Ir vairākas radiouztvērēju konstruēšanas shēmas. Turklāt nav svarīgi, kādam nolūkam tie tiek izmantoti - kā apraides staciju uztvērējs vai signāls vadības sistēmas komplektā. Ir superheterodīna uztvērēji un tiešā pastiprināšana. Tiešā pastiprinājuma uztvērēja ķēdē tiek izmantots tikai viena veida svārstību pārveidotājs - dažreiz pat visvienkāršākais detektors. Faktiski šis ir detektora uztvērējs, tikai nedaudz uzlabots. Ja pievēršat uzmanību radio dizainam, varat redzēt, ka vispirms tiek pastiprināts augstfrekvences signāls, bet pēc tam - zemfrekvences signāls (izvadīšanai skaļrunī).
Superheterodīnu iezīmes
Sakarā ar to, ka var rasties parazitāras svārstības, iespēja pastiprināt augstfrekvences svārstības ir ierobežota nelielā mērā. Tas jo īpaši attiecas uz īsviļņu uztvērēju būvniecību. KāAugsto frekvenču pastiprinātājam vislabāk ir izmantot rezonanses dizainus. Bet, mainot frekvenci, viņiem ir pilnībā jāpārkonfigurē visas projektētās svārstību shēmas.
Līdz ar to radio uztvērēja dizains kļūst daudz sarežģītāks, kā arī tā lietošana. Bet šos trūkumus var novērst, izmantojot metodi, kas pārvērš saņemtās svārstības vienā stabilā un fiksētā frekvencē. Turklāt frekvence parasti tiek samazināta, kas ļauj sasniegt augstu pastiprinājuma līmeni. Tieši šajā frekvencē tiek noregulēts rezonanses pastiprinātājs. Šo paņēmienu izmanto mūsdienu superheterodīna uztvērējos. Tikai fiksētu frekvenci sauc par starpfrekvenci.
Frekvences pārveidošanas metode
Un tagad mums jāapsver iepriekš minētā radiouztvērēju frekvences pārveidošanas metode. Pieņemsim, ka ir divu veidu svārstības, to frekvences ir atšķirīgas. Kad šīs vibrācijas tiek saskaitītas kopā, parādās sitiens. Pievienojot signālu, vai nu palielinās amplitūda, vai samazinās. Ja pievēršat uzmanību grafikam, kas raksturo šo parādību, jūs varat redzēt pavisam citu periodu. Un šis ir bītu periods. Turklāt šis periods ir daudz garāks nekā līdzīga rakstura kādai no izveidotajām svārstībām. Attiecīgi ar frekvencēm ir pretējais - svārstību summai ir mazāka.
Tikšanas frekvenci ir pietiekami viegli aprēķināt. Tas ir vienāds ar pievienoto svārstību frekvenču starpību. Un ar pieaugumuatšķirība, sitienu frekvence palielinās. No tā izriet, ka, izvēloties salīdzinoši lielu frekvenču atšķirību, tiek iegūti augstfrekvences sitieni. Piemēram, ir divas svārstības - 300 metri (tas ir 1 MHz) un 205 metri (tas ir 1,46 MHz). Pieskaitot, izrādās, ka sitienu frekvence būs 460 kHz jeb 652 metri.
Atklāšana
Bet superheterodīna tipa uztvērējiem vienmēr ir detektors. Sitieniem, kas rodas, pievienojot divas dažādas vibrācijas, ir periods. Un tas pilnībā atbilst starpfrekvences līmenim. Bet tās nav harmoniskas starpfrekvences svārstības, lai tās iegūtu, ir jāveic noteikšanas procedūra. Lūdzu, ņemiet vērā, ka detektors no modulētā signāla izņem tikai svārstības ar modulācijas frekvenci. Bet sitienu gadījumā viss ir nedaudz savādāk - ir tā saucamās atšķirības frekvences svārstību izlase. Tas ir vienāds ar frekvenču starpību, kas summējas. Šo pārveidošanas metodi sauc par heterodinēšanas vai sajaukšanas metodi.
Metodes ieviešana, kad uztvērējs darbojas
Pieņemsim, ka svārstības no radiostacijas nonāk radio ķēdē. Lai veiktu transformācijas, nepieciešams izveidot vairākas papildu augstfrekvences svārstības. Tālāk tiek atlasīta vietējā oscilatora frekvence. Šajā gadījumā starpībai starp frekvenču terminiem jābūt, piemēram, 460 kHz. Tālāk jums jāpievieno svārstības un jāpieliek tās detektora lampai (vai pusvadītājam). Tas rada atšķirības frekvences svārstības (vērtība 460 kHz) ķēdē, kas savienota ar anoda ķēdi. Nepieciešams pievērst uzmanībufakts, ka šī ķēde ir noregulēta darbam ar atšķirīgu frekvenci.
