Yra keletas radijo imtuvų konstravimo schemų. Be to, nesvarbu, kokiam tikslui jie naudojami - kaip transliavimo stočių imtuvas ar signalas valdymo sistemos komplekte. Yra superheterodino imtuvai ir tiesioginis stiprinimas. Tiesioginio stiprinimo imtuvo grandinėje naudojamas tik vieno tipo virpesių keitiklis – kartais net paprasčiausias detektorius. Tiesą sakant, tai yra detektoriaus imtuvas, tik šiek tiek patobulintas. Jei atkreipsite dėmesį į radijo dizainą, pamatysite, kad pirmiausia sustiprinamas aukšto dažnio signalas, o po to - žemo dažnio signalas (išvesties į garsiakalbį).
Superheterodinų ypatybės
Dėl to, kad gali atsirasti parazitinių virpesių, galimybė sustiprinti aukšto dažnio svyravimus yra ribota. Tai ypač aktualu kuriant trumpųjų bangų imtuvus. KaipAukšto dažnio stiprintuvui geriausia naudoti rezonansinius dizainus. Tačiau keičiant dažnį jiems reikia visiškai perkonfigūruoti visas projekte esančias virpesių grandines.
Dėl to radijo imtuvo konstrukcija ir naudojimas tampa daug sudėtingesnis. Tačiau šiuos trūkumus galima pašalinti naudojant gautų virpesių konvertavimo į vieną stabilų ir fiksuotą dažnį metodą. Be to, dažnis paprastai sumažinamas, o tai leidžia pasiekti aukštą padidėjimo lygį. Būtent tokiu dažniu sureguliuojamas rezonansinis stiprintuvas. Ši technika naudojama šiuolaikiniuose superheterodino imtuvuose. Tik fiksuotas dažnis vadinamas tarpiniu dažniu.
Dažnio konvertavimo metodas
O dabar turime apsvarstyti aukščiau minėtą radijo imtuvų dažnių keitimo būdą. Tarkime, yra dviejų tipų svyravimai, jų dažniai yra skirtingi. Sudėjus šias vibracijas, atsiranda ritmas. Pridėjus signalo amplitudė padidėja arba sumažėja. Jei atkreipsite dėmesį į grafiką, apibūdinantį šį reiškinį, galite pamatyti visiškai kitokį laikotarpį. Ir tai yra ritmų laikotarpis. Be to, šis laikotarpis yra daug ilgesnis nei panaši bet kokių susidariusių svyravimų charakteristika. Atitinkamai, su dažniais yra atvirkščiai – svyravimų suma yra mažesnė.
Putikų dažnį pakankamai lengva apskaičiuoti. Jis lygus pridėtų virpesių dažnių skirtumui. Ir su padidėjimuskirtumas, ritmo dažnis didėja. Iš to išplaukia, kad pasirenkant gana didelį dažnių skirtumą, gaunami aukšto dažnio dūžiai. Pavyzdžiui, yra du svyravimai - 300 metrų (tai yra 1 MHz) ir 205 metrai (tai yra 1,46 MHz). Pridėjus paaiškėja, kad dūžių dažnis bus 460 kHz arba 652 metrai.
Aptikimas
Tačiau superheterodino tipo imtuvai visada turi detektorių. Dūmai, atsirandantys dėl dviejų skirtingų vibracijų pridėjimo, turi periodą. Ir tai visiškai atitinka tarpinį dažnį. Bet tai nėra harmoniniai tarpinio dažnio svyravimai, norint juos gauti, būtina atlikti aptikimo procedūrą. Atkreipkite dėmesį, kad detektorius iš moduliuoto signalo išskiria tik moduliavimo dažnio virpesius. Tačiau ritmų atveju viskas yra šiek tiek kitaip - yra vadinamojo skirtumo dažnio svyravimai. Jis lygus sumuojamų dažnių skirtumui. Šis transformavimo būdas vadinamas heterodinavimo arba maišymo metodu.
Metodo įgyvendinimas, kai imtuvas veikia
Tarkime, kad radijo stoties virpesiai patenka į radijo grandinę. Norint atlikti transformacijas, reikia sukurti keletą pagalbinių aukšto dažnio virpesių. Tada pasirenkamas vietinio generatoriaus dažnis. Šiuo atveju skirtumas tarp dažnių terminų turėtų būti, pavyzdžiui, 460 kHz. Tada turite pridėti svyravimus ir pritaikyti juos detektoriaus lempai (arba puslaidininkiui). Dėl to grandinėje, prijungtoje prie anodo grandinės, atsiranda skirtingų dažnių virpesiai (reikšmė 460 kHz). Reikia atkreipti dėmesį įfaktas, kad ši grandinė sureguliuota veikti skirtingu dažniu.
