طرح های مختلفی برای ساخت گیرنده های رادیویی وجود دارد. علاوه بر این، مهم نیست که برای چه هدفی از آنها استفاده می شود - به عنوان گیرنده ایستگاه های پخش یا سیگنال در یک کیت سیستم کنترل. گیرنده های سوپرهتروداین و تقویت مستقیم وجود دارد. در مدار گیرنده تقویت مستقیم، تنها از یک نوع مبدل نوسان استفاده می شود - گاهی اوقات حتی ساده ترین آشکارساز. در واقع، این یک گیرنده آشکارساز است که فقط کمی بهبود یافته است. اگر به طراحی رادیو دقت کنید، می بینید که ابتدا سیگنال فرکانس بالا و سپس سیگنال فرکانس پایین (برای خروجی به بلندگو) تقویت می شود.
ویژگی های سوپرهتروداین ها
با توجه به این واقعیت که نوسانات انگلی ممکن است رخ دهد، امکان تقویت نوسانات با فرکانس بالا تا حد کمی محدود است. این امر به ویژه در هنگام ساخت گیرنده های موج کوتاه صادق است. مانندتقویت کننده سه گانه بهتر است از طرح های رزونانسی استفاده کنید. اما آنها باید هنگام تغییر فرکانس یک پیکربندی مجدد کامل از تمام مدارهای نوسانی که در طراحی هستند انجام دهند.
در نتیجه، طراحی گیرنده رادیویی و همچنین استفاده از آن بسیار پیچیده تر می شود. اما با استفاده از روش تبدیل نوسانات دریافتی به یک فرکانس ثابت و ثابت می توان این نواقص را برطرف کرد. علاوه بر این، فرکانس معمولاً کاهش می یابد، این به شما امکان می دهد به سطح بالایی از بهره برسید. در این فرکانس است که تقویت کننده رزونانس تنظیم می شود. این تکنیک در گیرنده های سوپرهتروداین مدرن استفاده می شود. فقط یک فرکانس ثابت فرکانس متوسط نامیده می شود.
روش تبدیل فرکانس
و اکنون باید روش فوق را برای تبدیل فرکانس در گیرنده های رادیویی در نظر بگیریم. فرض کنید دو نوع نوسان وجود دارد، فرکانس آنها متفاوت است. هنگامی که این ارتعاشات با هم جمع شوند، ضربانی ظاهر می شود. هنگامی که سیگنال اضافه می شود، دامنه یا افزایش می یابد یا کاهش می یابد. اگر به نموداری که این پدیده را مشخص می کند توجه کنید، می توانید دوره ای کاملاً متفاوت را مشاهده کنید. و این دوره ضربات است. علاوه بر این، این دوره بسیار طولانی تر از ویژگی مشابه هر یک از نوسانات شکل گرفته است. بر این اساس، برعکس در مورد فرکانس ها صادق است - مجموع نوسانات کمتر است.
فرکانس ضرب به اندازه کافی برای محاسبه آسان است. برابر است با اختلاف فرکانس نوسانات اضافه شده. و با افزایشتفاوت، فرکانس ضربان افزایش می یابد. نتیجه این است که هنگام انتخاب یک تفاوت نسبتاً زیاد در شرایط فرکانس، ضربان با فرکانس بالا به دست می آید. به عنوان مثال، دو نوسان وجود دارد - 300 متر (این 1 مگاهرتز است) و 205 متر (این 1.46 مگاهرتز است). وقتی اضافه شد، معلوم می شود که فرکانس ضربان 460 کیلوهرتز یا 652 متر خواهد بود.
تشخیص
اما گیرنده های نوع سوپرهتروداین همیشه یک آشکارساز دارند. ضرباتی که از اضافه شدن دو ارتعاش مختلف به وجود می‌آیند دارای دوره هستند. و کاملاً با فرکانس متوسط مطابقت دارد. اما اینها نوسانات هارمونیک فرکانس میانی نیستند، برای به دست آوردن آنها، لازم است روش تشخیص انجام شود. لطفاً توجه داشته باشید که آشکارساز فقط نوسانات با فرکانس مدولاسیون را از سیگنال مدوله شده استخراج می کند. اما در مورد ضربان ها، همه چیز کمی متفاوت است - مجموعه ای از نوسانات به اصطلاح فرکانس تفاوت وجود دارد. برابر است با اختلاف فرکانس هایی که جمع می شوند. این روش تبدیل را روش هتروداینگ یا اختلاط می نامند.
اجرای روش زمانی که گیرنده در حال اجرا است
بیایید فرض کنیم که نوسانات یک ایستگاه رادیویی به مدار رادیویی می آیند. برای انجام تبدیل، لازم است چندین نوسان فرکانس بالا ایجاد شود. سپس فرکانس نوسانگر محلی انتخاب می شود. در این حالت، تفاوت بین شرایط فرکانس ها باید مثلاً 460 کیلوهرتز باشد. در مرحله بعد، باید نوسانات را اضافه کنید و آنها را روی لامپ آشکارساز (یا نیمه هادی) اعمال کنید. این منجر به یک نوسان فرکانس اختلاف (مقدار 460 کیلوهرتز) در مدار متصل به مدار آند می شود. نیاز به توجه استاین واقعیت که این مدار برای کار در فرکانس اختلاف تنظیم شده است.
