Суперхетеродински пријемник користи мешање сигнала за претварање улазног радио сигнала у стабилну средњу фреквенцију (ИФ) са којом се може радити лакше од оригиналног радио сигнала који има другачију фреквенцију, у зависности од радиодифузне станице. ИФ сигнал се затим појачава траком ИФ појачала, а затим улази у детектор који емитује аудио сигнал у аудио појачало које напаја звучник. У овом чланку ћемо сазнати о раду Суперхетеродине АМ пријемника или кратког суперхета уз помоћ блок дијаграма.
Већина АМ пријемника који су данас пронађени су суперхетеродинског типа, јер омогућавају употребу филтера високе селективности у њиховим фазама средње фреквенције (ИФ) и имају високу осетљивост (могу се користити интерне антене феритних шипки) због филтера у фази ИФ који помаже им у уклањању нежељених РФ сигнала. Такође, трака појачала ИФ пружа високо појачање, добар снажан одзив сигнала због употребе аутоматске контроле појачања у појачалима и једноставности рада (контролише само јачину звука, прекидач за напајање и дугме за подешавање).
Блок дијаграм пријемника Суперхетеродине АМ
Да бисмо разумели како то функционише, погледајмо блок дијаграм Суперхетеродине АМ пријемника који је приказан доле.
Као што видите, блок дијаграм има 11 различитих фаза, свака фаза има одређену функцију која је објашњена у наставку
- РФ филтер: Први блок је завојница феритне штапне антене и променљиви кондензатор, који служи у две сврхе - РФ се индукује у завојницу, а паралелни кондензатор контролише његову резонантну фреквенцију, јер феритне антене добијају најбоље кад резонантна фреквенција калем и кондензатор једнаки су носећој фреквенцији станице - на овај начин делују као улазни филтер пријемника.
- Хетеродински локални осцилатор: Други блок је хетеродин, познат и као локални осцилатор (ЛО). Фреквенција локалног осцилатора је подешена, тако да је збир или разлика фреквенције РФ сигнала и ЛО фреквенције једнака ИФ која се користи у пријемнику (обично око 455 кХз).
- Миксер: Трећи блок је миксер, РФ сигнал и ЛО сигнал се доводе у миксер да би се добио жељени ИФ. Мешалице пронађене у уобичајеним АМ пријемницима дају суму, разлику ЛО и РФ фреквенција и саме ЛО и РФ сигнале. Најчешће у једноставним транзисторским радио-апаратима, хетеродин и миксер се израђују помоћу једног транзистора. У висококвалитетним пријемницима и онима који користе наменске интегрисане кругове, као што је ТЦА440, ове фазе су одвојене, што омогућава осетљивији пријем због мешалице која даје само суму и разлику фреквенција. У једном транзисторском ЛО-миксеру транзистор делује као Армстронгов осцилатор са заједничком базом, а РФ узет из завојнице намотане на феритној шипки, одвојено од завојнице резонантног кола, доводи се у базу.На фреквенцијама различитим од резонантне фреквенције антенског резонантног кола, он представља малу импедансу, тако да база остаје уземљена за ЛО сигнал, али не и за улазни сигнал, због тога што је антенски круг паралелног резонантног типа (мала импеданса на фреквенцијама различите од резонанце, готово бесконачна импеданса на резонантној фреквенцији).
- Први ИФ филтер: Четврти блок је први ИФ филтер. У већини АМ пријемника то је резонантно коло смештено у колектор транзистора мешалице са резонантном фреквенцијом једнаком ИФ фреквенцији. Његова сврха је да филтрира све сигнале са фреквенцијом која се разликује од ИФ фреквенције, јер су ти сигнали нежељени производи за мешање и не преносе аудио сигнал станице коју желимо да слушамо.
- Прво ИФ појачало: Пети блок је прво ИФ појачало. Добици од 50 до 100 у свакој фази ИФ су уобичајени ако је појачање превисоко, може доћи до изобличења, а ако је појачање превисоко, ако су филтри ИФ преблизу један другом и нису правилно заштићени, може доћи до паразитских осцилација. Појачалом управља АГЦ (Аутоматиц Гаин Цонтрол) напон из демодулатора. АГЦ смањује појачање нивоа, што доводи до тога да је излазни сигнал приближно исти, без обзира на амплитуду улазног сигнала. У транзисторским АМ пријемницима, АГЦ сигнал се најчешће доводи у базу и има негативан напон - у НПН транзисторима који повлаче напон пристраности базе нижи, смањује појачање.
- Други ИФ филтер: Шести блок је други ИФ филтер, баш као и први, то је резонантни круг смештен у колектор транзистора. Омогућава само сигнале ИФ фреквенције - побољшавајући селективност.
- Друго ИФ појачало: Седми блок је друго ИФ појачало, практично је исто као и прво ИФ појачало, осим што га не контролише АГЦ, јер има превише АГЦ контролисаних степени, повећава изобличења.
- Трећи ИФ филтер: осми блок је трећи ИФ филтер, баш као и први, а други је резонантни круг смештен у колектор транзистора. Омогућава само сигнале ИФ фреквенције - побољшавајући селективност. Храни ИФ сигнал на детектор.
