Υπάρχουν πολλά σχήματα για την κατασκευή ραδιοφωνικών δεκτών. Επιπλέον, δεν έχει σημασία για ποιο σκοπό χρησιμοποιούνται - ως δέκτης σταθμών εκπομπής ή σήμα σε κιτ συστήματος ελέγχου. Υπάρχουν δέκτες υπερετερόδυνης και άμεσης ενίσχυσης. Στο κύκλωμα δέκτη άμεσης ενίσχυσης, χρησιμοποιείται μόνο ένας τύπος μετατροπέα ταλάντωσης - μερικές φορές ακόμη και ο απλούστερος ανιχνευτής. Στην πραγματικότητα, αυτός είναι ένας δέκτης ανιχνευτή, μόνο ελαφρώς βελτιωμένος. Εάν προσέξετε τη σχεδίαση του ραδιοφώνου, μπορείτε να δείτε ότι πρώτα ενισχύεται το σήμα υψηλής συχνότητας και μετά το σήμα χαμηλής συχνότητας (για έξοδο στο ηχείο).
Χαρακτηριστικά υπερετερόδυνων
Λόγω του ότι μπορούν να συμβούν παρασιτικές ταλαντώσεις, η δυνατότητα ενίσχυσης ταλαντώσεων υψηλής συχνότητας περιορίζεται σε μικρό βαθμό. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα κατά την κατασκευή δεκτών βραχέων κυμάτων. Οπως καιΟ ενισχυτής πρίμων είναι καλύτερο να χρησιμοποιείτε σχέδια συντονισμού. Αλλά πρέπει να κάνουν μια πλήρη αναδιαμόρφωση όλων των ταλαντωτικών κυκλωμάτων που υπάρχουν στο σχεδιασμό, όταν αλλάζουν τη συχνότητα.
Ως αποτέλεσμα, ο σχεδιασμός του ραδιοφωνικού δέκτη γίνεται πολύ πιο περίπλοκος, καθώς και η χρήση του. Αλλά αυτές οι αδυναμίες μπορούν να εξαλειφθούν χρησιμοποιώντας τη μέθοδο μετατροπής των λαμβανόμενων ταλαντώσεων σε μια σταθερή και σταθερή συχνότητα. Επιπλέον, η συχνότητα συνήθως μειώνεται, αυτό σας επιτρέπει να επιτύχετε υψηλό επίπεδο κέρδους. Σε αυτή τη συχνότητα συντονίζεται ο ενισχυτής συντονισμού. Αυτή η τεχνική χρησιμοποιείται σε σύγχρονους υπερετερόδυνους δέκτες. Μόνο μια σταθερή συχνότητα ονομάζεται ενδιάμεση συχνότητα.
Μέθοδος μετατροπής συχνότητας
Και τώρα πρέπει να εξετάσουμε την προαναφερθείσα μέθοδο μετατροπής συχνότητας σε ραδιοφωνικούς δέκτες. Ας υποθέσουμε ότι υπάρχουν δύο τύποι ταλαντώσεων, οι συχνότητές τους είναι διαφορετικές. Όταν προστεθούν αυτές οι δονήσεις, εμφανίζεται ένας ρυθμός. Όταν προστίθεται, το σήμα είτε αυξάνεται σε πλάτος είτε μειώνεται. Αν προσέξετε το γράφημα που χαρακτηρίζει αυτό το φαινόμενο, μπορείτε να δείτε μια εντελώς διαφορετική περίοδο. Και αυτή είναι η περίοδος των beat. Επιπλέον, αυτή η περίοδος είναι πολύ μεγαλύτερη από ένα παρόμοιο χαρακτηριστικό οποιασδήποτε από τις διακυμάνσεις που σχηματίστηκαν. Αντίστοιχα, ισχύει το αντίθετο με τις συχνότητες - το άθροισμα των ταλαντώσεων είναι μικρότερο.