Naudodami aukšto dažnio stiprintuvą galite konvertuoti signalą. Jo amplitudė žymiai padidėja. Tam naudojamas stiprintuvas sutrumpintas kaip IF (Intermediate Frequency Amplifier). Jį galima rasti visuose superheterodino tipo imtuvuose.
Praktinė triodo grandinė
Norėdami konvertuoti dažnį, galite naudoti paprasčiausią vieno triodo lempos grandinę. Iš antenos per ritę sklindantys virpesiai patenka ant detektoriaus lempos valdymo tinklelio. Atskiras signalas ateina iš vietinio osciliatoriaus, jis yra ant pagrindinio. Detektoriaus lempos anodo grandinėje yra sumontuota virpesių grandinė - ji sureguliuota į skirtingą dažnį. Kai aptinkami, gaunami virpesiai, kurie dar labiau sustiprinami IF.
Tačiau radijo vamzdžių konstrukcijos šiandien naudojamos labai retai – šie elementai yra pasenę, sunku juos gauti. Tačiau patogu atsižvelgti į visus fizinius procesus, vykstančius jų struktūroje. Heptodai, triodai-heptodai ir pentodai dažnai naudojami kaip detektoriai. Puslaidininkinio triodo grandinė yra labai panaši į tą, kurioje naudojama lempa. Maitinimo įtampa mažesnė, o induktorių apvijų duomenys.
IF ant heptodes
Heptode yra lempa su keletu tinklelių, katodų ir anodų. Tiesą sakant, tai yra du radijo vamzdžiai, uždengti viename stikliniame inde. Taip pat įprastas šių lempų elektroninis srautas. ATpirmoji lempa sužadina svyravimus – tai leidžia atsikratyti atskiro vietinio generatoriaus naudojimo. Tačiau antroje sumaišomi svyravimai, kylantys iš antenos ir heterodinų. Gaunami dūžiai, nuo jų atskiriami virpesiai su skirtingu dažniu.
Paprastai diagramose lemputės yra atskirtos punktyrine linija. Du apatiniai tinkleliai yra sujungti su katodu per kelis elementus – gaunama klasikinė grįžtamojo ryšio grandinė. Bet tiesiogiai vietinio generatoriaus valdymo tinklelis yra prijungtas prie virpesių grandinės. Su grįžtamuoju ryšiu atsiranda srovė ir svyravimai.
Srovė prasiskverbia per antrąjį tinklelį, o svyravimai perduodami antrajai lempai. Visi signalai, gaunami iš antenos, patenka į ketvirtąjį tinklelį. Tinkleliai Nr.3 ir Nr.5 yra tarpusavyje sujungti pagrindo viduje ir turi pastovią įtampą. Tai savotiški ekranai, esantys tarp dviejų lempų. Rezultatas yra tai, kad antroji lempa yra visiškai ekranuota. Paprastai superheterodino imtuvo derinti nereikia. Svarbiausia sureguliuoti pralaidumo filtrus.
Schemoje vykstantys procesai
Srovė svyruoja, jas sukuria pirmoji lempa. Tokiu atveju pasikeičia visi antrojo radijo vamzdžio parametrai. Būtent jame susimaišo visos vibracijos - nuo antenos ir vietinio osciliatoriaus. Svyravimai generuojami skirtingu dažniu. Į anodo grandinę įtraukta virpesių grandinė – ji sureguliuota pagal šį konkretų dažnį. Toliau seka pasirinkimas išvirpesių anodo srovė. Ir po šių procesų signalas siunčiamas į IF įvestį.
Naudojant specialias konvertuojančias lempas, superheterodino konstrukcija žymiai supaprastėja. Vamzdžių skaičius sumažinamas, todėl pašalinami keli sunkumai, kurie gali kilti naudojant grandinę naudojant atskirą vietinį generatorių. Viskas, kas aptarta aukščiau, yra susiję su nemodifikuotos bangos formos transformacijomis (be kalbos ir muzikos). Tai leidžia daug lengviau apsvarstyti įrenginio veikimo principą.
