Superheterodīna uztvērējs izmanto signālu sajaukšanu, lai pārveidotu ieejas radio signālu vienmērīgā starpfrekvencē (IF), ar kuru var strādāt vieglāk nekā ar sākotnējo radiosignālu, kuram ir atšķirīga frekvence atkarībā no apraides stacijas. Pēc tam IF signāls tiek pastiprināts ar IF pastiprinātāju sloksni un pēc tam tiek ievadīts detektorā, kas audio signālu izvada audio pastiprinātājā, kas darbina skaļruni. Šajā rakstā mēs īsumā uzzināsim par Superheterodyne AM uztvērēja vai superhet darbību ar blokshēmas palīdzību.
Lielākā daļa šodien atrodamo AM uztvērēju ir superheterodīna tipa, jo tie ļauj izmantot augstas selektivitātes filtrus viņu vidējās frekvences (IF) stadijās un tiem ir augsta jutība (var izmantot iekšējās ferīta stieņu antenas), pateicoties IF stadijas filtriem palīdz viņiem atbrīvoties no nevēlamiem RF signāliem. Arī IF pastiprinātāja josla nodrošina lielu pastiprinājumu, labu spēcīgu signāla reakciju, jo pastiprinātājos tiek izmantota automātiska pastiprinājuma kontrole un darbības vienkāršība (kontrolē tikai skaļumu, barošanas slēdzi un regulēšanas pogu).
Superheterodīna AM uztvērēja bloķēšanas diagramma
Lai saprastu, kā tas darbojas, apskatīsim Superheterodyne AM uztvērēja bloka diagrammu, kas parādīta zemāk.
Kā redzat, blokshēmā ir 11 dažādi posmi, katram posmam ir īpaša funkcija, kas ir paskaidrota zemāk
- RF filtrs: Pirmais bloks ir ferīta stieņa antenas spole un mainīgā kondensatora kombinācija, kas kalpo diviem mērķiem - RF tiek inducēta spolē, un paralēlais kondensators kontrolē tās rezonanses frekvenci, jo ferīta antenas vislabāk saņem tad, kad spole un kondensators ir vienāds ar stacijas nesēja frekvenci - tādā veidā tas darbojas kā uztvērēja ievades filtrs.
- Heterodīna lokālais oscilators: otrais bloks ir heterodīns, pazīstams arī kā vietējais oscilators (LO). Vietējā oscilatora frekvence ir iestatīta, tāpēc vai nu RF signāla un LO frekvences summa, vai atšķirība ir vienāda ar uztvērējā izmantoto IF (parasti ap 455 kHz).
- Mikseris: Trešais bloks ir maisītājs, RF signāls un LO signāls tiek ievadīts maisītājā, lai iegūtu vēlamo IF. Mikseri, kas atrodami parastajos AM uztvērējos, izsniedz LO un RF frekvenču summu, pašu LO un RF signālu starpību. Visbiežāk vienkāršos tranzistoru radioapstākļos heterodīnu un maisītāju izgatavo, izmantojot vienu tranzistoru. Kvalitatīvākos uztvērējos un tajos, kas izmanto īpašas integrētās shēmas, piemēram, TCA440, šie posmi ir atsevišķi, ļaujot uztvert jutīgāk, jo maisītājs izsniedz tikai summas un starpības frekvences. Vienā tranzistora LO maisītājā tranzistors darbojas kā kopīgs Armstrong oscilators, un RF, kas ņemts no spirīta, kas uztīts uz ferīta stieņa, atsevišķi no rezonanses ķēdes spoles, tiek padots uz pamatni.Frekvencēs, kas atšķiras no antenas rezonanses ķēdes rezonanses frekvences, tā uzrāda zemu pretestību, tāpēc pamatne paliek iezemēta LO signālam, bet ne ieejas signālam, jo antenas ķēde ir paralēla rezonanta tipa (zema pretestība dažādās frekvencēs) no rezonanses, gandrīz bezgalīga pretestība rezonanses frekvencē).
- Pirmais IF filtrs: Ceturtais bloks ir pirmais IF filtrs. Lielākajā daļā AM uztvērēju tā ir rezonanses ķēde, kas ievietota maisītāja tranzistora kolektorā ar rezonanses frekvenci, kas vienāda ar IF frekvenci. Tās mērķis ir filtrēt visus signālus ar frekvenci, kas atšķiras no IF frekvences, jo šie signāli ir nevēlami sajaukšanās produkti un nenēsā tās stacijas audio signālu, kuru mēs vēlamies klausīties.