با استفاده از تقویت کننده فرکانس بالا، می توانید سیگنال را تبدیل کنید. دامنه آن به طور قابل توجهی افزایش می یابد. تقویت کننده مورد استفاده برای این کار به اختصار IF (تقویت کننده فرکانس متوسط) نامیده می شود. می توان آن را در همه گیرنده های نوع سوپرهتروداین یافت.
مدار تریود عملی
برای تبدیل فرکانس، می توانید از ساده ترین مدار روی یک لامپ تریود استفاده کنید. نوساناتی که از آنتن می آید، از طریق سیم پیچ، روی شبکه کنترل لامپ آشکارساز می افتد. یک سیگنال جداگانه از نوسانگر محلی می آید، در بالای نوسانگر اصلی قرار می گیرد. یک مدار نوسانی در مدار آند لامپ آشکارساز نصب شده است - با فرکانس اختلاف تنظیم می شود. هنگامی که شناسایی شد، نوسانات به دست می آیند، که بیشتر در IF تقویت می شوند.
اما امروزه از ساخت و سازهای روی لوله های رادیویی به ندرت استفاده می شود - این عناصر قدیمی هستند، دریافت آنها مشکل ساز است. اما در نظر گرفتن تمام فرآیندهای فیزیکی که در ساختار روی آنها رخ می دهد راحت است. هپتودها، تریود-هپتودها و پنتودها اغلب به عنوان آشکارساز استفاده می شوند. مدار روی یک تریود نیمه هادی بسیار شبیه به مداری است که در آن از یک لامپ استفاده می شود. ولتاژ تغذیه کمتر است و داده های سیم پیچی سلف ها.
IF در هپتودها
هپتود یک لامپ با چندین شبکه، کاتد و آند است. در واقع، این دو لوله رادیویی هستند که در یک ظرف شیشه ای محصور شده اند. جریان الکترونیکی این لامپ ها نیز رایج است. ATلامپ اول نوسانات را تحریک می کند - این به شما امکان می دهد از استفاده از یک نوسانگر محلی جداگانه خلاص شوید. اما در دومی، نوسانات ناشی از آنتن و نوسانات هترودین با هم مخلوط می شوند. ضربان به دست می آید، نوسانات با فرکانس اختلاف از آنها جدا می شود.
معمولاً لامپ های روی نمودارها با یک خط نقطه از هم جدا می شوند. دو شبکه پایین تر از طریق چندین عنصر به کاتد متصل می شوند - یک مدار بازخورد کلاسیک به دست می آید. اما شبکه کنترل مستقیماً نوسانگر محلی به مدار نوسانی متصل است. با بازخورد، جریان و نوسان رخ می دهد.
جریان از شبکه دوم نفوذ می کند و نوسانات به لامپ دوم منتقل می شود. تمام سیگنال هایی که از آنتن می آیند به شبکه چهارم می روند. شبکه های شماره 3 و شماره 5 در داخل پایه به هم متصل هستند و ولتاژ ثابتی روی آنها وجود دارد. اینها صفحه های عجیب و غریبی هستند که بین دو لامپ قرار دارند. نتیجه این است که لامپ دوم کاملاً محافظ است. تنظیم یک گیرنده سوپرهتروداین معمولاً مورد نیاز نیست. نکته اصلی تنظیم فیلترهای باند گذر است.
فرآیندهای در حال انجام در طرح
جریان نوسان می کند، آنها توسط اولین لامپ ایجاد می شوند. در این حالت تمام پارامترهای لوله رادیویی دوم تغییر می کند. در آن است که تمام ارتعاشات مخلوط می شوند - از آنتن و نوسانگر محلی. نوسانات با فرکانس اختلاف ایجاد می شوند. یک مدار نوسانی در مدار آند گنجانده شده است - به این فرکانس خاص تنظیم شده است. بعد انتخاب ازجریان آند نوسانی و پس از این فرآیندها، یک سیگنال به ورودی IF ارسال می شود.
با کمک لامپ های تبدیل ویژه، طراحی سوپرهتروداین به طور قابل توجهی ساده شده است. تعداد لوله ها کاهش می یابد و مشکلات متعددی را که ممکن است هنگام کار با یک مدار با استفاده از یک نوسان ساز محلی جداگانه ایجاد شود، از بین می برد. همه آنچه در بالا مورد بحث قرار گرفت به دگرگونی های شکل موج تعدیل نشده (بدون گفتار و موسیقی) اشاره دارد. این امر باعث می شود که در نظر گرفتن اصل عملکرد دستگاه بسیار آسان تر شود.