Η συχνότητα παλμών είναι αρκετά εύκολο να υπολογιστεί. Είναι ίσο με τη διαφορά στις συχνότητες των ταλαντώσεων που προστέθηκαν. Και με αύξησηδιαφορά, η συχνότητα παλμού αυξάνεται. Ως εκ τούτου, όταν επιλέγετε μια σχετικά μεγάλη διαφορά σε όρους συχνότητας, λαμβάνονται παλμοί υψηλής συχνότητας. Για παράδειγμα, υπάρχουν δύο διακυμάνσεις - 300 μέτρα (αυτό είναι 1 MHz) και 205 μέτρα (αυτό είναι 1,46 MHz). Όταν προστεθεί, αποδεικνύεται ότι η συχνότητα παλμών θα είναι 460 kHz ή 652 μέτρα.
Ανίχνευση
Αλλά οι δέκτες τύπου υπερετερόδυνης έχουν πάντα έναν ανιχνευτή. Τα χτυπήματα που προκύπτουν από την προσθήκη δύο διαφορετικών κραδασμών έχουν περίοδο. Και είναι απόλυτα συνεπής με την ενδιάμεση συχνότητα. Αλλά αυτές δεν είναι αρμονικές ταλαντώσεις της ενδιάμεσης συχνότητας· για να τις αποκτήσουμε, είναι απαραίτητο να πραγματοποιηθεί η διαδικασία ανίχνευσης. Λάβετε υπόψη ότι ο ανιχνευτής εξάγει μόνο ταλαντώσεις με τη συχνότητα διαμόρφωσης από το διαμορφωμένο σήμα. Αλλά στην περίπτωση των beat, όλα είναι λίγο διαφορετικά - υπάρχει μια επιλογή ταλαντώσεων της λεγόμενης συχνότητας διαφοράς. Είναι ίσο με τη διαφορά στις συχνότητες που αθροίζονται. Αυτή η μέθοδος μετασχηματισμού ονομάζεται μέθοδος ετεροδυνάμωσης ή ανάμειξης.
Εφαρμογή της μεθόδου όταν ο δέκτης λειτουργεί
Ας υποθέσουμε ότι οι ταλαντώσεις από έναν ραδιοφωνικό σταθμό έρχονται στο κύκλωμα ραδιοφώνου. Για να πραγματοποιηθούν μετασχηματισμοί, είναι απαραίτητο να δημιουργηθούν αρκετές βοηθητικές ταλαντώσεις υψηλής συχνότητας. Στη συνέχεια, επιλέγεται η συχνότητα του τοπικού ταλαντωτή. Σε αυτήν την περίπτωση, η διαφορά μεταξύ των όρων των συχνοτήτων θα πρέπει να είναι, για παράδειγμα, 460 kHz. Στη συνέχεια, πρέπει να προσθέσετε τις ταλαντώσεις και να τις εφαρμόσετε στη λυχνία του ανιχνευτή (ή στον ημιαγωγό). Αυτό έχει ως αποτέλεσμα μια ταλάντωση συχνότητας διαφοράς (τιμή 460 kHz) σε ένα κύκλωμα συνδεδεμένο στο κύκλωμα ανόδου. Ανάγκη προσοχήςτο γεγονός ότι αυτό το κύκλωμα είναι ρυθμισμένο να λειτουργεί στη διαφορά συχνότητας.
Χρησιμοποιώντας έναν ενισχυτή υψηλής συχνότητας, μπορείτε να μετατρέψετε το σήμα. Το πλάτος του αυξάνεται σημαντικά. Ο ενισχυτής που χρησιμοποιείται για αυτό συντομεύεται ως IF (Intermediate Frequency Amplifier). Μπορεί να βρεθεί σε όλους τους δέκτες υπερετερόδυνου τύπου.
