Superheterodyne am vastaanotin

Superheterodyne-vastaanotin muuntaa signaalin sekoittamisen radiosignaaliksi tasaiseksi välitaajuudeksi (IF), jonka kanssa voidaan työskennellä helpommin kuin alkuperäisellä radiosignaalilla, jolla on erilainen taajuus lähetysasemasta riippuen. IF-signaali vahvistetaan sitten IF-vahvistimien nauhalla ja syötetään sitten ilmaisimeen, joka lähettää äänisignaalin kaiutinta käyttävään vahvistimeen. Tässä artikkelissa opitaan Superheterodyne AM -vastaanottimen tai supersuoran toiminnasta lyhyesti lohkokaavion avulla.

Suurin osa tänään löydetyistä AM-vastaanottimista on superheterodyne-tyyppisiä, koska ne mahdollistavat korkean selektiivisyyden suodattimien käytön välitaajuusvaiheissaan (IF) ja niillä on suuri herkkyys (sisäisiä ferriittisauvan antenneja voidaan käyttää) IF-vaiheen suodattimien ansiosta, jotka auttaa heitä pääsemään eroon ei-toivotuista radiosignaaleista. Myös IF-vahvistinnauha, joka tarjoaa suuren vahvistuksen, hyvän voimakkaan signaalivasteen, koska vahvistimissa käytetään automaattista vahvistuksen hallintaa ja käytön helppous (ohjaa vain äänenvoimakkuutta, virtakytkintä ja viritysnuppia).

Superheterodyne AM -vastaanottimen lohkokaavio

Ymmärrämme miten se toimii, katsotaanpa alla oleva Superheterodyne AM -vastaanottimen lohkokaavio.

A

Kuten näet, lohkokaaviossa on 11 erilaista vaihetta, jokaisella vaiheella on erityinen toiminto, joka selitetään alla

