Có một số phương án để chế tạo máy thu vô tuyến. Hơn nữa, chúng được sử dụng cho mục đích gì không quan trọng - như một bộ thu của các trạm phát sóng hay một tín hiệu trong bộ hệ thống điều khiển. Có máy thu superheterodyne và khuếch đại trực tiếp. Trong mạch thu khuếch đại trực tiếp, chỉ sử dụng một loại bộ biến đổi dao động - đôi khi là bộ tách sóng đơn giản nhất. Trên thực tế, đây là một bộ thu tín hiệu dò, chỉ được cải tiến một chút. Nếu chú ý đến thiết kế của radio, bạn có thể thấy rằng đầu tiên tín hiệu tần số cao được khuếch đại, sau đó là tín hiệu tần số thấp (để xuất ra loa).
Tính năng của superheterodynes
Do thực tế có thể xảy ra dao động ký sinh nên khả năng khuếch đại dao động cao tần bị hạn chế ở một mức độ nhỏ. Điều này đặc biệt đúng khi chế tạo máy thu sóng ngắn. Nhưbộ khuếch đại âm bổng tốt nhất là sử dụng các thiết kế cộng hưởng. Nhưng họ cần phải cấu hình lại hoàn chỉnh tất cả các mạch dao động trong thiết kế, khi thay đổi tần số.
Do đó, thiết kế của máy thu thanh cũng như việc sử dụng nó trở nên phức tạp hơn rất nhiều. Nhưng những thiếu sót này có thể được loại bỏ bằng cách sử dụng phương pháp chuyển đổi các dao động nhận được thành một tần số ổn định và cố định. Hơn nữa, tần số thường được giảm xuống, điều này cho phép bạn đạt được mức tăng cao. Tại tần số này, bộ khuếch đại cộng hưởng được điều chỉnh. Kỹ thuật này được sử dụng trong các máy thu superheterodyne hiện đại. Chỉ một tần số cố định được gọi là tần số trung gian.
Phương pháp chuyển đổi tần suất
Và bây giờ chúng ta cần xem xét phương pháp chuyển đổi tần số nói trên trong máy thu thanh. Giả sử có hai dạng dao động, tần số của chúng khác nhau. Khi những rung động này được thêm vào với nhau, một nhịp xuất hiện. Khi được thêm vào, tín hiệu sẽ tăng hoặc giảm biên độ. Nếu bạn chú ý đến biểu đồ đặc trưng cho hiện tượng này, bạn có thể thấy một giai đoạn hoàn toàn khác. Và đây là thời kỳ của những nhịp đập. Hơn nữa, khoảng thời gian này dài hơn nhiều so với một đặc điểm tương tự của bất kỳ biến động nào đã được hình thành. Theo đó, điều ngược lại là đúng với tần số - tổng các dao động có ít hơn.
Tần số nhịp đủ dễ tính. Nó bằng với sự khác biệt về tần số của các dao động đã được thêm vào. Và với sự gia tăngchênh lệch, tần số nhịp tăng lên. Sau đó, khi chọn một sự khác biệt tương đối lớn về tần số, sẽ thu được các nhịp tần số cao. Ví dụ, có hai dao động - 300 mét (đây là 1 MHz) và 205 mét (đây là 1,46 MHz). Khi được thêm vào, tần số nhịp sẽ là 460 kHz hoặc 652 mét.
Phát hiện
Nhưng máy thu loại superheterodyne luôn có máy dò. Các nhịp là kết quả của việc cộng hai dao động khác nhau có chu kỳ. Và nó hoàn toàn phù hợp với tần số trung gian. Nhưng đây không phải là dao động điều hòa của tần số trung gian, để thu được chúng cần phải thực hiện quy trình dò tìm. Xin lưu ý rằng máy dò chỉ trích xuất các dao động với tần số điều chế từ tín hiệu điều chế. Nhưng trong trường hợp nhịp điệu, mọi thứ hơi khác một chút - có sự lựa chọn các dao động của cái gọi là tần số chênh lệch. Nó bằng sự khác biệt về tần số cộng lại. Phương pháp biến đổi này được gọi là phương pháp biến đổi hoặc trộn lẫn.
Thực hiện phương pháp khi đầu thu đang chạy
Giả sử rằng các dao động từ một đài vô tuyến đi vào mạch vô tuyến. Để thực hiện các phép biến đổi, cần tạo ra một số dao động cao tần bổ trợ. Tiếp theo, tần số dao động cục bộ được chọn. Trong trường hợp này, sự khác biệt giữa các giá trị của tần số phải là 460 kHz. Tiếp theo, bạn cần thêm các dao động và áp dụng chúng vào đèn dò (hoặc chất bán dẫn). Điều này dẫn đến một dao động tần số khác nhau (giá trị 460 kHz) trong một mạch nối với mạch anốt. Cần chú ý đếnthực tế là mạch này được điều chỉnh để hoạt động ở tần số khác nhau.
Sử dụng bộ khuếch đại tần số cao, bạn có thể chuyển đổi tín hiệu. Biên độ của nó tăng lên đáng kể. Bộ khuếch đại được sử dụng cho điều này được viết tắt là IF (Bộ khuếch đại tần số trung gian). Nó có thể được tìm thấy trong tất cả các máy thu loại superheterodyne.