- Pirmais IF pastiprinātājs: Piektais bloks ir pirmais IF pastiprinātājs. Ieguvumi no 50 līdz 100 katrā IF posmā ir kopīgi, ja pastiprinājums ir pārāk liels, var notikt deformācija, un, ja pastiprinājums ir pārāk liels, IF filtri ir pārāk tuvu viens otram un nav pienācīgi pasargāti, var notikt parazītu svārstības. Pastiprinātāju kontrolē AGC (Automatic Gain Control) spriegums no demodulatora. AGC samazina posma pastiprinājumu, izraisot izejas signāla lielumu vienādu, neatkarīgi no ieejas signāla amplitūdas. Transistoru AM uztvērējos AGC signāls visbiežāk tiek padots uz pamatni, un tam ir negatīvs spriegums - NPN tranzistoros, velkot bāzes slīpuma spriegumu zemāk, samazinās pastiprinājums.
- Otrais IF filtrs: Sestais bloks ir otrais IF filtrs, tāpat kā pirmais, tas ir rezonanses ķēde, kas ievietota tranzistora kolektorā. Tas ļauj tikai IF frekvences signālus - uzlabojot selektivitāti.
- Otrais IF pastiprinātājs: septītais bloks ir otrais IF pastiprinātājs, tas praktiski ir tāds pats kā pirmais IF pastiprinātājs, izņemot to, ka to nekontrolē AGC, jo tam ir pārāk daudz AGC kontrolētu posmu, tas palielina deformāciju.
- Trešais IF filtrs: astotais bloks ir trešais IF filtrs, tāpat kā pirmais, bet otrais ir rezonanses ķēde, kas ievietota tranzistora kolektorā. Tas ļauj tikai IF frekvences signālus - uzlabojot selektivitāti. Tas padod IF signālu detektoram.
- Detektors: Devītais bloks ir detektors, parasti germānija diode vai ar diodi savienota tranzistora formā. Tas demodulē AM, izlabojot IF. Uz tā izejas ir spēcīgs IF pulsācijas komponents, ko filtrē ar rezistora-kondensatora zemas caurlaidības filtru, tāpēc paliek tikai AF komponents, tas tiek padots audio pastiprinātājam. Audio signāls tiek tālāk filtrēts, lai nodrošinātu AGC spriegumu, piemēram, parastajā līdzstrāvas barošanas avotā.
- Audio pastiprinātājs: desmitais bloks ir audio pastiprinātājs; tas pastiprina audio signālu un nodod to skaļrunim. Starp detektoru un audio pastiprinātāju tiek izmantots skaļuma regulēšanas potenciometrs.
- Skaļrunis: pēdējais bloks ir skaļrunis (parasti 8 omi, 0,5 W), kas izved audio audio lietotājam. Skaļrunis dažreiz tiek savienots ar audio pastiprinātāju, izmantojot austiņu ligzdu, kas atvieno skaļruni, kad austiņas ir pievienotas.
Superheterodīna AM uztvērēja ķēde
Tagad mēs zinām Superheterodyne uztvērēja pamata funkcionalitāti, apskatīsim tipisku Superheterodyne Receiver shēmu. Zemāk redzamā shēma ir vienkāršas tranzistora radio ķēdes piemērs, kas izveidots, izmantojot Sony TR830 superjutīgo tranzistoru.
Pirmajā skatījumā ķēde var šķist sarežģīta, taču, ja mēs to salīdzinām ar iepriekš uzzināto blokshēmu, tā kļūst vienkārša. Tātad, sadalīsim katru ķēdes sadaļu, lai izskaidrotu tās darbību.
Antena un maisītājs - L1 ir ferīta stieņa antena, tā paralēli veido rezonanses ķēdi ar mainīgu kondensatoru C2-1 un C1-1. Sekundārais tinums savienojas maisītāja tranzistora X1 pamatnē. LO signālu emitētājam no LO padod C5. IF izvadi no kolektora paņem IFT1, spole tiek piesitināta kolektoram automātiskā transformatora veidā, jo, ja rezonanses ķēde būtu savienota tieši starp kolektoru un Vcc, tranzistors ievērojami noslogotu ķēdi un joslas platums būtu pārāk liels augsts - ap 200kHz. Šī pieskaršanās samazina joslas platumu līdz 30 kHz.
