A szuperheterodin vevő a jel keverésével konvertálja a bemenő rádiójelet állandó közbenső frekvenciává (IF), amellyel könnyebben lehet dolgozni, mint az eredeti rádiójelnél, amelynek a frekvenciája a műsorszóró állomástól függ. Az IF jelet ezután egy IF erősítő sávval erősítik, majd egy detektorba vezetik, amely az audio jelet a hangszórót tápláló hangerősítőbe továbbítja. Ebben a cikkben megismerjük a Superheterodyne AM vevő vagy röviden a szuperhet működését egy blokkdiagram segítségével.
A legtöbb ma talált AM vevő szuperheterodin típusú, mert lehetővé teszik a magas szelektivitású szűrők használatát a középfrekvenciás (IF) szakaszaikban, és nagy érzékenységgel rendelkeznek (belső ferrit rúdantennák használhatók), mivel az IF szakasz szűrői segít nekik megszabadulni a nem kívánt RF jelektől. Ezenkívül az IF erősítő sáv, amely nagy erősítést, jó erős jelválaszt ad, mivel az erősítőkben az automatikus erősítésvezérlés és a könnyű kezelés működik (csak a hangerőt, a főkapcsolót és a hangológombot vezérli).
A Superheterodyne AM vevő blokkvázlata
Hogy megértsük a működését, nézzük meg az alább látható Superheterodyne AM vevő blokkdiagramját.
Amint láthatja, a blokkdiagram 11 különböző szakaszból áll, mindegyik szakasznak van egy sajátos funkciója, amelyet az alábbiakban ismertetünk
- RF szűrő: Az első blokk a ferrit rúd antenna tekercs és a változtatható kondenzátor kombinációja, amely két célt szolgál - az RF a tekercsbe indukálódik, és a párhuzamos kondenzátor vezérli annak rezonancia frekvenciáját, mivel a ferrit antennák akkor kapják meg a legjobban, amikor a a tekercs és a kondenzátor megegyezik az állomás vivőfrekvenciájával - így a vevő bemeneti szűrőként működik.
- Heterodin helyi oszcillátor: A második blokk a heterodin, más néven helyi oszcillátor (LO). A helyi oszcillátor frekvenciája be van állítva, így az RF jel frekvenciájának és az LO frekvenciájának összege vagy különbsége megegyezik a vevőben használt IF-vel (általában 455 kHz körül).
- Keverő: A harmadik blokk a keverő, az RF jel és az LO jel a keverőbe kerül a kívánt IF előállításához. A közös AM vevőkészülékekben található keverők maguk adják ki az LO és RF frekvenciák összegét, a különbségeket, valamint az LO és RF jeleket. Leggyakrabban egyszerű tranzisztoros rádiókban a heterodint és a keverőt egy tranzisztor felhasználásával készítik. A jobb minőségű vevőkben és a dedikált integrált áramköröket használó vevőkben, mint például a TCA440, ezek a szakaszok külön vannak, így érzékenyebb vételt tesznek lehetővé, mivel a keverő csak az összeg és a különbség frekvenciáját adja ki. Az egyik tranzisztoros LO-keverőben a tranzisztor közös alapú Armstrong oszcillátorként működik, és a ferritrúdon tekercselt tekercsből vett, a rezonáns áramkör tekercsétől elkülönített RF-t táplálják az alapra.Az antenna rezonancia áramkörének rezonancia frekvenciájától eltérő frekvenciákon alacsony impedanciát mutat, így az alap az LO jel számára, de a bemeneti jel számára nem földelt, mivel az antenna áramkör párhuzamos rezonáns típusú (alacsony impedancia különböző frekvenciákon rezonanciától, szinte végtelen impedancia a rezonancia frekvencián).
- Első IF szűrő: A negyedik blokk az első IF szűrő. A legtöbb AM vevőnél ez egy olyan rezonáns áramkör, amelyet a keverő tranzisztor kollektorába helyeznek, és amelynek rezonancia frekvenciája megegyezik az IF frekvenciájával. Célja az összes jel kiszűrése az IF frekvenciától eltérő frekvenciával, mivel ezek a jelek nem kívánt keverési termékek, és nem hordozzák annak az állomásnak a hangjelét, amelyet hallgatni akarunk.
