако обърнете внимание на дизайна на радиото, можете да видите, че първо се усилва високочестотният сигнал, а след това нискочестотният (за извеждане към високоговорителя).
Характеристики на суперхетеродини
Поради факта, че могат да възникнат паразитни трептения, възможността за усилване на високочестотните трептения е ограничена до малка степен. Това е особено вярно при изграждането на късовълнови приемници. Катоусилвателят на високите честоти е най-добре да използвате резонансни дизайни. Но те трябва да направят пълна преконфигурация на всички осцилаторни вериги, които са в проекта, когато променят честотата.
В резултат на това дизайнът на радиоприемника става много по-сложен, както и неговото използване. Но тези недостатъци могат да бъдат отстранени чрез използване на метода за преобразуване на получените трептения в една стабилна и фиксирана честота. Освен това честотата обикновено се намалява, което ви позволява да постигнете високо ниво на печалба. На тази честота се настройва резонансният усилвател. Тази техника се използва в съвременните суперхетеродинни приемници. Само фиксирана честота се нарича междинна честота.
Метод на преобразуване на честотата
И сега трябва да разгледаме гореспоменатия метод за преобразуване на честотата в радиоприемниците. Да предположим, че има два вида трептения, техните честоти са различни. Когато тези вибрации се съберат, се появява ритъм. Когато се добави, сигналът или се увеличава по амплитуда, или намалява. Ако обърнете внимание на графиката, която характеризира това явление, можете да видите съвсем различен период. И това е периодът на ударите. Освен това този период е много по-дълъг от подобна характеристика на което и да е от образуваните колебания. Съответно с честотите е вярно обратното - сумата от трептения е по-малка.
Честотата на ударите е достатъчно лесна за изчисляване. Тя е равна на разликата в честотите на добавените трептения. И с увеличениеразлика, честотата на ударите се увеличава. От това следва, че при избора на относително голяма разлика в честотните термини се получават високочестотни удари. Например има две флуктуации - 300 метра (това е 1 MHz) и 205 метра (това е 1,46 MHz). Когато се добави, се оказва, че честотата на ударите ще бъде 460 kHz или 652 метра.
Откриване
Но приемниците от суперхетеродинов тип винаги имат детектор. Ударите, които са резултат от добавянето на две различни вибрации, имат период. И е напълно в съответствие с междинната честота. Но това не са хармонични трептения на междинната честота, за да се получат, е необходимо да се извърши процедурата за откриване. Моля, имайте предвид, че детекторът извлича само трептения с честотата на модулация от модулирания сигнал. Но в случай на удари всичко е малко по-различно - има селекция от трептения с така наречената различна честота. Тя е равна на разликата в честотите, които се сумират. Този метод на трансформация се нарича метод на хетеродиниране или смесване.
Изпълнение на метода, когато приемникът работи
Да приемем, че колебанията от радиостанция идват в радио веригата. За извършване на трансформации е необходимо да се създадат няколко спомагателни високочестотни трептения. След това се избира честотата на локалния осцилатор. В този случай разликата между термините на честотите трябва да бъде например 460 kHz. След това трябва да добавите трептенията и да ги приложите към детекторната лампа (или полупроводник). Това води до колебание на разликата в честотата (стойност 460 kHz) във верига, свързана към анодната верига. Необходимо е да се обърне внимание нафакта, че тази верига е настроена да работи на различната честота.
Използвайки високочестотен усилвател, можете да преобразувате сигнала. Амплитудата му се увеличава значително. Използваният за това усилвател е съкратен като IF (Intermediate Frequency Amplifier). Може да се намери във всички приемници от суперхетеродинен тип.
Практическа триодна верига
За да преобразувате честотата, можете да използвате най-простата схема на една триодна лампа. Трептенията, които идват от антената, през намотката, падат върху контролната решетка на детекторната лампа. Отделен сигнал идва от локалния осцилатор, той се наслагва върху основния. В анодната верига на детекторната лампа е инсталирана осцилаторна верига - тя е настроена на честотата на разликата. Когато се открият, се получават осцилации, които допълнително се усилват в IF.
Но конструкциите на радиолампи днес се използват много рядко - тези елементи са остарели, проблематично е да ги получите. Но е удобно да се разгледат всички физически процеси, които протичат в структурата върху тях. Като детектори често се използват хептоди, триоди-хептоди и пентоди. Веригата на полупроводников триод е много подобна на тази, в която се използва лампа. Захранващото напрежение е по-малко и данните за намотката на дроселите.
IF на хептоди
Хептод е лампа с няколко решетки, катоди и аноди. Всъщност това са две радиолампи, затворени в един стъклен съд. Електронният поток на тези лампи също е често срещан. ATпървата лампа възбужда трептения - това ви позволява да се отървете от използването на отделен локален осцилатор. Но във втория, трептенията, идващи от антената и хетеродините, се смесват. Получават се удари, от тях се отделят трептения с различна честота.