LO - standarta kopējs Armstrong oscilators, C1-2 ir noregulēts līdzās C1-1, lai LO un RF frekvenču starpība vienmēr būtu 455kHz. LO frekvenci nosaka L2 un C1-2 un C2-2 kopējā kapacitāte virknē ar C8. L2 nodrošina atgriezenisko saiti par svārstībām no kolektora līdz izstarotājam. Bāze ir RF iezemēta.
X3 ir pirmais IF pastiprinātājs. Lai izmantotu transformatoru, lai barotu tranzistora pastiprinātāja pamatu, mēs ievietojam sekundāro starp pamatni un slīpi un starp nobīdi un transformatora sekundāro ievietojam atvienošanas kondensatoru, lai aizvērtu signāla ķēdi. Tas ir efektīvāks risinājums nekā signāla padeve caur sakabes kondensatoru ar pamatni, kas savienota tieši ar novirzes rezistoriem
TM ir signāla stipruma mērītājs, kas mēra strāvu, kas ieplūst IF pastiprinātājā, jo augstāki ieejas signāli izraisa lielāku strāvas plūsmu caur IF transformatoru otrajā IF pastiprinātājā, palielinot IF ampēra barošanas strāvu, ko mēra skaitītājs. C14 filtrē barošanas spriegumu kopā ar R9 (ārpus ekrāna), jo RF un elektriskā tīkla troksni var izraisīt TM skaitītāja spolē.
X4 ir otrais IF pastiprinātājs, novirzi fiksē R10 un R11, C15 iezemē IF signālu bāzi; tas ir savienots ar neatvienoto R12, lai sniegtu negatīvu atgriezenisko saiti, lai samazinātu traucējumus, viss pārējais ir tāds pats kā pirmajā pastiprinātājā.
D ir detektors. Tas demodulē IF un piegādā negatīvo AGC spriegumu. Tiek izmantotas germānija diodes, jo to priekšējais spriegums ir divas reizes zemāks par silīcija diodēm, izraisot lielāku uztvērēja jutību un zemāku audio deformāciju / R13, C18 un C19 veido PI topoloģijas zemas caurlaidības audio filtru, savukārt R7 kontrolē AGC stiprumu un veido a zemas caurlaidības filtrs ar C10, kas filtrē AGC spriegumu gan no IF, gan no AF signāla.
X5 ir audio priekšpastiprinātājs, R4 kontrolē skaļumu un C22 nodrošina negatīvu atgriezenisko saiti augstākās frekvencēs, nodrošinot papildu zemfrekvences filtrēšanu. X6 ir jaudas posma vadītājs. S2 un C20 veido toņu vadības ķēdi - nospiežot slēdzi C20, tiek pamatotas augstākas audio frekvences, kas darbojas kā neapstrādāts zemfrekvences filtrs, tas bija svarīgi agrīnā AM radioaparātos, jo skaļruņiem bija ļoti slikta zemas frekvences veiktspēja un uztvertais audio skanēja “ tinny ”. Negatīva atgriezeniskā saite no izejas tiek lietota vadītāja tranzistora emitētāja ķēdei.
T1 apgriež signālu fāzi, kas nonāk X7 bāzē, salīdzinot ar fāzi X8 bāzē, T2 pagriež katra tranzistora pusviļņu strāvas pievilkšanu atpakaļ uz visu viļņu formu un saskaņo augstāko tranzistora pastiprinātāja pretestību (200 omi) ar 8 -ohm runātājs. Viens tranzistors velk strāvu, ja ieejas signāls ir pozitīvs viļņa formā, un otrs, kad viļņa forma ir negatīva. R26 un C29 nodrošina negatīvu atgriezenisko saiti, samazinot traucējumus un uzlabojot audio kvalitāti un frekvences reakciju. J un SP ir savienoti tā, lai izslēgtu skaļruni, kad ir pievienotas austiņas. Audio pastiprinātājs nodrošina aptuveni 100mW jaudu, kas ir pietiekama visai telpai.