Existem vários esquemas para construir receptores de rádio. Além disso, não importa para que finalidade eles são usados - como um receptor de estações de transmissão ou um sinal em um kit de sistema de controle. Existem receptores super-heteródinos e amplificação direta. No circuito receptor de amplificação direta, apenas um tipo de conversor de oscilação é usado - às vezes até o detector mais simples. Na verdade, este é um receptor detector, apenas ligeiramente melhorado. Se você prestar atenção ao design do rádio, verá que primeiro o sinal de alta frequência é amplificado e depois o sinal de baixa frequência (para saída para o alto-falante).
Características dos super-heteródinos
Devido ao fato de que oscilações parasitas podem ocorrer, a possibilidade de amplificar oscilações de alta frequência é limitada em pequena medida. Isto é especialmente verdadeiro ao construir receptores de ondas curtas. Comoamplificador de agudos é melhor usar designs ressonantes. Mas eles precisam fazer uma reconfiguração completa de todos os circuitos oscilatórios que estão no projeto, ao alterar a frequência.
Como resultado, o projeto do receptor de rádio torna-se muito mais complicado, assim como seu uso. Mas essas deficiências podem ser eliminadas usando o método de conversão das oscilações recebidas em uma frequência estável e fixa. Além disso, a frequência geralmente é reduzida, o que permite alcançar um alto nível de ganho. É nesta frequência que o amplificador ressonante é sintonizado. Esta técnica é usada em receptores super-heteródinos modernos. Apenas uma frequência fixa é chamada de frequência intermediária.
Método de conversão de frequência
E agora precisamos considerar o método acima mencionado de conversão de frequência em receptores de rádio. Suponha que existam dois tipos de oscilações, suas frequências são diferentes. Quando essas vibrações são somadas, uma batida aparece. Quando adicionado, o sinal aumenta em amplitude ou diminui. Se você prestar atenção ao gráfico que caracteriza esse fenômeno, poderá ver um período completamente diferente. E este é o período das batidas. Além disso, esse período é muito mais longo do que uma característica semelhante de qualquer uma das flutuações que se formaram. Assim, o oposto é verdadeiro com frequências - a soma das oscilações tem menos.
A frequência de batimento é bastante fácil de calcular. É igual à diferença nas frequências das oscilações que foram adicionadas. E com um aumentodiferença, a frequência de batimentos aumenta. Segue-se que, ao escolher uma diferença relativamente grande em termos de frequência, são obtidos batimentos de alta frequência. Por exemplo, existem duas flutuações - 300 metros (isto é 1 MHz) e 205 metros (isto é 1,46 MHz). Quando adicionado, verifica-se que a frequência de batida será de 460 kHz ou 652 metros.
Detecção
Mas os receptores do tipo super-heteródino sempre têm um detector. As batidas que resultam da adição de duas vibrações diferentes têm um período. E é totalmente consistente com a frequência intermediária. Mas não são oscilações harmônicas de frequência intermediária; para obtê-las, é necessário realizar o procedimento de detecção. Observe que o detector extrai apenas oscilações com a frequência de modulação do sinal modulado. Mas no caso das batidas, tudo é um pouco diferente - há uma seleção de oscilações da chamada frequência de diferença. É igual à diferença de frequências que se somam. Este método de transformação é chamado de método de heterodinação ou mistura.
Implementação do método quando o receptor está rodando
Vamos supor que as oscilações de uma estação de rádio entrem no circuito de rádio. Para realizar transformações, é necessário criar várias oscilações auxiliares de alta frequência. Em seguida, a frequência do oscilador local é selecionada. Neste caso, a diferença entre os termos das frequências deve ser, por exemplo, 460 kHz. Em seguida, você precisa adicionar as oscilações e aplicá-las à lâmpada do detector (ou semicondutor). Isso resulta em uma oscilação de frequência de diferença (valor 460 kHz) em um circuito conectado ao circuito do ânodo. Precisa prestar atençãoo fato de que este circuito está sintonizado para trabalhar na diferença de frequência.
Usando um amplificador de alta frequência, você pode converter o sinal. Sua amplitude aumenta significativamente. O amplificador usado para isso é abreviado como IF (Intermediate Frequency Amplifier). Pode ser encontrado em todos os receptores do tipo super-heteródino.
Circuito de triodo prático
Para converter a frequência, você pode usar o circuito mais simples em uma única lâmpada triodo. As oscilações que vêm da antena, através da bobina, caem na grade de controle da lâmpada do detector. Um sinal separado vem do oscilador local, é sobreposto ao principal. Um circuito oscilatório é instalado no circuito do ânodo da lâmpada do detector - ele é sintonizado na diferença de frequência. Quando detectadas, são obtidas oscilações, que são amplificadas ainda mais no FI.
Mas construções em tubos de rádio são usadas muito raramente hoje - esses elementos estão desatualizados, é problemático obtê-los. Mas é conveniente considerar todos os processos físicos que ocorrem na estrutura sobre eles. Heptodos, triodo-heptodos e pentodos são frequentemente usados como detectores. O circuito em um triodo semicondutor é muito semelhante àquele em que uma lâmpada é usada. A tensão de alimentação é menor e os dados de enrolamento dos indutores.
IF em heptodos
Heptode é uma lâmpada com várias grades, cátodos e ânodos. Na verdade, são dois tubos de rádio dentro de um recipiente de vidro. O fluxo eletrônico dessas lâmpadas também é comum. NOa primeira lâmpada excita oscilações - isso permite que você se livre do uso de um oscilador local separado. Mas na segunda, as oscilações provenientes da antena e as heteródinas se misturam. As batidas são obtidas, as oscilações com frequência diferente são separadas delas.
