Superheterodyne er modtager

En superheterodyne-modtager bruger signalblanding til at konvertere indgangsradiosignalet til en stabil mellemfrekvens (IF), der lettere kan arbejdes med end det originale radiosignal, der har en anden frekvens, afhængigt af radiostationen. IF-signalet forstærkes derefter af en strimmel IF-forstærkere og føres derefter ind i en detektor, der udsender audiosignalet til en lydforstærker, der driver højttaleren. I denne artikel vil vi lære om arbejdet med en Superheterodyne AM-modtager eller superhet for kort ved hjælp af et blokdiagram.

De fleste AM-modtagere, der findes i dag, er af superheterodynetype, fordi de tillader brug af filtre med høj selektivitet i deres mellemliggende frekvens (IF) -faser, og de har høj følsomhed (interne ferritstangantenner kan bruges) på grund af filtrene i IF-fasen hjælper dem med at slippe af med uønskede RF-signaler. Også IF-forstærkerstrimlen giver høj forstærkning, god stærk signalrespons på grund af brugen af ​​automatisk forstærkningskontrol i forstærkere og brugervenlighed (styrer kun lydstyrke, afbryder og tuningsknappen).

Blokdiagram over Superheterodyne AM-modtager

For at forstå hvordan det fungerer, lad os tage et kig på Superheterodyne AM-modtagerblokdiagrammet, som er vist nedenfor.

</s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s>

Som du kan se, har blokdiagrammet 11 forskellige trin, hvert trin har en specifik funktion, som forklares nedenfor

1. RF-filter: Den første blok er ferritstangantennespolen og variabel kondensatorkombination, der tjener to formål - RF induceres i spolen, og den parallelle kondensator styrer resonansfrekvensen af ​​den, da ferritantenner modtager det bedste, når resonansfrekvensen på spolen og kondensatoren er lig med stationens bærefrekvens - på denne måde fungerer den som et inputfilter til modtageren.
2. Heterodyne Local Oscillator: Den anden blok er heterodyne, også kendt som den lokale oscillator (LO). Frekvensen af ​​den lokale oscillator er indstillet, så enten summen eller forskellen på RF-signalets frekvens og LO's frekvens er lig med IF anvendt i modtageren (normalt omkring 455 kHz).
3. Mixer: Den tredje blok er mixeren, RF-signalet og LO-signalet føres til mixeren for at producere det ønskede IF. Blandere, der findes i almindelige AM-modtagere, sender summen, forskellen i LO og RF's frekvenser og LO- og RF-signalerne selv. Oftest i simple transistorradioer er heterodyne og mixeren lavet ved hjælp af en transistor. I modtagere af højere kvalitet og dem, der bruger dedikerede integrerede kredsløb, såsom TCA440, er disse trin adskilte, hvilket giver mulighed for mere følsom modtagelse på grund af, at mixeren kun udsender sum- og forskelfrekvenser. I en transistor LO-mixer fungerer transistoren som en Armstrong-oscillator med fælles base, og RF taget fra en spole viklet på ferritstangen, adskilt fra resonanskredsløbets spole, føres til basen.Ved frekvenser, der adskiller sig fra resonansfrekvensen for antenneresonanskredsløbet, har den lav impedans, så basen forbliver jordet for LO-signalet, men ikke for indgangssignalet, på grund af at antennekredsløbet er af parallel resonanttype (lav impedans ved forskellige frekvenser fra resonans, næsten uendelig impedans ved resonansfrekvensen).
4. Første IF-filter: Den fjerde blok er det første IF-filter. I de fleste AM-modtagere er det et resonanskredsløb anbragt i samleren af ​​mixertransistoren med resonansfrekvensen lig med IF-frekvensen. Dens formål er at filtrere alle signaler fra med en frekvens, der er forskellig fra IF-frekvensen, fordi disse signaler er uønskede blandingsprodukter og ikke bærer lydsignalet fra den station, vi vil lytte til.
5. Første IF-forstærker: Den femte blok er den første IF-forstærker. Gevinster på 50 til 100 i hvert IF-trin er almindelige, hvis forstærkningen er for høj, forvrængning kan finde sted, og hvis forstærkningen er for høj, hvis IF-filtre er for tæt på hinanden og ikke ordentligt afskærmet, kan parasitisk svingning finde sted. Forstærkeren styres af AGC (Automatic Gain Control) spænding fra demodulatoren. AGC sænker forstærkning af scenen, hvilket får udgangssignalet til at være stort set det samme, uanset indgangssignalets amplitude. I transistor AM-modtagere tilføres AGC-signalet oftest til basen og har en negativ spænding - i NPN-transistorer, der trækker basisspændingen lavere, reducerer forstærkningen.
6. Andet IF-filter: Den sjette blok er det andet IF-filter, ligesom det første er det et resonanskredsløb placeret i transistorens kollektor. Den lader kun signaler fra IF-frekvensen - hvilket forbedrer selektiviteten.
7. Anden IF-forstærker: Den syvende blok er den anden IF-forstærker, den er praktisk talt den samme som den første IF-forstærker, bortset fra at den ikke styres af AGC, da den har for mange AGC-kontrollerede trin, øger forvrængning.
8. Tredje IF-filter: den ottende blok er det tredje IF-filter, ligesom det første og det andet er et resonanskredsløb placeret i transistorens kollektor. Den lader kun signaler fra IF-frekvensen - hvilket forbedrer selektiviteten. Det fremfører IF-signalet til detektoren.
9. Detektor: Den niende blok er detektoren, normalt i form af en germaniumdiode eller en diodeforbundet transistor. Det demodulerer AM ved at rette IF. På dens output er der en stærk IF-krusningskomponent, der filtreres ud af et modstandskondensator-lavpasfilter, så kun AF-komponent er tilbage, den føres til lydforstærkeren. Lydsignalet filtreres yderligere for at give AGC-spændingen, som i en almindelig jævnstrømsforsyning.
10. Audioforstærker: Den tiende blok er lydforstærkeren; det forstærker lydsignalet og sender det til højttaleren. Mellem detektoren og lydforstærkeren anvendes et lydstyrkepotentiometer.
11. Højttaler: Den sidste blok er højttaleren (normalt 8 ohm, 0,5 W), der udsender lyd til brugeren. Højttaleren er undertiden forbundet til lydforstærkeren via et hovedtelefonstik, der afbryder højttaleren, når der er tilsluttet hovedtelefoner.