Moduliuoti signalai
Tuo atveju, kai įvyksta moduliuotos bangos konvertavimas, viskas daroma šiek tiek kitaip. Vietinio osciliatoriaus svyravimai turi pastovią amplitudę. IF virpesiai ir ritmas yra moduliuojami, kaip ir nešiklis. Norint konvertuoti moduliuotą signalą į garsą, reikia dar vieno aptikimo. Būtent dėl šios priežasties superheterodininiuose HF imtuvuose po stiprinimo signalas perduodamas antrajam detektoriui. Ir tik po jo moduliacijos signalas tiekiamas į ausines arba ULF įvestį (žemo dažnio stiprintuvą).
IF konstrukcijoje yra viena arba dvi rezonansinio tipo kaskados. Paprastai naudojami sureguliuoti transformatoriai. Be to, vienu metu sukonfigūruojamos dvi apvijos, o ne viena. Dėl to galima pasiekti geresnę rezonanso kreivės formą. Padidėja priimančiojo įrenginio jautrumas ir selektyvumas. Šie transformatoriai su suderintomis apvijomis vadinami juostos pralaidumo filtrais. Jie sukonfigūruoti naudojantreguliuojamas šerdies arba žoliapjovės kondensatorius. Jie sukonfigūruojami vieną kartą ir jų nereikia liesti veikiant imtuvui.
LO dažnis
Dabar pažiūrėkime į paprastą superheterodino imtuvą ant vamzdžio arba tranzistoriaus. Galite pakeisti vietinio generatoriaus dažnius reikiamame diapazone. Ir jis turi būti parinktas taip, kad su bet kokiais dažnio svyravimais, kylančiais iš antenos, būtų gauta ta pati tarpinio dažnio reikšmė. Suderinus superheterodiną, sustiprinto virpesio dažnis pritaikomas prie konkretaus rezonansinio stiprintuvo. Pasirodo aiškus pranašumas – nereikia konfigūruoti daugybės tarpvamzdinių virpesių grandinių. Pakanka sureguliuoti heterodino grandinę ir įėjimą. Sąranka labai supaprastinta.
Tarpinis dažnis
Norint gauti fiksuotą IF dirbant bet kokiu dažniu, esančiu imtuvo veikimo diapazone, būtina perkelti vietinio generatoriaus virpesius. Paprastai superheterodino radijo imtuvai naudoja 460 kHz IF. Daug rečiau naudojamas 110 kHz. Šis dažnis rodo, kiek skiriasi vietinio generatoriaus ir įvesties grandinės diapazonai.
Rezonansinio stiprinimo pagalba padidinamas įrenginio jautrumas ir selektyvumas. Ir dėl gaunamo svyravimų transformacijos panaudojimo galima pagerinti selektyvumo indeksą. Labai dažnai dvi radijo stotys veikia gana arti (pagaldažnis), trukdo vienas kitam. Į tokias savybes reikia atsižvelgti, jei planuojate surinkti naminį superheterodino imtuvą.
Kaip priimamos stotys
Dabar galime pažvelgti į konkretų pavyzdį, kad suprastume, kaip veikia superheterodino imtuvas. Tarkime, kad naudojamas IF, lygus 460 kHz. O stotis veikia 1 MHz (1000 kHz) dažniu. O jai trukdo silpna stotis, transliuojanti 1010 kHz dažniu. Jų dažnių skirtumas yra 1%. Norint pasiekti IF lygų 460 kHz, reikia sureguliuoti vietinį generatorių iki 1,46 MHz. Tokiu atveju trukdantis radijas išves tik 450 kHz IF.
Ir dabar matote, kad dviejų stočių signalai skiriasi daugiau nei 2%. Du signalai pabėgo, tai atsitiko naudojant dažnio keitiklius. Pagrindinės stoties priėmimas buvo supaprastintas, o radijo selektyvumas pagerėjo.
Dabar žinote visus superheterodino imtuvų principus. Šiuolaikiniuose radijo imtuvuose viskas daug paprasčiau – statyti reikia naudoti tik vieną lustą. O jame ant puslaidininkinio kristalo surenkami keli įrenginiai – detektoriai, vietiniai generatoriai, RF, LF, IF stiprintuvai. Belieka tik pridėti virpesių grandinę ir keletą kondensatorių, rezistorių. Ir surenkamas visas imtuvas.