Πρακτικό κύκλωμα τριόδου
Για να μετατρέψετε τη συχνότητα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το απλούστερο κύκλωμα σε μία λυχνία τριόδου. Οι ταλαντώσεις που προέρχονται από την κεραία, μέσω του πηνίου, πέφτουν στο πλέγμα ελέγχου της λυχνίας του ανιχνευτή. Ένα ξεχωριστό σήμα προέρχεται από τον τοπικό ταλαντωτή, υπερτίθεται πάνω από τον κύριο. Ένα κύκλωμα ταλάντωσης είναι εγκατεστημένο στο κύκλωμα ανόδου της λυχνίας ανιχνευτή - είναι συντονισμένο στη διαφορά συχνότητας. Όταν εντοπιστούν, λαμβάνονται ταλαντώσεις, οι οποίες ενισχύονται περαιτέρω στο IF.
Αλλά οι κατασκευές σε ραδιοσωλήνες χρησιμοποιούνται πολύ σπάνια σήμερα - αυτά τα στοιχεία είναι ξεπερασμένα, είναι προβληματική η απόκτησή τους. Αλλά είναι βολικό να ληφθούν υπόψη όλες οι φυσικές διεργασίες που συμβαίνουν στη δομή πάνω τους. Ως ανιχνευτές χρησιμοποιούνται συχνά τα επτόδια, τα τρίοδα-επτόδια και τα πεντόδια. Το κύκλωμα σε ένα τρίοδο ημιαγωγών είναι πολύ παρόμοιο με αυτό στο οποίο χρησιμοποιείται ένας λαμπτήρας. Η τάση τροφοδοσίας είναι μικρότερη και τα δεδομένα περιέλιξης των επαγωγέων.
IF στα επτάδια
Το Το Heptode είναι ένας λαμπτήρας με πολλά πλέγματα, καθόδους και ανόδους. Στην πραγματικότητα, πρόκειται για δύο ραδιοσωλήνες κλεισμένους σε ένα γυάλινο δοχείο. Η ηλεκτρονική ροή αυτών των λαμπτήρων είναι επίσης κοινή. ΣΤΟο πρώτος λαμπτήρας διεγείρει τις ταλαντώσεις - αυτό σας επιτρέπει να απαλλαγείτε από τη χρήση ενός ξεχωριστού τοπικού ταλαντωτή. Στο δεύτερο όμως αναμειγνύονται οι ταλαντώσεις που προέρχονται από την κεραία και οι ετεροδύνες. Λαμβάνονται παλμοί, οι ταλαντώσεις με διαφορά συχνότητας διαχωρίζονται από αυτούς.
Συνήθως οι λάμπες στα διαγράμματα χωρίζονται με μια διακεκομμένη γραμμή. Τα δύο κάτω πλέγματα συνδέονται με την κάθοδο μέσω πολλών στοιχείων - λαμβάνεται ένα κλασικό κύκλωμα ανάδρασης. Αλλά το πλέγμα ελέγχου απευθείας του τοπικού ταλαντωτή συνδέεται με το ταλαντευτικό κύκλωμα. Με την ανάδραση, εμφανίζεται ρεύμα και ταλάντωση.
Το ρεύμα διαπερνά το δεύτερο πλέγμα και οι ταλαντώσεις μεταφέρονται στον δεύτερο λαμπτήρα. Όλα τα σήματα που προέρχονται από την κεραία πηγαίνουν στο τέταρτο πλέγμα. Τα δίκτυα Νο. 3 και Νο. 5 συνδέονται μεταξύ τους μέσα στη βάση και έχουν σταθερή τάση πάνω τους. Πρόκειται για ιδιόμορφες οθόνες που βρίσκονται ανάμεσα σε δύο λαμπτήρες. Το αποτέλεσμα είναι ότι η δεύτερη λάμπα είναι πλήρως θωρακισμένη. Ο συντονισμός ενός υπερετερόδυνου δέκτη συνήθως δεν απαιτείται. Το κύριο πράγμα είναι να προσαρμόσετε τα φίλτρα διέλευσης ζώνης.