Izmantojot augstfrekvences pastiprinātāju, varat pārveidot signālu. Tās amplitūda ievērojami palielinās. Šim nolūkam izmantotais pastiprinātājs ir saīsināts kā IF (Intermediate Frequency Amplifier). To var atrast visos superheterodīna tipa uztvērējos.
Praktiska triodes shēma
Lai pārveidotu frekvenci, varat izmantot vienkāršāko ķēdi uz vienas triodes lampas. Svārstības, kas nāk no antenas caur spoli, nokrīt uz detektora lampas vadības režģi. Atsevišķs signāls nāk no vietējā oscilatora, tas ir uzlikts virs galvenā. Detektora lampas anoda ķēdē ir uzstādīta svārstību ķēde - tā ir noregulēta uz starpības frekvenci. Nosakot, tiek iegūtas svārstības, kuras tiek vēl vairāk pastiprinātas IF.
Bet konstrukcijas uz radiolampām mūsdienās tiek izmantotas ļoti reti - šie elementi ir novecojuši, tos dabūt ir problemātiski. Bet ir ērti ņemt vērā visus fiziskos procesus, kas notiek uz tiem esošajā struktūrā. Heptodes, triodes-heptodes un pentodes bieži izmanto kā detektorus. Pusvadītāju triodes shēma ir ļoti līdzīga tai, kurā tiek izmantota lampa. Barošanas spriegums ir mazāks un induktoru tinumu dati.
IF uz heptodes
Heptode ir lampa ar vairākiem režģiem, katodiem un anodiem. Faktiski tās ir divas radiolampas, kas ir ievietotas vienā stikla traukā. Arī šo lampu elektroniskā plūsma ir izplatīta. ATpirmā lampa ierosina svārstības - tas ļauj atbrīvoties no atsevišķa lokālā oscilatora izmantošanas. Bet otrajā tiek sajauktas svārstības, kas nāk no antenas un heterodīna. Tiek iegūti sitieni, no tiem tiek atdalītas svārstības ar atšķirīgu frekvenci.
Parasti diagrammās lampas ir atdalītas ar punktētu līniju. Divi apakšējie režģi ir savienoti ar katodu caur vairākiem elementiem - tiek iegūta klasiska atgriezeniskās saites ķēde. Bet lokālā oscilatora vadības režģis ir savienots ar svārstību ķēdi. Ar atgriezenisko saiti rodas strāva un svārstības.
Strāva iekļūst caur otro režģi, un svārstības tiek pārnestas uz otro lampu. Visi signāli, kas nāk no antenas, nonāk ceturtajā režģī. Režģi Nr.3 un Nr.5 ir savstarpēji savienoti pamatnes iekšpusē, un uz tiem ir pastāvīgs spriegums. Tie ir savdabīgi ekrāni, kas atrodas starp divām lampām. Rezultāts ir tāds, ka otrais lukturis ir pilnībā ekranēts. Superheterodīna uztvērēja noregulēšana parasti nav nepieciešama. Galvenais ir pielāgot joslas caurlaides filtrus.
Shēmā notiekošie procesi
Strāva svārstās, tās rada pirmā lampa. Šajā gadījumā mainās visi otrās radiolampas parametri. Tieši tajā tiek sajauktas visas vibrācijas - no antenas un vietējā oscilatora. Svārstības tiek ģenerētas ar atšķirīgu frekvenci. Anoda ķēdē ir iekļauta svārstību ķēde - tā ir noregulēta uz šo konkrēto frekvenci. Tālāk seko atlase nooscilācijas anoda strāva. Un pēc šiem procesiem signāls tiek nosūtīts uz IF ieeju.
Ar īpašu pārveidojošo lampu palīdzību superheterodīna dizains ir ievērojami vienkāršots. Cauruļu skaits ir samazināts, novēršot vairākas grūtības, kas var rasties, darbinot ķēdi, izmantojot atsevišķu vietējo oscilatoru. Viss, kas tika apspriests iepriekš, attiecas uz nemodulētās viļņu formas (bez runas un mūzikas) transformācijām. Tādējādi ir daudz vieglāk apsvērt ierīces darbības principu.