1. RF-suodatin: Ensimmäinen lohko on ferriittisauvan antennikäämi ja vaihtelevan kondensaattorin yhdistelmä, joka palvelee kahta tarkoitusta - RF indusoidaan kelaan ja rinnakkaiskondensaattori ohjaa sen resonanssitaajuutta, koska ferriittiantennit saavat parhaan mahdollisen tuloksen, kun kela ja kondensaattori ovat yhtä suuret kuin aseman kantotaajuus - tällä tavalla se toimii vastaanottimen tulosuodattimena.
2. Heterodyne-paikallinen oskillaattori: Toinen lohko on heterodyni, joka tunnetaan myös nimellä paikallinen oskillaattori (LO). Paikallisoskillaattorin taajuus on asetettu, joten joko RF-signaalin taajuuden ja LO: n taajuuden summa tai ero on yhtä suuri kuin vastaanottimessa käytetty IF (yleensä noin 455 kHz).
3. Mikseri: Kolmas lohko on sekoitin, RF-signaali ja LO-signaali syötetään sekoittimeen halutun IF: n tuottamiseksi. Yleisistä AM-vastaanottimista löytyvät sekoittimet tuottavat itse summan, LO- ja RF-taajuuksien eron sekä itse LO- ja RF-signaalit. Useimmiten yksinkertaisissa transistoriradioissa heterodyni ja sekoitin valmistetaan yhdellä transistorilla. Laadukkaammissa vastaanottimissa ja sellaisissa, jotka käyttävät erillisiä integroituja piirejä, kuten TCA440, nämä vaiheet ovat erilliset, mikä sallii herkemman vastaanoton, koska sekoitin tuottaa vain summa- ja erotaajuuksia. Yhdessä transistorin LO-sekoittimessa transistori toimii yhteisenä emäksenä olevana Armstrong-oskillaattorina ja ferriittitangon käämitystä kelasta otettu RF, joka on erotettu resonanssipiirin kelasta, syötetään alustaan.Taajuuksilla, jotka poikkeavat antenniresonanssipiirin resonanssitaajuudesta, sillä on pieni impedanssi, joten tukiasema pysyy maadoitettuna LO-signaalille, mutta ei tulosignaalille, koska antennipiiri on rinnakkaisen resonanssityypin (matala impedanssi eri taajuuksilla) resonanssista, melkein ääretön impedanssi resonanssitaajuudella).
4. Ensimmäinen IF-suodatin: Neljäs lohko on ensimmäinen IF-suodatin. Useimmissa AM-vastaanottimissa se on sekoitustransistorin kollektoriin sijoitettu resonanssipiiri, jonka resonanssitaajuus on yhtä suuri kuin IF-taajuus. Sen tarkoituksena on suodattaa pois kaikki signaalit taajuudella, joka poikkeaa IF-taajuudesta, koska nämä signaalit ovat ei-toivottuja sekoitustuotteita eivätkä kanna kuuntelemamme aseman äänisignaalia.
5. Ensimmäinen IF-vahvistin: Viides lohko on ensimmäinen IF-vahvistin. Vahvuudet 50-100 kussakin IF-vaiheessa ovat yleisiä, jos vahvistus on liian suuri, voi tapahtua vääristymiä, ja jos vahvistus on liian suuri, IF-suodattimet ovat liian lähellä toisiaan eivätkä ole asianmukaisesti suojattuja, loisvärähtely voi tapahtua. Vahvistinta ohjataan demodulaattorin AGC (Automatic Gain Control) -jännitteellä. AGC pienentää vaiheen vahvistusta, jolloin lähtösignaali on suunnilleen sama riippumatta tulosignaalin amplitudista. Transistori-AM-vastaanottimissa AGC-signaali syötetään useimmiten tukiasemaan ja sillä on negatiivinen jännite - NPN-transistoreissa, jotka vetävät kantajännitettä pienemmäksi, vähentää vahvistusta.
6. Toinen IF-suodatin: Kuudes lohko on toinen IF-suodatin, aivan kuten ensimmäinenkin, se on transistorin kollektoriin sijoitettu resonanssipiiri. Se antaa vain IF-taajuuden signaaleja - parantaa selektiivisyyttä.
7. Toinen IF-vahvistin: Seitsemäs lohko on toinen IF-vahvistin, se on käytännössä sama kuin ensimmäinen IF-vahvistin, paitsi että sitä ei ohjaa AGC, koska sillä on liian monta AGC-ohjattua vaihetta, lisää vääristymiä.
8. Kolmas IF-suodatin: kahdeksas lohko on kolmas IF-suodatin, aivan kuten ensimmäinen ja toinen on transistorin kollektoriin sijoitettu resonanssipiiri. Se antaa vain IF-taajuuden signaaleja - parantaa selektiivisyyttä. Se syöttää IF-signaalin detektoriin.
9. Ilmaisin: Yhdeksäs lohko on ilmaisin, yleensä germaniumdiodin tai diodiin kytketyn transistorin muodossa. Se demoduloi AM korjaamalla IF: n. Lähdössä on vahva IF-aaltoilukomponentti, joka suodatetaan pois vastus-kondensaattorin alipäästösuodattimella, joten vain AF-komponentti on jäljellä, se syötetään äänivahvistimeen. Äänisignaali suodatetaan edelleen AGC-jännitteen aikaansaamiseksi, kuten tavallisessa tasavirtalähteessä.
10. Äänivahvistin: Kymmenes lohko on äänenvahvistin; se vahvistaa äänisignaalia ja välittää sen kaiuttimeen. Ilmaisimen ja äänivahvistimen välissä käytetään äänenvoimakkuuden säätöpotentiometriä.
11. Kaiutin: Viimeinen lohko on kaiutin (yleensä 8 ohmia, 0,5 W), joka lähettää ääntä käyttäjälle. Kaiutin liitetään toisinaan äänenvahvistimeen kuulokeliitännän kautta, joka irrottaa kaiuttimen, kun kuulokkeet kytketään.

Superheterodyne AM -vastaanotinpiiri

Nyt tiedämme Superheterodyne-vastaanottimen perustoiminnot, katsotaanpa tyypillinen Superheterodyne-vastaanottimen kytkentäkaavio. Alla oleva piiri on esimerkki yksinkertaisesta transistoriradiopiiristä, joka on rakennettu Sonyn erittäin herkän TR830-transistorin avulla.

Piiri saattaa näyttää monimutkaiselta ensi silmäyksellä, mutta jos verrataan sitä aiemmin opittuun lohkokaavioon, siitä tulee yksinkertainen. Joten jaetaan piirin kukin osa selittämään sen toiminta.

Antenni ja sekoitin - L1 on ferriittisauvan antenni, se muodostaa resonanssipiirin, jossa C2-1 ja C1-1 vaihtelevat kondensaattorit ovat rinnakkain. Toisiokäämi kytkeytyy sekoitintransistorin X1 pohjaan. LO-signaali syötetään lähettimeen LO: sta C5: n kautta. IFT1 ottaa ulostulon kollektorista, kela napautetaan kollektoriin automaattimuuntajan tavalla, koska jos resonanssipiiri olisi kytketty suoraan keräimen ja Vcc: n välille, transistori kuormittaisi piiriä huomattavasti ja kaistanleveys olisi liian korkea - noin 200 kHz. Tämä napautus vähentää kaistanleveyden 30 kHz: iin.

