ישנן מספר תוכניות לבניית מקלטי רדיו. יתרה מכך, אין זה משנה לאיזו מטרה הם משמשים - כמקלט של תחנות שידור או אות בערכת מערכת בקרה. ישנם מקלטי סופרהטרודין והגברה ישירה. במעגל מקלט ההגברה הישירה, נעשה שימוש רק בסוג אחד של ממיר תנודות - לפעמים אפילו הגלאי הפשוט ביותר. למעשה, מדובר במקלט גלאי, רק משופר מעט. אם תשימו לב לעיצוב הרדיו, תוכלו לראות שקודם מגביר את האות בתדר גבוה, ולאחר מכן את האות בתדר נמוך (ליציאה לרמקול).
תכונות של superheterodynes
בשל העובדה שיכולות להתרחש תנודות טפיליות, האפשרות להגברת תנודות בתדר גבוה מוגבלת במידה קטנה. זה נכון במיוחד כאשר בונים מקלטי גל קצר. כפי שמגבר טרבל עדיף להשתמש בעיצובי תהודה. אבל הם צריכים לבצע קונפיגורציה מחדש מלאה של כל המעגלים המתנודדים שנמצאים בתכנון, כאשר משנים את התדר.
כתוצאה מכך, העיצוב של מקלט הרדיו הופך להרבה יותר מסובך, כמו גם השימוש בו. אך ניתן לבטל את החסרונות הללו באמצעות שיטת המרת התנודות המתקבלות לתדר אחד יציב וקבוע. יתר על כן, התדר בדרך כלל מופחת, זה מאפשר לך להשיג רמה גבוהה של רווח. בתדר זה מכוון המגבר התהודה. טכניקה זו משמשת במקלטי superheterodyne מודרניים. רק תדר קבוע נקרא תדר ביניים.
שיטת המרה בתדירות
ועכשיו עלינו לשקול את השיטה המוזכרת לעיל להמרת תדרים במקלטי רדיו. נניח שיש שני סוגים של תנודות, התדרים שלהן שונים. כאשר הרטטים הללו מתווספים יחדיו, מופיע פעימה. כאשר מוסיפים אותו, האות עולה במשרעת או פוחת. אם תשימו לב לגרף המאפיין את התופעה, ניתן לראות תקופה אחרת לגמרי. וזוהי תקופת המכות. יתרה מכך, תקופה זו ארוכה בהרבה ממאפיין דומה של כל אחת מהתנודות שנוצרו. בהתאם, ההפך הוא הנכון בתדרים - לסכום התנודות יש פחות.
תדר הפעימה קל מספיק לחישוב. זה שווה להפרש בתדרים של התנודות שנוספו. ועם עלייההבדל, תדירות הפעימה עולה. מכאן נובע שכאשר בוחרים בהפרש גדול יחסית במונחי תדר, מתקבלות פעימות בתדר גבוה. לדוגמה, ישנן שתי תנודות - 300 מטר (זה 1 מגה-הרץ) ו-205 מטר (זה 1.46 מגה-הרץ). כשמוסיפים, מסתבר שתדר הפעימה יהיה 460 קילו-הרץ או 652 מטר.
Detection
אבל למקלטים מסוג superheterodyne תמיד יש גלאי. לפעימות הנובעות מהוספת שתי תנודות שונות יש נקודה. וזה תואם לחלוטין את תדר הביניים. אבל אלה אינן תנודות הרמוניות של תדר הביניים; כדי להשיג אותן, יש צורך לבצע את הליך הזיהוי. שימו לב שהגלאי מחלץ רק תנודות עם תדר האפונון מהאות המאופנן. אבל במקרה של פעימות, הכל קצת שונה - יש מבחר של תנודות של מה שנקרא תדר ההבדל. זה שווה להפרש בתדרים שמצטברים. שיטה זו של טרנספורמציה נקראת השיטה של הטרודינינג או ערבוב.
יישום השיטה כאשר המקלט פועל
בוא נניח שתנודות מתחנת רדיו נכנסות למעגל הרדיו. כדי לבצע טרנספורמציות, יש צורך ליצור מספר תנודות עזר בתדר גבוה. לאחר מכן, תדר המתנד המקומי נבחר. במקרה זה, ההבדל בין תנאי התדרים צריך להיות, למשל, 460 קילו-הרץ. לאחר מכן, עליך להוסיף את התנודות ולהחיל אותן על מנורת הגלאי (או המוליך למחצה). כתוצאה מכך נוצרת תנודת תדר הבדל (ערך 460 קילו-הרץ) במעגל המחובר למעגל האנודה. צריך לשים לבהעובדה שהמעגל הזה מכוון לעבוד בתדר ההפרש.