- Első IF erősítő: Az ötödik blokk az első IF erősítő. Az egyes IF-szakaszokban 50 és 100 közötti nyereség gyakori, ha az erősítés túl nagy, torzítás történhet, és ha az erősítés túl nagy, akkor az IF-szűrők túl közel vannak egymáshoz, és nincsenek megfelelően árnyékolva, parazita rezgés történhet. Az erősítőt a demodulátor AGC (Automatic Gain Control) feszültsége vezérli. Az AGC csökkenti a fokozat erősítését, ami a kimeneti jel nagyjából azonos lesz, függetlenül a bemeneti jel amplitúdójától. A tranzisztoros AM vevőkészülékekben az AGC jelet leggyakrabban az alaphoz táplálják, és negatív feszültségű - az NPN tranzisztorokban az alap torzító feszültséget alacsonyabbra húzva csökken az erősítés.
- Második IF-szűrő: A hatodik blokk a második IF-szűrő, csakúgy, mint az első, ez egy rezonáns áramkör, amely a tranzisztor kollektorában van elhelyezve. Csak az IF frekvencia jeleit engedi meg - javítva a szelektivitást.
- Második IF erősítő: A hetedik blokk a második IF erősítő, gyakorlatilag megegyezik az első IF erősítővel, kivéve, hogy nem az AGC vezérli, mivel túl sok AGC vezérelt fokozattal rendelkezik, növeli a torzítást.
- Harmadik IF szűrő: a nyolcadik blokk a harmadik IF szűrő, csakúgy, mint az első, a második pedig a tranzisztor kollektorában elhelyezett rezonáns áramkör. Csak az IF frekvencia jeleit engedi meg - javítva a szelektivitást. Ez táplálja az IF jelet az érzékelőhöz.
- Detektor: A kilencedik blokk a detektor, általában germánium-dióda vagy diódával kapcsolt tranzisztor formájában. Demodulálja az AM-t az IF javításával. Kimenetén van egy erős IF hullámosság-összetevő, amelyet egy ellenállás-kondenzátor aluláteresztő szűrő szűr ki, így csak AF-komponens marad, azt az audio erősítőbe táplálják. Az audio jelet tovább szűrjük az AGC feszültség biztosításához, mint egy szokásos egyenáramú tápegységnél.
- Hangerősítő: A tizedik blokk az audioerősítő; felerősíti az audio jelet és továbbítja a hangszóróra. Az érzékelő és az audio erősítő között egy hangerő-szabályozó potenciométert használnak.
- Hangszóró: Az utolsó blokk az a hangszóró (általában 8 ohmos, 0,5 W), amely hangot ad ki a felhasználónak. A hangszórót néha egy fejhallgató-csatlakozón keresztül csatlakoztatják az audio erősítőhöz, amely a fejhallgató csatlakoztatásakor leválasztja a hangszórót.
Superheterodyne AM vevő áramkör
Most már ismerjük a Superheterodyne vevő működésének alapvető funkcióit, vessünk egy pillantást a Superheterodyne vevő tipikus kapcsolási rajzára. Az alábbi áramkör egy példa egy egyszerű tranzisztoros rádió áramkörre, amelyet a Sony TR830 szuperérzékeny tranzisztorának felhasználásával készítettek.
Az áramkör első pillantásra bonyolultnak tűnhet, de ha összehasonlítjuk a korábban megismert blokkdiagrammal, akkor egyszerűvé válik. Tehát osszuk szét az áramkör egyes szakaszait, hogy elmagyarázzuk azok működését.
Antenna és keverő - L1 a ferrit rúdantenna, amely párhuzamosan rezonáns áramkört képez C2-1 és C1-1 változó kondenzátorral. A szekunder tekercs az X1 keverőtranzisztor aljához csatlakozik. Az LO jelet az LO-ból C5 táplálja az emitterbe. Az IF kimenetet az IFT1 veszi a kollektorból, a tekercset auto-transzformátor módon ütögeti a kollektorra, mert ha a rezonáns áramkört közvetlenül a kollektor és a Vcc közé csatlakoztatnák, a tranzisztor jelentősen megterhelné az áramkört és a sávszélesség magas - 200 kHz körül. Ez a koppintás 30kHz-re csökkenti a sávszélességet.
