Un receptor superheterodin folosește amestecarea semnalului pentru a converti semnalul radio de intrare într-o frecvență intermediară constantă (IF) care poate fi funcționată mai ușor decât semnalul radio original care are o frecvență diferită, în funcție de stația de difuzare. Semnalul IF este apoi amplificat de o bandă de amplificatoare IF și apoi alimentat într-un detector care transmite semnalul audio într-un amplificator audio care alimentează difuzorul. În acest articol, vom afla despre funcționarea unui receptor AM superheterodin sau superhet pe scurt cu ajutorul unei diagrame bloc.
Majoritatea receptoarelor AM găsite astăzi sunt de tip supereterodin, deoarece permit utilizarea filtrelor cu selectivitate ridicată în etapele lor de frecvență intermediară (IF) și au o sensibilitate ridicată (se pot utiliza antene interne cu tijă de ferită) datorită filtrelor din etapa IF care îi ajută să scape de semnalele RF nedorite. De asemenea, banda de amplificator IF oferă un câștig ridicat, un răspuns semnal puternic puternic datorită utilizării controlului automat al câștigului în amplificatoare și ușurinței de funcționare (controlează doar volumul, comutatorul de alimentare și butonul de reglare).
Diagrama bloc a receptorului AM supereterodin
Pentru a înțelege cum funcționează, să aruncăm o privire la diagrama blocului receptorului Superheterodyne AM, care este prezentată mai jos.
După cum puteți vedea, diagrama bloc are 11 etape diferite, fiecare etapă are o funcție specifică, care este explicată mai jos
- Filtru RF: primul bloc este bobina antenei cu tijă de ferită și combinația condensatorului variabil, care servește două scopuri - RF este indusă în bobină și condensatorul paralel controlează frecvența de rezonanță a acesteia, deoarece antenele de ferită primesc cel mai bine atunci când frecvența de rezonanță a bobina și condensatorul sunt egale cu frecvența purtătoare a stației - în acest fel acționează ca un filtru de intrare al receptorului.
- Oscilator local heterodin: Al doilea bloc este heterodin, cunoscut și sub numele de oscilator local (LO). Frecvența oscilatorului local este setată, deci fie suma, fie diferența frecvenței semnalului RF și a frecvenței LO sunt egale cu IF-ul utilizat în receptor (de obicei în jur de 455 kHz).
- Mixer: Al treilea bloc este mixerul, semnalul RF și semnalul LO sunt alimentate către mixer pentru a produce IF dorit. Mixerele găsite în receptoarele AM comune generează suma, diferența de frecvențe LO și RF și semnalele LO și RF în sine. Cel mai adesea în radiouri simple cu tranzistoare, heterodinul și mixerul sunt realizate folosind un tranzistor. La receptoarele de calitate superioară și la cele care utilizează circuite integrate dedicate, cum ar fi TCA440, aceste etape sunt separate, permițând o recepție mai sensibilă datorită mixerului care scoate doar frecvența sumă și diferența. Într-un mixer LO cu tranzistor, tranzistorul funcționează ca un oscilator Armstrong de bază comună și RF preluat dintr-o bobină înfășurată pe tija de ferită, separată de bobina circuitului rezonant, este alimentată la bază.La frecvențe diferite de frecvența rezonantă a circuitului rezonant al antenei, acesta prezintă o impedanță scăzută, astfel încât baza rămâne la pământ pentru semnalul LO, dar nu pentru semnalul de intrare, datorită faptului că circuitul antenei este de tip rezonant paralel (impedanță mică la frecvențe diferite de la rezonanță, impedanță aproape infinită la frecvența de rezonanță).
- Primul filtru IF: al patrulea bloc este primul filtru IF. În majoritatea receptoarelor AM, este un circuit rezonant plasat în colectorul tranzistorului mixer cu frecvența rezonantă egală cu frecvența IF. Scopul său este de a filtra toate semnalele cu o frecvență diferită de frecvența IF, deoarece aceste semnale sunt produse de amestecare nedorite și nu poartă semnalul audio al stației pe care vrem să o ascultăm.
- Primul amplificator IF: al cincilea bloc este primul amplificator IF. Câștigurile de la 50 la 100 în fiecare etapă IF sunt frecvente dacă câștigul este prea mare, distorsiunea poate avea loc, iar dacă câștigul este prea mare, filtrele IF sunt prea aproape unul de celălalt și nu sunt ecranate corespunzător, poate avea loc oscilația parazitară. Amplificatorul este controlat de tensiunea AGC (Automatic Gain Control) de la demodulator. AGC scade câștigul scenei, determinând semnalul de ieșire să fie aproximativ același, indiferent de amplitudinea semnalului de intrare. În receptoarele AM cu tranzistoare, semnalul AGC este alimentat cel mai adesea la bază și are o tensiune negativă - în tranzistoarele NPN care trag tensiunea de polarizare a bazei mai mică, reduce câștigul.
- Al doilea filtru IF: al șaselea bloc este al doilea filtru IF, la fel ca primul este un circuit rezonant plasat în colectorul tranzistorului. Permite doar semnale ale frecvenței IF - îmbunătățind selectivitatea.
- Al doilea amplificator IF: al șaptelea bloc este al doilea amplificator IF, este practic același cu primul amplificator IF, cu excepția faptului că nu este controlat de AGC, deoarece având prea multe trepte AGC controlate, crește distorsiunea.
- Al treilea filtru IF: al optulea bloc este al treilea filtru IF, la fel ca primul și al doilea este un circuit rezonant plasat în colectorul tranzistorului. Permite doar semnale ale frecvenței IF - îmbunătățind selectivitatea. Alimentează semnalul IF către detector.