- Детектор: Девети блок је детектор, обично у облику германијеве диоде или транзистора повезаног са диодом. Демодулира АМ исправљањем ИФ. На његовом излазу се налази снажна компонента ИФ таласа коју филтрира нископропусни филтер отпорника-кондензатора, тако да остаје само АФ компонента, она се доводи на аудио појачало. Аудио сигнал се даље филтрира како би се обезбедио АГЦ напон, као у редовном напајању једносмерном струјом.
- Аудио појачало: Десети блок је аудио појачало; појачава аудио сигнал и прослеђује га на звучник. Између детектора и аудио појачала користи се потенциометар за контролу јачине звука.
- Звучник: Последњи блок је звучник (обично 8 ома, 0,5 В) који кориснику емитује звук. Звучник је понекад повезан са аудио појачалом преко прикључка за слушалице који искључује звучник када су слушалице прикључене.
Суперхетеродине АМ Рецеивер Цирцуит
Сада знамо основну функционалност рада суперхетеродинског пријемника, погледајмо типични дијаграм кола Суперхетеродинског пријемника. Доњи склоп је пример једноставног транзисторског радио кола направљеног помоћу супер осетљивог транзистора ТР830 компаније Сони.
На први поглед коло може изгледати компликовано, али ако га упоредимо са блок дијаграмом који смо раније научили, постаје једноставно. Дакле, поделимо сваки одељак кола да бисмо објаснили његов рад.
Антена и мешач - Л1 је феритна штапна антена, она паралелно формира резонантни круг са променљивим кондензатором Ц2-1 и Ц1-1. Секундарни намотај спаја се са базом транзистора миксера Кс1. Л5 сигнал се емитује из емитора из ЛО преко Ц5. Излаз ИФ се узима из колектора помоћу ИФТ1, завојница се тапка на колектору на начин аутоматског трансформатора, јер ако би резонантни круг био повезан директно између колектора и Вцц, транзистор би знатно учитао коло и пропусност би била превише висока - око 200кХз. Ово прислушкивање смањује ширину опсега на 30кХз.
ЛО - Стандардни Армстронг осцилатор са заједничком базом, Ц1-2 је подешен уз Ц1-1 да би разлика ЛО и РФ фреквенција увек била 455кХз. ЛО фреквенција одређена је Л2 и укупним капацитетом Ц1-2 и Ц2-2 у серији са Ц8. Л2 даје повратне информације за осцилације од колектора до емитора. База је РФ уземљена.
Кс3 је прво ИФ појачало. Да бисмо користили трансформатор за напајање базе транзисторског појачавача, секундар смо ставили између основе и пристрасности, а између одступања и секундарног трансформатора ставили одвојни кондензатор да затворимо коло за сигнал. Ово је ефикасније решење од напајања сигнала преко спојног кондензатора на базу која је директно повезана са отпорницима на пристраност
ТМ је мерач јачине сигнала који мери струју која тече у ИФ појачало, јер већи улазни сигнали узрокују да више струје пролази кроз ИФ трансформатор у друго ИФ појачало, повећавајући струју напајања ИФ појачала коју мерило мери. Ц14 филтрира напон напајања заједно са Р9 (ван екрана), јер се у завојницу ТМ бројила може индуковати РФ и брујање електричне мреже.
Кс4 је друго ИФ појачало, пристрасност је фиксирана постављена Р10 и Р11, Ц15 уземљује базу за ИФ сигнале; повезан је са невезаним Р12 да би пружио негативне повратне информације како би се смањила изобличења, све остало је исто као у првом појачалу.
Д је детектор. Демодулира ИФ и напаја негативни АГЦ напон. Користе се германијумске диоде, јер су њихови напони двоструко нижи од силицијумских, што доводи до веће осетљивости пријемника и нижег изобличења звука / Р13, Ц18 и Ц19 чине ПИ тополошки нископропусни аудио филтер, док Р7 контролише снагу АГЦ-а и формира нископропусни филтер са Ц10 који филтрира АГЦ напон и из ИФ и из АФ сигнала.
Кс5 је аудио претпојачало, Р4 контролише јачину звука, а Ц22 пружа негативне повратне информације на вишим фреквенцијама, пружајући додатно нископропусно филтрирање. Кс6 је покретач степена напајања. С2 и Ц20 чине коло за контролу тона - када се притисне прекидач, Ц20 утемељује више звучне фреквенције, делујући као сирови нископропусни филтер, ово је било важно у раним АМ радио-апаратима, јер су звучници имали врло лоше перформансе на ниским фреквенцијама и звук је примљен лимени ”. Негативне повратне информације са излаза примењују се на круг емитора покретачког транзистора.
Т1 инвертира фазу сигнала који долазе у базу Кс7 у односу на фазу у бази Кс8, Т2 окреће полуталасну струју сваког транзистора назад у цео таласни облик и поравнава већу импедансу транзистора појачала (200 ома) са 8 -охм звучник. Један транзистор вуче струју када је улазни сигнал у таласном облику позитиван, а други када је таласни облик негативан. Р26 и Ц29 пружају негативне повратне информације, смањујући изобличења и побољшавајући квалитет звука и фреквенцијски одзив. Ј и СП су повезани на начин који искључује звучник када су прикључене слушалице. Аудио појачало даје око 100мВ снаге, довољно за целу собу.