سیگنال های مدوله شده
در موردی که تبدیل موج مدوله شده رخ می دهد، همه چیز کمی متفاوت انجام می شود. نوسانات نوسانگر محلی دامنه ثابتی دارند. نوسان IF و ضربان مانند حامل مدوله می شوند. برای تبدیل سیگنال مدوله شده به صدا، یک تشخیص دیگر مورد نیاز است. به همین دلیل است که در گیرنده های سوپرهتروداین HF، پس از تقویت، سیگنالی به آشکارساز دوم اعمال می شود. و تنها پس از آن، سیگنال مدولاسیون به هدفون یا ورودی ULF (تقویت کننده فرکانس پایین) می رسد.
در طراحی IF یک یا دو آبشار از نوع رزونانسی وجود دارد. به عنوان یک قاعده، از ترانسفورماتورهای تنظیم شده استفاده می شود. علاوه بر این، دو سیم پیچ به طور همزمان پیکربندی می شوند، نه یک. در نتیجه، شکل سودمندتری از منحنی رزونانس را می توان به دست آورد. حساسیت و گزینش پذیری دستگاه گیرنده افزایش می یابد. این ترانسفورماتورها با سیم پیچی تنظیم شده، فیلترهای باند گذر نامیده می شوند. آنها با استفاده از پیکربندی شده اندهسته قابل تنظیم یا خازن صاف کننده آنها یک بار پیکربندی می شوند و نیازی به لمس آنها در طول کار گیرنده نیست.
LO فرکانس
حالا اجازه دهید به یک گیرنده سوپرهتروداین ساده روی یک لوله یا یک ترانزیستور نگاه کنیم. می توانید فرکانس های نوسان ساز محلی را در محدوده مورد نیاز تغییر دهید. و باید طوری انتخاب شود که با هر نوسان فرکانسی که از آنتن می آید همان مقدار فرکانس میانی بدست آید. هنگامی که سوپرهتروداین تنظیم می شود، فرکانس نوسان تقویت شده به یک تقویت کننده رزونانسی خاص تنظیم می شود. یک مزیت واضح به نظر می رسد - نیازی به پیکربندی تعداد زیادی مدار نوسانی بین لوله ای نیست. کافی است مدار هتروداین و ورودی را تنظیم کنید. راه اندازی ساده شده است.
فرکانس متوسط
برای به دست آوردن یک IF ثابت هنگام کار در هر فرکانسی که در محدوده عملکرد گیرنده است، باید نوسانات نوسانگر محلی را جابجا کرد. به طور معمول، رادیوهای سوپرهتروداین از IF 460 کیلوهرتز استفاده می کنند. بسیار کمتر مورد استفاده 110 کیلوهرتز است. این فرکانس نشان می دهد که محدوده نوسان ساز محلی و مدار ورودی چقدر با هم تفاوت دارند.
به کمک تقویت رزونانس، حساسیت و گزینش پذیری دستگاه افزایش می یابد. و به لطف استفاده از تبدیل نوسان ورودی، امکان بهبود شاخص انتخاب پذیری وجود دارد. اغلب، دو ایستگاه رادیویی نسبتاً نزدیک کار می کنند (با توجه بهفرکانس)، با یکدیگر تداخل دارند. اگر قصد دارید یک گیرنده سوپرهتروداین خانگی را جمع آوری کنید، باید این ویژگی ها را در نظر گرفت.
نحوه دریافت ایستگاه ها
اکنون می‌توانیم به یک مثال خاص نگاه کنیم تا بفهمیم یک گیرنده سوپرهتروداین چگونه کار می‌کند. فرض کنید از یک IF برابر با 460 کیلوهرتز استفاده شده است. و ایستگاه در فرکانس 1 مگاهرتز (1000 کیلوهرتز) کار می کند. و او توسط یک ایستگاه ضعیف که با فرکانس 1010 کیلوهرتز پخش می شود مانع می شود. اختلاف فرکانس آنها 1٪ است. برای دستیابی به IF برابر با 460 کیلوهرتز، لازم است نوسانگر محلی را روی 1.46 مگاهرتز تنظیم کنید. در این حالت، رادیو تداخلی یک IF با فرکانس 450 کیلوهرتز خروجی می‌دهد.
و اکنون می توانید ببینید که سیگنال های دو ایستگاه بیش از 2٪ متفاوت است. دو سیگنال فرار کردند، این با استفاده از مبدل های فرکانس اتفاق افتاد. دریافت ایستگاه اصلی ساده شده است و قابلیت انتخاب رادیو بهبود یافته است.
اکنون شما تمام اصول گیرنده های سوپرهتروداین را می دانید. در رادیوهای مدرن، همه چیز بسیار ساده تر است - برای ساخت فقط باید از یک تراشه استفاده کنید. و در آن، چندین دستگاه بر روی یک کریستال نیمه هادی - آشکارسازها، نوسانگرهای محلی، تقویت کننده های RF، LF، IF مونتاژ می شوند. فقط اضافه کردن یک مدار نوسانی و چند خازن، مقاومت باقی می ماند. و یک گیرنده کامل مونتاژ می شود.