LO - Vakiomallinen Armstrong-oskillaattori, C1-2 on viritetty C1-1: n rinnalle, jotta LO- ja RF-taajuuksien ero olisi aina 455 kHz. LO-taajuus määräytyy L2: n ja C1-2: n ja C2-2: n kokonaiskapasitanssin kanssa sarjassa C8: n kanssa. L2 antaa palautetta värähtelyistä kollektorista emitteriin. Pohja on RF-maadoitettu.

X3 on ensimmäinen IF-vahvistin. Muuntajan käyttämiseksi transistorivahvistimen pohjan syöttämiseen asetamme sekundäärisen alustan ja esijännitteen väliin ja asetamme erotuskondensaattorin esijännitteen ja muuntajan toissijaisen välille sulkemaan signaalin piiri. Tämä on tehokkaampi ratkaisu kuin signaalin syöttäminen kytkentäkondensaattorin kautta suoraan esijännitteisiin vastuksiin kytkettyyn alustaan

TM on signaalinvoimakkuuden mittari, joka mittaa IF-vahvistimeen virtaavaa virtaa, koska korkeammat tulosignaalit saavat enemmän virtaa virtaamaan IF-muuntajan kautta toiseen IF-vahvistimeen, mikä lisää IF-vahvistimen syöttövirtaa, jota mittari mittaa. C14 suodattaa syöttöjännitteen yhdessä R9: n kanssa (näytön ulkopuolinen), koska RF- ja sähköverkon humina voidaan indusoida TM-mittarin kelaan.

X4 on toinen IF-vahvistin, R10: n ja R11: n asettama bias on kiinteä, C15 maadoittaa IF-signaalien perustan; se on kytketty irrotettuun R12: een negatiivisen palautteen antamiseksi vääristymien vähentämiseksi, kaikki muu on sama kuin ensimmäisessä vahvistimessa.

D on ilmaisin. Se demoduloi IF: n ja syöttää negatiivisen AGC-jännitteen. Germanium-diodeja käytetään, koska niiden lähtöjännite on kaksi kertaa pienempi kuin piidiodit, mikä aiheuttaa suuremman vastaanottimen herkkyyden ja pienemmän äänen vääristymän / R13, C18 ja C19 muodostavat PI-topologian alipäästösuodatin, kun taas R7 ohjaa AGC-voimaa ja muodostaa alipäästösuodatin C10: llä, joka suodattaa AGC-jännitteen sekä IF- että AF-signaalista.

X5 on äänen esivahvistin, R4 säätää äänenvoimakkuutta ja C22 antaa negatiivisen takaisinkytkennän korkeammilla taajuuksilla, mikä tarjoaa ylimääräisen alipäästösuodatuksen. X6 on tehovaiheen kuljettaja. S2 ja C20 muodostavat sävynsäätöpiirin - kun kytkintä painetaan C20 maadoittamalla korkeammat äänitaajuudet, mikä toimii karkeana alipäästösuodattimena, tämä oli tärkeää varhaisen AM-radiossa, koska kaiuttimien matalat taajuudet olivat erittäin huonot ja vastaanotettu ääni kuulosti " surkea". Negatiivinen palaute lähdöstä kohdistetaan kuljettajatransistorin emitteripiiriin.

T1 kääntää X7: n tukiasemaan tulevien signaalien vaiheen verrattuna X8: n juuressa olevaan vaiheeseen, T2 kääntää kunkin transistorin puoliaaltovirran vetot takaisin kokonaiseksi aaltomuodoksi ja sovittaa korkeamman transistorin vahvistimen impedanssin (200 ohmia) 8: een -ohm-kaiutin. Yksi transistori vetää virtaa, kun tulosignaali on positiivinen aaltomuodossa, ja toinen, kun aaltomuoto on negatiivinen. R26 ja C29 tarjoavat negatiivista palautetta, vähentäen vääristymiä ja parantamalla äänen laatua ja taajuusvasteita. J ja SP on kytketty tavalla, joka kytkee kaiuttimen pois päältä, kun kuulokkeet kytketään. Äänivahvistin tarjoaa noin 100 mW tehoa, joka riittää koko huoneeseen.