Normalmente as lâmpadas nos diagramas são separadas por uma linha pontilhada. As duas grades inferiores são conectadas ao cátodo através de vários elementos - um circuito de feedback clássico é obtido. Mas a grade de controle diretamente do oscilador local está conectada ao circuito oscilatório. Com o feedback, ocorrem corrente e oscilação.
A corrente penetra através da segunda grade e as oscilações são transferidas para a segunda lâmpada. Todos os sinais que vêm da antena vão para a quarta grade. As redes nº 3 e nº 5 estão interligadas dentro da base e têm uma tensão constante sobre elas. São telas peculiares localizadas entre duas lâmpadas. O resultado é que a segunda lâmpada fica completamente blindada. O ajuste de um receptor super-heteródino geralmente não é necessário. O principal é ajustar os filtros passa-banda.
Processos que ocorrem no esquema
A corrente oscila, elas são criadas pela primeira lâmpada. Neste caso, todos os parâmetros do segundo tubo de rádio mudam. É nele que se misturam todas as vibrações - da antena e do oscilador local. As oscilações são geradas com uma frequência de diferença. Um circuito oscilatório está incluído no circuito do ânodo - ele é sintonizado nessa frequência específica. Em seguida vem a seleção decorrente de ânodo de oscilação. E após esses processos, um sinal é enviado para a entrada do IF.
Com a ajuda de lâmpadas especiais de conversão, o design do super-heteródino é significativamente simplificado. O número de tubos é reduzido, eliminando várias dificuldades que podem surgir ao operar um circuito usando um oscilador local separado. Tudo discutido acima se refere às transformações da forma de onda não modulada (sem fala e música). Isso torna muito mais fácil considerar o princípio de operação do dispositivo.
Sinais modulados
No caso em que ocorre a conversão da onda modulada, tudo é feito de forma um pouco diferente. As oscilações do oscilador local têm amplitude constante. A oscilação e o batimento de FI são modulados, assim como a portadora. Para converter o sinal modulado em som, é necessária mais uma detecção. É por esta razão que em receptores HF super-heteródinos, após a amplificação, um sinal é aplicado ao segundo detector. E somente depois disso, o sinal de modulação é alimentado no fone de ouvido ou na entrada ULF (amplificador de baixa frequência).
No projeto do FI há uma ou duas cascatas do tipo ressonante. Como regra, transformadores sintonizados são usados. Além disso, dois enrolamentos são configurados ao mesmo tempo, e não um. Como resultado, uma forma mais vantajosa da curva de ressonância pode ser alcançada. A sensibilidade e a seletividade do dispositivo receptor são aumentadas. Esses transformadores com enrolamentos sintonizados são chamados de filtros passa-faixa. Eles são configurados usandonúcleo ajustável ou capacitor trimmer. Eles são configurados uma vez e não precisam ser tocados durante a operação do receptor.
frequência LO
Agora vamos ver um simples receptor super-heteródino em um tubo ou transistor. Você pode alterar as frequências do oscilador local na faixa necessária. E deve ser selecionado de tal forma que com quaisquer oscilações de frequência que venham da antena, seja obtido o mesmo valor da frequência intermediária. Quando o super-heteródino é sintonizado, a frequência da oscilação amplificada é ajustada para um amplificador ressonante específico. Acontece uma clara vantagem - não há necessidade de configurar um grande número de circuitos oscilatórios entre tubos. Basta ajustar o circuito heteródino e a entrada. Há uma simplificação significativa da configuração.
Frequência intermediária
Para obter um FI fixo ao operar em qualquer frequência que esteja na faixa de operação do receptor, é necessário deslocar as oscilações do oscilador local. Normalmente, os rádios super-heteródinos usam um IF de 460 kHz. Muito menos comumente usado é 110 kHz. Esta frequência indica o quanto as faixas do oscilador local e do circuito de entrada diferem.
Com a ajuda da amplificação ressonante, a sensibilidade e a seletividade do dispositivo são aumentadas. E graças ao uso da transformação da oscilação de entrada, é possível melhorar o índice de seletividade. Muitas vezes, duas estações de rádio operando relativamente próximas (de acordo comfrequência), interferem entre si. Tais propriedades devem ser levadas em consideração se você planeja montar um receptor super-heteródino caseiro.
Como as estações são recebidas
Agora podemos ver um exemplo específico para entender como funciona um receptor super-heteródino. Digamos que seja usado um FI igual a 460 kHz. E a estação opera na frequência de 1 MHz (1000 kHz). E ela é prejudicada por uma estação fraca que transmite na frequência de 1010 kHz. Sua diferença de frequência é de 1%. Para obter um FI igual a 460 kHz, é necessário sintonizar o oscilador local para 1,46 MHz. Neste caso, o rádio interferente emitirá um IF de apenas 450 kHz.
E agora você pode ver que os sinais das duas estações diferem em mais de 2%. Dois sinais fugiram, isso aconteceu através do uso de conversores de frequência. A recepção da estação principal foi simplificada e a seletividade do rádio melhorou.
Agora você conhece todos os princípios dos receptores super-heteródinos. Nos rádios modernos, tudo é muito mais simples - você precisa usar apenas um chip para construir. E nele, vários dispositivos são montados em um cristal semicondutor - detectores, osciladores locais, amplificadores de RF, LF, IF. Resta apenas adicionar um circuito oscilatório e alguns capacitores, resistores. E um receptor completo é montado.