Modulēti signāli
Gadījumā, ja notiek modulētā viļņa pārveidošana, viss tiek darīts nedaudz savādāk. Vietējā oscilatora svārstībām ir nemainīga amplitūda. IF svārstības un sitiens, tāpat kā nesējs, tiek modulēti. Lai pārveidotu modulēto signālu skaņā, ir nepieciešama vēl viena noteikšana. Šī iemesla dēļ superheterodīna HF uztvērējos pēc pastiprināšanas signāls tiek nodots otrajam detektoram. Un tikai pēc tam modulācijas signāls tiek padots uz austiņām vai ULF ieeju (zemfrekvences pastiprinātāju).
IF konstrukcijā ir viena vai divas rezonanses tipa kaskādes. Parasti tiek izmantoti noregulēti transformatori. Turklāt vienlaikus tiek konfigurēti divi tinumi, nevis viens. Rezultātā var panākt izdevīgāku rezonanses līknes formu. Tiek palielināta uztverošās ierīces jutība un selektivitāte. Šos transformatorus ar noregulētiem tinumiem sauc par frekvenču joslas filtriem. Tie ir konfigurēti, izmantojotregulējams serdes vai trimmera kondensators. Tie tiek konfigurēti vienreiz, un uztvērēja darbības laikā tiem nav jāpieskaras.
LO frekvence
Tagad apskatīsim vienkāršu superheterodīna uztvērēju uz caurules vai tranzistora. Jūs varat mainīt lokālo oscilatoru frekvences vajadzīgajā diapazonā. Un tas ir jāizvēlas tā, lai ar jebkādām frekvences svārstībām, kas nāk no antenas, tiek iegūta tāda pati starpfrekvences vērtība. Kad superheterodīns ir noregulēts, pastiprināto svārstību frekvence tiek pielāgota noteiktam rezonanses pastiprinātājam. Izrādās nepārprotama priekšrocība - nav nepieciešams konfigurēt lielu skaitu starpcauruļu svārstību ķēžu. Pietiek ar heterodīna ķēdes un ieejas regulēšanu. Iestatīšana ir ievērojami vienkāršota.
Vidējā frekvence
Lai iegūtu fiksētu IF, darbojoties jebkurā frekvencē, kas atrodas uztvērēja darbības diapazonā, ir jāpārvieto lokālā oscilatora svārstības. Parasti superheterodīna radioaparāti izmanto 460 kHz IF. Daudz retāk tiek izmantots 110 kHz. Šī frekvence norāda, cik lielā mērā atšķiras lokālā oscilatora un ievades ķēdes diapazoni.
Ar rezonanses pastiprināšanas palīdzību tiek palielināta ierīces jutība un selektivitāte. Un, pateicoties ienākošo svārstību transformācijas izmantošanai, ir iespējams uzlabot selektivitātes indeksu. Ļoti bieži divas radiostacijas darbojas salīdzinoši tuvu (saskaņā arfrekvence), traucē viens otru. Šādas īpašības ir jāņem vērā, ja plānojat salikt paštaisītu superheterodīna uztvērēju.
Kā tiek uztvertas stacijas
Tagad mēs varam aplūkot konkrētu piemēru, lai saprastu, kā darbojas superheterodīna uztvērējs. Pieņemsim, ka tiek izmantots IF, kas vienāds ar 460 kHz. Un stacija darbojas ar frekvenci 1 MHz (1000 kHz). Un viņai traucē vāja stacija, kas raida 1010 kHz frekvencē. To biežuma atšķirība ir 1%. Lai sasniegtu IF, kas vienāds ar 460 kHz, ir nepieciešams noregulēt vietējo oscilatoru uz 1,46 MHz. Šādā gadījumā traucējošais radio izvadīs tikai 450 kHz IF.
Un tagad jūs varat redzēt, ka abu staciju signāli atšķiras par vairāk nekā 2%. Divi signāli aizbēga, tas notika, izmantojot frekvences pārveidotājus. Galvenās stacijas uztveršana ir vienkāršota, un radio selektivitāte ir uzlabojusies.
Tagad jūs zināt visus superheterodīna uztvērēju darbības principus. Mūsdienu radioaparātos viss ir daudz vienkāršāk - lai izveidotu, jāizmanto tikai viena mikroshēma. Un tajā uz pusvadītāju kristāla ir samontētas vairākas ierīces - detektori, lokālie oscilatori, RF, LF, IF pastiprinātāji. Atliek tikai pievienot oscilācijas ķēdi un dažus kondensatorus, rezistorus. Un ir salikts pilns uztvērējs.