באמצעות מגבר בתדר גבוה, ניתן להמיר את האות. המשרעת שלו גדלה משמעותית. המגבר המשמש לכך מקוצר כ-IF (מגבר תדר ביניים). ניתן למצוא אותו בכל המקלטים מסוג superheterodyne.
מעגל טריודה מעשי
כדי להמיר את התדר, אתה יכול להשתמש במעגל הפשוט ביותר במנורת טריודה בודדת. התנודות המגיעות מהאנטנה, דרך הסליל, נופלות על רשת הבקרה של מנורת הגלאי. אות נפרד מגיע מהמתנד המקומי, הוא מוצב על גבי המתנד הראשי. מעגל תנודה מותקן במעגל האנודה של מנורת הגלאי - הוא מכוון לתדר ההפרש. כאשר מזוהים, מתקבלות תנודות, המוגברות עוד יותר ב-IF.
אבל בקונסטרוקציות על שפופרות רדיו נעשה שימוש נדיר מאוד כיום - האלמנטים האלה מיושנים, זה בעייתי להשיג אותם. אבל זה נוח לשקול את כל התהליכים הפיזיים המתרחשים במבנה עליהם. הפטודות, טריודות-הפטודות ופנטודות משמשות לעתים קרובות כגלאים. המעגל בטריודה מוליכים למחצה דומה מאוד לזה שבו משתמשים במנורה. מתח האספקה נמוך יותר ונתוני הפיתול של המשראות.
IF על heptodes
Heptode היא מנורה עם מספר רשתות, קתודות ואנודות. למעשה, מדובר בשני שפופרות רדיו סגורות במיכל זכוכית אחד. הזרימה האלקטרונית של מנורות אלה נפוצה גם היא. בְּהמנורה הראשונה מעוררת תנודות - זה מאפשר לך להיפטר מהשימוש במתנד מקומי נפרד. אבל בשנייה, התנודות המגיעות מהאנטנה וההטרודיניות מעורבות. מתקבלות פעימות, תנודות עם תדר הבדל מופרדות מהן.
בדרך כלל המנורות בתרשימים מופרדות בקו מקווקו. שתי הרשתות התחתונות מחוברות לקתודה באמצעות מספר אלמנטים - מתקבל מעגל משוב קלאסי. אבל רשת הבקרה ישירות של המתנד המקומי מחוברת למעגל המתנדנד. עם משוב, זרם ותנודה מתרחשים.
הזרם חודר דרך הרשת השנייה והתנודות מועברות למנורה השנייה. כל האותות המגיעים מהאנטנה עוברים לרשת הרביעית. רשתות מס' 3 ומס' 5 מחוברות זו לזו בתוך הבסיס ויש עליהן מתח קבוע. אלה הם מסכים מוזרים הממוקמים בין שתי מנורות. התוצאה היא שהמנורה השנייה ממוגנת לחלוטין. כוונון מקלט סופרהטרודין בדרך כלל אינו נדרש. העיקר הוא להתאים את מסנני הפס-פס.
תהליכים המתקיימים בתוכנית
הזרם מתנודד, הם נוצרים על ידי המנורה הראשונה. במקרה זה, כל הפרמטרים של צינור הרדיו השני משתנים. בו כל הרעידות מעורבות - מהאנטנה ומהמתנד המקומי. תנודות נוצרות בתדירות הבדלים. מעגל תנודה כלול במעגל האנודה - הוא מכוון לתדר המסוים הזה. הבא מגיע הבחירה מזרם אנודת תנודה. ואחרי התהליכים האלה, אות נשלח לכניסה של ה-IF.
בעזרת מנורות המרה מיוחדות, העיצוב של הסופרהטרודין מפושט משמעותית. מספר הצינורות מצטמצם, ומבטל מספר קשיים שעלולים להתעורר בעת הפעלת מעגל באמצעות מתנד מקומי נפרד. כל מה שנדון לעיל מתייחס לטרנספורמציות של צורת הגל הלא מווסתת (ללא דיבור ומוזיקה). זה מקל בהרבה על עיקרון הפעולה של המכשיר.