LO - A szokásos közös alapú Armstrong oszcillátor, a C1-2 a C1-1 mellé van hangolva annak érdekében, hogy az LO és az RF frekvenciák különbsége mindig 455kHz legyen. Az LO frekvenciát az L2, a C1-2 és a C2-2 teljes kapacitása határozza meg C8 sorozattal. Az L2 visszajelzést ad a kollektor és az emitter közötti rezgésekről. Az alap RF földelt.
X3 az első IF erősítő. Ahhoz, hogy transzformátort használjunk a tranzisztoros erősítő bázisának táplálására, a szekundert az alap és az előfeszítés közé tesszük, és az előfeszítés és a transzformátor szekunder közé leválasztó kondenzátort helyezünk a jel áramkörének bezárására. Ez hatékonyabb megoldás, mint a jelet egy kapcsolókondenzátoron keresztül táplálni a közvetlenül előfeszítő ellenállásokhoz kapcsolt alaphoz
A TM egy jelerősségmérő, amely az IF erősítőbe áramló áramot méri, mivel a magasabb bemeneti jelek miatt több áram áramlik az IF transzformátoron keresztül a második IF erősítőbe, növelve az IF erősítő tápellátását, amelyet a mérő mér. A C14 kiszűri a tápfeszültséget az R9 mellett (képernyőn kívül), mivel az RF és az elektromos hálózat zümmögése indukálható a TM mérő tekercsébe.
X4 a második IF erősítő, az előfeszítést R10 és R11 állítja be, C15 földeli az IF jelek bázisát; a szétkapcsolatlan R12-hez csatlakozik, hogy negatív visszacsatolást nyújtson a torzítás csökkentése érdekében, minden más megegyezik az első erősítővel.
D a detektor. Demodulálja az IF-t és biztosítja a negatív AGC feszültséget. Germanium diódákat használnak, mivel az előremenő feszültségük kétszer alacsonyabb, mint a szilíciumdiódák, ami nagyobb vevőérzékenységet és alacsonyabb hangtorzulást okoz / R13, C18 és C19 alkotják a PI topológia aluláteresztő audioszűrőt, míg az R7 szabályozza az AGC erősségét és egy aluláteresztő szűrő C10-tel, amely kiszűri az AGC feszültséget mind az IF, mind az AF jelből.
Az X5 az audio előerősítő, az R4 szabályozza a hangerőt, a C22 pedig negatív visszacsatolást ad magasabb frekvenciákon, további aluláteresztő szűrést biztosítva. X6 a vezetőt a teljesítményfokozat. Az S2 és C20 hangvezérlő áramkört képeznek - amikor a kapcsolót C20 lenyomják, magasabb hangfrekvenciákat indokolva, nyers aluláteresztő szűrőként működve, ez fontos volt a korai AM rádiókban, mivel a hangszórók nagyon alacsony alacsony frekvenciájúak voltak, és a vétel hangja „ ónos". A kimenetről származó negatív visszacsatolás a meghajtó tranzisztor emitter áramkörére vonatkozik.
A T1 megfordítja az X7 bázisára érkező jelek fázisát az X8 bázis fázisával szemben, a T2 az egyes tranzisztorok félhullámú áramának visszahúzását egy teljes hullámalakúra fordítja, és a magasabb tranzisztorerősítő impedanciáját (200 ohm) a 8 -ohm hangszóró. Az egyik tranzisztor áramot húz, amikor a bemeneti jel pozitív hullámformában van, a másik pedig akkor, ha a hullámforma negatív. Az R26 és C29 negatív visszacsatolást biztosít, csökkentve a torzulást, javítva a hangminőséget és a frekvenciaátvitelt. A J és az SP olyan módon vannak csatlakoztatva, hogy kikapcsolja a hangszórót, amikor a fejhallgatót csatlakoztatják. Az audio erősítő körülbelül 100mW teljesítményt biztosít, ami elegendő egy egész szobához.