- Detector: al nouălea bloc este detectorul, de obicei sub forma unei diode de germaniu sau a unui tranzistor conectat la diodă. Demodulează AM prin rectificarea IF. La ieșirea sa, există o componentă puternică IF ripple care este filtrată de un filtru trece-jos cu rezistență-condensator, deci rămâne doar componenta AF, este alimentată la amplificatorul audio. Semnalul audio este filtrat în continuare pentru a furniza tensiunea AGC, ca într-o sursă de curent continuu obișnuită.
- Amplificator audio: al zecelea bloc este amplificatorul audio; amplifică semnalul audio și îl transmite pe difuzor. Între detector și amplificator audio, este utilizat un potențiometru de control al volumului.
- Difuzor: Ultimul bloc este difuzorul (de obicei 8 ohmi, 0,5 W) care transmite sunet utilizatorului. Difuzorul este uneori conectat la amplificatorul audio printr-o mufă pentru căști care deconectează difuzorul atunci când căștile sunt conectate.
Circuit receptor superheterodin AM
Acum, cunoaștem funcționalitatea de bază a unui receptor superheterodin, să aruncăm o privire la o diagramă tipică a circuitului receptorului superheterodin. Circuitul de mai jos este un exemplu de circuit radio cu tranzistor simplu construit folosind tranzistor TR830 super sensibil de la Sony.
Circuitul poate părea complicat la prima privire, dar dacă îl comparăm cu diagrama bloc pe care am învățat-o mai devreme, devine simplu. Deci, să împărțim fiecare secțiune a circuitului pentru a explica funcționarea acestuia.
Antena și mixerul - L1 este antena cu tijă de ferită, formează un circuit rezonant cu condensator variabil C2-1 și C1-1 în paralel. Înfășurarea secundară se cuplează în baza tranzistorului mixer X1. Semnalul LO este alimentat către emițător de la LO de către C5. Ieșirea IF este preluată din colector de către IFT1, bobina este apăsată pe colector într-un mod de transformare automată, deoarece dacă circuitul rezonant ar fi conectat direct între colector și Vcc, tranzistorul ar încărca circuitul considerabil și lățimea de bandă ar fi prea mare mare - în jur de 200kHz. Această atingere reduce lățimea de bandă la 30 kHz.
LO - Oscilator standard Armstrong de bază comună, C1-2 este reglat alături de C1-1 pentru ca diferența de frecvențe LO și RF să fie întotdeauna de 455kHz. Frecvența LO este determinată de L2 și capacitatea totală a C1-2 și C2-2 în serie cu C8. L2 oferă feedback pentru oscilații de la colector la emițător. Baza este împământată RF.
X3 este primul amplificator IF. Pentru a utiliza un transformator pentru a alimenta baza unui amplificator cu tranzistor, punem secundarul între bază și polarizare și punem un condensator de decuplare între polarizare și transformator secundar pentru a închide circuitul pentru semnal. Aceasta este o soluție mai eficientă decât alimentarea semnalului printr-un condensator de cuplare la baza conectată direct la rezistențe de polarizare
TM este un contor de putere a semnalului care măsoară curentul care curge în amplificatorul IF, deoarece semnalele de intrare mai mari fac să curgă mai mult curent prin transformatorul IF în al doilea amplificator IF, crescând curentul de alimentare IF amplificator pe care contorul îl măsoară. C14 filtrează tensiunea de alimentare împreună cu R9 (în afara ecranului), deoarece zgomotul RF și al rețelei electrice poate fi indus în bobina contorului TM.
X4 este al doilea amplificator IF, polarizarea este fixată de R10 și R11, C15 împământă baza pentru semnale IF; este conectat la R12 decuplat pentru a oferi feedback negativ pentru a reduce distorsiunea, toate celelalte sunt la fel ca în primul amplificator.
D este detectorul. Demodulează IF și furnizează tensiunea AGC negativă. Se folosesc diode de germaniu, deoarece tensiunea lor înainte este de două ori mai mică decât diodele de siliciu, provocând o sensibilitate mai mare a receptorului și o distorsiune audio mai mică / R13, C18 și C19 formează un filtru audio de tip low-pass cu topologie PI, în timp ce R7 controlează puterea AGC și formează un filtru trece-jos cu C10 care filtrează tensiunea AGC atât din semnalul IF, cât și din semnalul AF.
X5 este preamplificatorul audio, R4 controlează volumul și C22 oferă feedback negativ la frecvențe mai mari, oferind o filtrare suplimentară low-pass. X6 este șoferul etapei de putere. S2 și C20 formează un circuit de control al tonului - când comutatorul este apăsat, C20 generează frecvențe audio mai mari, acționând ca un filtru trece jos brut, acest lucru a fost important în radiourile AM timpurii, deoarece difuzoarele au o performanță foarte slabă a frecvenței joase și au primit sunet sunet „ mic". Feedback-ul negativ de la ieșire este aplicat circuitului emițător al tranzistorului driver.
T1 inversează faza semnalelor care vin la baza lui X7 față de faza de la baza lui X8, T2 transformă curentul de jumătate de undă al fiecărui tranzistor înapoi la o formă de undă întreagă și se potrivește cu impedanța superioară a amplificatorului tranzistorului (200 ohmi) -ohm difuzor. Un tranzistor trage curent atunci când semnalul de intrare este la forma de undă pozitivă, iar celălalt când forma de undă este negativă. R26 și C29 oferă feedback negativ, reducând distorsiunea și îmbunătățind calitatea audio și răspunsul în frecvență. J și SP sunt conectate într-un mod care oprește difuzorul atunci când căștile sunt conectate. Amplificatorul audio oferă o putere de aproximativ 100mW, suficientă pentru o cameră întreagă.