אותות ממודלים
במקרה בו מתרחשת ההמרה של הגל המאופנן, הכל נעשה קצת אחרת. לתנודות של המתנד המקומי יש משרעת קבועה. תנודת ה-IF והפעימה מווסתות, וכך גם הספק. כדי להמיר את האות המאופנן לצליל, נדרש זיהוי אחד נוסף. מסיבה זו במקלטי HF superheterodyne, לאחר הגברה, מופעל אות על הגלאי השני. ורק לאחריו, אות המודולציה מוזן לאוזניות או לכניסת ULF (מגבר בתדר נמוך).
בעיצוב ה-IF יש מפל אחד או שניים מסוג תהודה. ככלל, נעשה שימוש בשנאים מכוונים. יתר על כן, שתי פיתולים מוגדרים בבת אחת, ולא אחת. כתוצאה מכך, ניתן להשיג צורה מועילה יותר של עקומת התהודה. הרגישות והסלקטיביות של המכשיר המקבל מוגברת. שנאים אלה עם פיתולים מכוונים נקראים מסנני פס פס. הם מוגדרים באמצעותליבה מתכווננת או קבל גוזם. הם מוגדרים פעם אחת ואין צורך לגעת בהם במהלך פעולת המקלט.
LO frequency
עכשיו בואו נסתכל על מקלט סופרהטרודין פשוט על צינור או טרנזיסטור. אתה יכול לשנות את תדרי המתנד המקומיים בטווח הנדרש. ויש לבחור אותו בצורה כזו שבכל תנודות תדר שמגיעות מהאנטנה, מתקבל אותו ערך של תדר הביניים. כאשר הסופרהטרודין מכוון, התדירות של התנודה המוגברת מותאמת למגבר תהודה ספציפי. מתברר יתרון ברור - אין צורך להגדיר מספר רב של מעגלים מתנודדים בין צינורות. זה מספיק כדי להתאים את מעגל ההטרודין ואת הקלט. ישנה פישוט משמעותי של ההגדרה.
תדר ביניים
כדי לקבל IF קבוע כאשר פועלים בכל תדר שנמצא בטווח הפעולה של המקלט, יש צורך להזיז את התנודות של המתנד המקומי. בדרך כלל, מכשירי רדיו superheterodyne משתמשים ב-IF של 460 קילו-הרץ. הרבה פחות נפוץ הוא 110 קילו-הרץ. תדר זה מציין עד כמה ההבדלים בין הטווחים של המתנד המקומי ומעגל הקלט.
בעזרת הגברה תהודה מוגברת הרגישות והסלקטיביות של המכשיר. ובזכות השימוש בטרנספורמציה של התנודה הנכנסת, ניתן לשפר את מדד הסלקטיביות. לעתים קרובות, שתי תחנות רדיו הפועלות קרובות יחסית (לפיתדירות), מפריעים זה לזה. מאפיינים כאלה חייבים להילקח בחשבון אם אתם מתכננים להרכיב מקלט סופרהטרודין תוצרת בית.
איך תחנות מתקבלות
עכשיו אנחנו יכולים להסתכל על דוגמה ספציפית כדי להבין איך עובד מקלט סופרהטרודין. נניח שנעשה שימוש ב-IF השווה ל-460 קילו-הרץ. והתחנה פועלת בתדר של 1 מגה-הרץ (1000 קילו-הרץ). והיא מעכבת על ידי תחנה חלשה שמשדרת בתדר של 1010 קילו-הרץ. הפרש התדרים שלהם הוא 1%. על מנת להשיג IF השווה ל-460 קילו-הרץ, יש צורך לכוון את המתנד המקומי ל-1.46 מגה-הרץ. במקרה זה, הרדיו המפריע יוציא IF של 450 קילו-הרץ בלבד.
ועכשיו אתה יכול לראות שהאותות של שתי התחנות נבדלים ביותר מ-2%. שני אותות ברחו, זה קרה באמצעות שימוש בממירי תדר. הקליטה של התחנה המרכזית הופלה, והסלקטיביות של הרדיו השתפרה.
עכשיו אתה מכיר את כל העקרונות של מקלטי סופרהטרודין. במכשירי רדיו מודרניים, הכל הרבה יותר פשוט - אתה צריך להשתמש רק בשבב אחד כדי לבנות. ובו מורכבים מספר מכשירים על גביש מוליכים למחצה - גלאים, מתנדים מקומיים, מגברי RF, LF, IF. נותר רק להוסיף מעגל נדנוד וכמה קבלים, נגדים. ומקלט שלם מורכב.