Superheterodyne AM-modtager kredsløb

Nu kender vi den grundlæggende funktionalitet, der fungerer for en Superheterodyne-modtager, lad os se på et typisk kredsløbsdiagram for Superheterodyne-modtager. Nedenstående kredsløb er et eksempel på et simpelt transistorradiokredsløb konstrueret ved hjælp af TR830 superfølsom transistor fra Sony.

Kredsløbet kan virke kompliceret ved det første blik, men hvis vi sammenligner det med blokdiagrammet, som vi lærte tidligere, bliver det simpelt. Så lad os opdele hvert afsnit af kredsløbet for at forklare dets funktion.

Antenne og mixer - L1 er ferritstangantenne, den danner et resonanskredsløb med C2-1 og C1-1 variabel kondensator parallelt. Den sekundære vikling parres i bunden af ​​mixertransistoren X1. LO-signalet tilføres emitteren fra LO med C5. Udgang IF er taget fra samleren af ​​IFT1, der tappes spolen på samleren på en auto-transformator måde, for hvis resonanskredsløbet var forbundet direkte mellem samleren og Vcc, ville transistoren indlæse kredsløbet betydeligt, og båndbredden ville være for højt - omkring 200 kHz. Denne aflytning reducerer båndbredde til 30 kHz.

LO - Standard common-base Armstrong oscillator, C1-2 er indstillet sammen med C1-1, så forskellen mellem LO og RF frekvenser altid er 455 kHz. LO-frekvensen bestemmes af L2 og den samlede kapacitans for C1-2 og C2-2 i serie med C8. L2 giver feedback til svingninger fra samleren til emitteren. Basen er RF-jordet.

X3 er den første IF-forstærker. For at bruge en transformer til at fodre basen på en transistorforstærker, sætter vi sekundæren mellem basen og forspændingen og sætter en afkoblingskondensator mellem bias og transformator sekundær for at lukke kredsløbet for signalet. Dette er en mere effektiv løsning end at føre signalet gennem en koblingskondensator til basen, der er direkte forbundet med forspændingsmodstande

TM er en signalstyrkemåler, der måler strøm, der strømmer ind i IF-forstærkeren, da højere indgangssignaler får mere strøm til at strømme gennem IF-transformeren til den anden IF-forstærker, hvilket øger IF-forsyningsstrømmen, som måleren måler. C14 filtrerer forsyningsspændingen sammen med R9 (off-screen), da RF og elektrisk gitterbrum kan induceres i spolen til TM-måleren.

X4 er den anden IF-forstærker, bias er fast sat af R10 og R11, C15 jorder basen for IF-signaler; den er forbundet til den ikke-afkoblede R12 for at give negativ feedback for at mindske forvrængning, alt andet er det samme som i den første forstærker.

D er detektoren. Det demodulerer IF og leverer den negative AGC-spænding. Germanium-dioder anvendes på grund af, at deres fremadspænding er to gange lavere end siliciumdioder, hvilket forårsager højere modtagerfølsomhed og lavere lydforvrængning / R13, C18 og C19 danner et PI-topologi-lavpas-lydfilter, mens R7 styrer AGC-styrke og danner et lavpasfilter med C10, der filtrerer AGC-spændingen fra både IF- og AF-signalet.

X5 er lydforforstærkeren, R4 styrer lydstyrken, og C22 giver negativ feedback ved højere frekvenser, hvilket giver yderligere lavpasfiltrering. X6 er driveren til power stage. S2 og C20 danner et tonekontrolkredsløb - når der trykkes på kontakten C20 begrunder højere lydfrekvenser, der fungerer som et rå lavpasfilter, var dette vigtigt i tidlige AM-radioer, da højttalere havde meget dårlig lavfrekvent ydeevne og modtaget lyd “ tinny ”. Negativ feedback fra udgangen påføres drivertransistorens emitterkredsløb.

T1 inverterer fasen af ​​signaler, der kommer til basen af ​​X7 versus fasen ved basen af ​​X8, T2 drejer halvbølgestrømmen i hver transistor tilbage til en hel bølgeform og matcher den højere transistorforstærkerimpedans (200 ohm) til 8 -ohm højttaler. En transistor trækker strøm, når indgangssignalet er ved positiv bølgeform, og den anden, når bølgeformen er negativ. R26 og C29 giver negativ feedback, reducerer forvrængning og forbedrer lydkvaliteten og frekvensresponsen. J og SP er tilsluttet på en måde, der slukker for højttaleren, når der tilsluttes hovedtelefoner. Lydforstærkeren giver omkring 100 mW strøm, der er tilstrækkelig til et helt rum.