Διαδικασίες που λαμβάνουν χώρα στο σχήμα
Το ρεύμα ταλαντώνεται, δημιουργούνται από τον πρώτο λαμπτήρα. Σε αυτήν την περίπτωση, όλες οι παράμετροι του δεύτερου ραδιοσωλήνα αλλάζουν. Σε αυτό αναμειγνύονται όλοι οι κραδασμοί - από την κεραία και τον τοπικό ταλαντωτή. Οι ταλαντώσεις δημιουργούνται με διαφορά συχνότητας. Ένα κύκλωμα ταλάντωσης περιλαμβάνεται στο κύκλωμα ανόδου - είναι συντονισμένο στη συγκεκριμένη συχνότητα. Στη συνέχεια έρχεται η επιλογή απόρεύμα ανόδου ταλάντωσης. Και μετά από αυτές τις διεργασίες, αποστέλλεται ένα σήμα στην είσοδο του IF.
Με τη βοήθεια ειδικών λαμπτήρων μετατροπής, ο σχεδιασμός της υπερετερόδυνης απλοποιείται σημαντικά. Ο αριθμός των σωλήνων μειώνεται, εξαλείφοντας αρκετές δυσκολίες που μπορεί να προκύψουν κατά τη λειτουργία ενός κυκλώματος χρησιμοποιώντας ξεχωριστό τοπικό ταλαντωτή. Όλα όσα συζητήθηκαν παραπάνω αναφέρονται στους μετασχηματισμούς της μη διαμορφωμένης κυματομορφής (χωρίς ομιλία και μουσική). Αυτό καθιστά πολύ πιο εύκολο να εξετάσετε την αρχή λειτουργίας της συσκευής.
Διαμορφωμένα σήματα
Στην περίπτωση που συμβαίνει η μετατροπή του διαμορφωμένου κύματος, όλα γίνονται λίγο διαφορετικά. Οι ταλαντώσεις του τοπικού ταλαντωτή έχουν σταθερό πλάτος. Η ταλάντωση και ο ρυθμός IF διαμορφώνονται, όπως και ο φορέας. Για να μετατρέψετε το διαμορφωμένο σήμα σε ήχο, απαιτείται μια ακόμη ανίχνευση. Αυτός είναι ο λόγος που στους υπερετερόδυνους δέκτες HF, μετά την ενίσχυση, εφαρμόζεται ένα σήμα στον δεύτερο ανιχνευτή. Και μόνο μετά από αυτό, το σήμα διαμόρφωσης τροφοδοτείται στα ακουστικά ή στην είσοδο ULF (ενισχυτής χαμηλής συχνότητας).
Στο σχεδιασμό του IF υπάρχει ένας ή δύο καταρράκτες του τύπου συντονισμού. Κατά κανόνα, χρησιμοποιούνται συντονισμένοι μετασχηματιστές. Επιπλέον, δύο περιελίξεις διαμορφώνονται ταυτόχρονα και όχι μία. Ως αποτέλεσμα, μπορεί να επιτευχθεί ένα πιο πλεονεκτικό σχήμα της καμπύλης συντονισμού. Η ευαισθησία και η επιλεκτικότητα της συσκευής λήψης είναι αυξημένη. Αυτοί οι μετασχηματιστές με συντονισμένες περιελίξεις ονομάζονται ζωνοπερατά φίλτρα. Διαμορφώνονται χρησιμοποιώνταςρυθμιζόμενος πυρήνας ή πυκνωτής κοπής. Διαμορφώνονται μία φορά και δεν χρειάζεται να τα αγγίξετε κατά τη λειτουργία του δέκτη.
LO συχνότητα
Τώρα ας δούμε έναν απλό υπερετερόδυνο δέκτη σε ένα σωλήνα ή ένα τρανζίστορ. Μπορείτε να αλλάξετε τις συχνότητες του τοπικού ταλαντωτή στο απαιτούμενο εύρος. Και πρέπει να επιλεγεί με τέτοιο τρόπο ώστε με τυχόν ταλαντώσεις συχνότητας που προέρχονται από την κεραία, να προκύπτει η ίδια τιμή της ενδιάμεσης συχνότητας. Όταν συντονίζεται η υπερετερόδυνη, η συχνότητα της ενισχυμένης ταλάντωσης προσαρμόζεται σε έναν συγκεκριμένο ενισχυτή συντονισμού. Αποδεικνύεται ένα σαφές πλεονέκτημα - δεν υπάρχει ανάγκη διαμόρφωσης μεγάλου αριθμού ταλαντωτικών κυκλωμάτων μεταξύ σωλήνων. Αρκεί να ρυθμίσετε το ετεροδύναμο κύκλωμα και την είσοδο. Υπάρχει μια σημαντική απλοποίηση της ρύθμισης.