Обикновено лампите на диаграмите са разделени с пунктирана линия. Двете долни решетки са свързани към катода чрез няколко елемента - получава се класическа верига за обратна връзка. Но управляващата мрежа директно на локалния осцилатор е свързана към осцилаторната верига. С обратна връзка възникват ток и осцилация.
Токът прониква през втората решетка и трептенията се прехвърлят към втората лампа. Всички сигнали, които идват от антената, отиват в четвъртата мрежа. Решетки No 3 и No 5 са свързани помежду си вътре в основата и имат постоянно напрежение върху тях. Това са своеобразни екрани, разположени между две лампи. Резултатът е, че втората лампа е напълно екранирана. Обикновено не се изисква настройка на суперхетеродинов приемник. Основното нещо е да регулирате лентовите филтри.
Процеси, протичащи в схемата
Токът осцилира, те се създават от първата лампа. В този случай всички параметри на втората радиолампа се променят. Именно в него се смесват всички вибрации - от антената и локалния осцилатор. Трептенията се генерират с разлика в честотата. В анодната верига е включена осцилаторна верига - тя е настроена на тази конкретна честота. Следва изборът отосцилационен аноден ток. И след тези процеси се изпраща сигнал към входа на IF.
С помощта на специални конвертиращи лампи дизайнът на суперхетеродина е значително опростен. Броят на тръбите е намален, елиминирайки няколко трудности, които могат да възникнат при работа на верига с помощта на отделен локален осцилатор. Всичко обсъдено по-горе се отнася до трансформациите на немодулираната форма на вълната (без реч и музика). Това прави много по-лесно разглеждането на принципа на действие на устройството.
Модулирани сигнали
В случай, когато се случи преобразуването на модулираната вълна, всичко се прави малко по-различно. Трептенията на локалния осцилатор имат постоянна амплитуда. IF осцилацията и ударът се модулират, както и носителят. За да преобразувате модулирания сигнал в звук, е необходимо още едно откриване. Поради тази причина в суперхетеродинните HF приемници след усилване се подава сигнал към втория детектор. И едва след него модулационният сигнал се подава към слушалките или ULF входа (нискочестотен усилвател).
В дизайна на IF има една или две каскади от резонансен тип. Като правило се използват настроени трансформатори. Освен това две намотки са конфигурирани наведнъж, а не една. В резултат на това може да се постигне по-изгодна форма на резонансната крива. Повишава се чувствителността и селективността на приемащото устройство. Тези трансформатори с настроени намотки се наричат лентови филтри. Те се конфигурират с помощта нарегулируемо ядро или тримерен кондензатор. Те се конфигурират веднъж и не е необходимо да се докосват по време на работа на приемника.
LO честота
Сега нека разгледаме обикновен суперхетеродинов приемник на тръба или транзистор. Можете да промените честотите на локалния осцилатор в необходимия диапазон. И трябва да бъде избран по такъв начин, че при всякакви честотни трептения, 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 ясно предимство - няма нужда да конфигурирате голям брой междутръбни осцилаторни вериги. Достатъчно е да регулирате хетеродинната верига и входа. Има значително опростяване на настройката.
Междинна честота
За да се получи фиксирана IF при работа на всяка честота, която е в работния обхват на приемника, е необходимо да се изместят трептенията на локалния осцилатор. Обикновено суперхетеродинните радиостанции използват IF от 460 kHz. Много по-рядко се използва 110 kHz. Тази честота показва колко се различават диапазоните на локалния осцилатор и входната верига.
С помощта на резонансно усилване се повишава чувствителността и селективността на устройството. И благодарение на използването на трансформацията на входящото трептене, е възможно да се подобри индексът на селективност. Много често две радиостанции работят сравнително близо (споредчестота), пречат един на друг. Такива свойства трябва да се вземат предвид, ако планирате да сглобите домашен суперхетеродинов приемник.
Как се приемат станции
Сега можем да разгледаме конкретен пример, за да разберем как работи суперхетеродинният приемник. Да кажем, че се използва IF, равен на 460 kHz. И станцията работи на честота от 1 MHz (1000 kHz). И тя е възпрепятствана от слаба станция, която излъчва на честота 1010 kHz. Разликата в честотата им е 1%. За да се постигне IF, равен на 460 kHz, е необходимо да се настрои локалния осцилатор на 1,46 MHz. В този случай смущаващото радио ще изведе IF само от 450 kHz.
И сега можете да видите, че сигналите на двете станции се различават с повече от 2%. Два сигнала избягаха, това се случи чрез използването на честотни преобразуватели. Приемането на главната станция е опростено и селективността на радиото е подобрена.
Сега знаете всички принципи на суперхетеродинните приемници. В съвременните радиостанции всичко е много по-просто - трябва да използвате само един чип за изграждане. И в него на полупроводников кристал са сглобени няколко устройства - детектори, локални осцилатори, RF, LF, IF усилватели. Остава само да добавите осцилаторна верига и няколко кондензатора, резистора. И пълен приемник е сглобен.