Ενδιάμεση συχνότητα
Για να αποκτήσετε ένα σταθερό IF όταν λειτουργεί σε οποιαδήποτε συχνότητα που βρίσκεται στο εύρος λειτουργίας του δέκτη, είναι απαραίτητο να μετατοπίσετε τις ταλαντώσεις του τοπικού ταλαντωτή. Συνήθως, τα ραδιόφωνα υπερετερόδυνης χρησιμοποιούν IF 460 kHz. Πολύ λιγότερο συχνά χρησιμοποιείται τα 110 kHz. Αυτή η συχνότητα υποδεικνύει πόσο διαφέρουν οι περιοχές του τοπικού ταλαντωτή και του κυκλώματος εισόδου.
Με τη βοήθεια της ενίσχυσης συντονισμού αυξάνεται η ευαισθησία και η επιλεκτικότητα της συσκευής. Και χάρη στη χρήση του μετασχηματισμού της εισερχόμενης ταλάντωσης, είναι δυνατό να βελτιωθεί ο δείκτης επιλεκτικότητας. Πολύ συχνά, δύο ραδιοφωνικοί σταθμοί λειτουργούν σχετικά κοντά (σύμφωνα μεσυχνότητα), παρεμβαίνουν μεταξύ τους. Τέτοιες ιδιότητες πρέπει να ληφθούν υπόψη εάν σκοπεύετε να συναρμολογήσετε έναν αυτοσχέδιο δέκτη υπερετερόδυνης.
Πώς λαμβάνονται οι σταθμοί
Τώρα μπορούμε να δούμε ένα συγκεκριμένο παράδειγμα για να καταλάβουμε πώς λειτουργεί ένας υπερετερόδυνος δέκτης. Ας υποθέσουμε ότι χρησιμοποιείται ένα IF ίσο με 460 kHz. Και ο σταθμός λειτουργεί σε συχνότητα 1 MHz (1000 kHz). Και την εμποδίζει ένας αδύναμος σταθμός που εκπέμπει σε συχνότητα 1010 kHz. Η διαφορά συχνότητάς τους είναι 1%. Για να επιτευχθεί IF ίσο με 460 kHz, είναι απαραίτητο να συντονιστεί ο τοπικός ταλαντωτής στα 1,46 MHz. Σε αυτήν την περίπτωση, το ραδιόφωνο παρεμβολής θα εξάγει IF μόνο 450 kHz.
Και τώρα μπορείτε να δείτε ότι τα σήματα των δύο σταθμών διαφέρουν περισσότερο από 2%. Δύο σήματα τράπηκαν σε φυγή, αυτό συνέβη μέσω της χρήσης μετατροπέων συχνότητας. Η λήψη του κεντρικού σταθμού έχει απλοποιηθεί και η επιλεκτικότητα του ραδιοφώνου έχει βελτιωθεί.
Τώρα γνωρίζετε όλες τις αρχές των υπερετερόδυνων δεκτών. Στα σύγχρονα ραδιόφωνα, όλα είναι πολύ πιο απλά - πρέπει να χρησιμοποιήσετε μόνο ένα τσιπ για την κατασκευή. Και σε αυτό, πολλές συσκευές συναρμολογούνται σε κρύσταλλο ημιαγωγών - ανιχνευτές, τοπικοί ταλαντωτές, ενισχυτές RF, LF, IF. Απομένει μόνο να προσθέσουμε ένα κύκλωμα ταλάντωσης και μερικούς πυκνωτές, αντιστάσεις. Και συναρμολογείται ένας πλήρης δέκτης.