Mạch triode thực tế
Để chuyển đổi tần số, bạn có thể sử dụng mạch đơn giản nhất trên một đèn triode. Các dao động đến từ ăng-ten, qua cuộn dây, rơi vào lưới điều khiển của đèn dò. Một tín hiệu riêng biệt đến từ bộ tạo dao động cục bộ, nó được đặt chồng lên trên bộ dao động chính. Một mạch dao động được lắp vào mạch anốt của đèn dò - nó được điều chỉnh đến tần số khác nhau. Khi được phát hiện, các dao động thu được, các dao động này sẽ được khuếch đại thêm trong IF.
Nhưng các cấu tạo trên ống vô tuyến ngày nay rất hiếm khi được sử dụng - những yếu tố này đã lỗi thời, rất khó để có được chúng. Nhưng thuận tiện khi xem xét tất cả các quá trình vật lý xảy ra trong cấu trúc trên chúng. Heptodes, triode-heptodes và pentode thường được sử dụng làm máy dò. Mạch điện trên triode bán dẫn rất giống với mạch điện trong đèn được sử dụng. Điện áp cung cấp ít hơn và dữ liệu về cuộn cảm của cuộn cảm.
IF trên heptodes
Heptode là đèn có nhiều lưới, cực âm và cực dương. Thực chất, đây là hai ống radio được đựng trong một hộp thủy tinh. Dòng điện tử của các loại đèn này cũng phổ biến. TẠIđèn đầu tiên kích thích dao động - điều này cho phép bạn loại bỏ việc sử dụng bộ tạo dao động cục bộ riêng biệt. Nhưng trong lần thứ hai, các dao động đến từ ăng-ten và các dao động khác được trộn lẫn với nhau. Nhịp đập thu được, các dao động có tần số khác biệt được tách ra khỏi chúng.
Thông thường các đèn trên sơ đồ được phân tách bằng một đường chấm. Hai lưới phía dưới được nối với cực âm thông qua một số phần tử - một mạch phản hồi cổ điển thu được. Nhưng lưới điều khiển trực tiếp của bộ dao động cục bộ được nối với mạch dao động. Với phản hồi, dòng điện và dao động xảy ra.
Dòng điện xuyên qua lưới thứ hai và dao động được chuyển đến đèn thứ hai. Tất cả các tín hiệu đến từ ăng-ten sẽ đi đến lưới thứ tư. Lưới số 3 và số 5 được kết nối với nhau bên trong đế và có điện áp không đổi trên chúng. Đây là những tấm chắn đặc biệt nằm giữa hai chiếc đèn. Kết quả là đèn thứ hai được che chắn hoàn toàn. Thường không cần điều chỉnh máy thu superheterodyne. Điều chính là điều chỉnh các bộ lọc thông dải.
Quá trình diễn ra trong chương trình
Dòng điện dao động, chúng được tạo ra bởi ngọn đèn đầu tiên. Trong trường hợp này, tất cả các thông số của ống vô tuyến thứ hai đều thay đổi. Nó là trong đó tất cả các rung động được trộn lẫn - từ ăng-ten và bộ dao động cục bộ. Các dao động được tạo ra với một tần số khác nhau. Một mạch dao động được bao gồm trong mạch anốt - nó được điều chỉnh theo tần số cụ thể này. Tiếp theo là lựa chọn từdòng điện cực dương dao động. Và sau những quá trình này, một tín hiệu được gửi đến đầu vào của IF.
Với sự trợ giúp của đèn chuyển đổi đặc biệt, thiết kế của superheterodyne được đơn giản hóa đáng kể. Số lượng ống được giảm xuống, loại bỏ một số khó khăn có thể phát sinh khi vận hành mạch sử dụng bộ dao động cục bộ riêng biệt. Mọi thứ được thảo luận ở trên đề cập đến các biến đổi của dạng sóng không điều chế (không có lời nói và âm nhạc). Điều này giúp cho việc xem xét nguyên lý hoạt động của thiết bị trở nên dễ dàng hơn rất nhiều.
Tín hiệu đã được điều chế
Trong trường hợp quá trình chuyển đổi sóng điều biến xảy ra, mọi thứ được thực hiện hơi khác một chút. Dao động của vật dao động cục bộ có biên độ không đổi. Dao động IF và nhịp được điều biến, cũng như sóng mang. Để chuyển đổi tín hiệu đã điều chế thành âm thanh, cần thêm một lần phát hiện nữa. Đó là vì lý do này mà trong máy thu HF superheterodyne, sau khi khuếch đại, một tín hiệu được đưa vào bộ tách sóng thứ hai. Và chỉ sau đó, tín hiệu điều chế được đưa đến tai nghe hoặc đầu vào ULF (bộ khuếch đại tần số thấp).
Trong thiết kế của IF có một hoặc hai tầng thuộc loại cộng hưởng. Theo quy định, máy biến áp được điều chỉnh được sử dụng. Hơn nữa, hai cuộn dây được cấu hình cùng một lúc, không phải một. Kết quả là có thể đạt được hình dạng thuận lợi hơn của đường cong cộng hưởng. Độ nhạy và độ chọn lọc của thiết bị nhận được tăng lên. Các máy biến áp này có cuộn dây điều chỉnh được gọi là bộ lọc thông dải. Chúng được định cấu hình bằng cách sử dụnglõi điều chỉnh hoặc tụ điện. Chúng được định cấu hình một lần và không cần phải chạm vào trong quá trình hoạt động của đầu thu.
LO tần
Bây giờ chúng ta hãy xem xét một máy thu superheterodyne đơn giản trên một ống hoặc một bóng bán dẫn. Bạn có thể thay đổi tần số dao động cục bộ trong phạm vi yêu cầu. Và nó phải được chọn sao cho với bất kỳ dao động tần số nào phát ra từ ăng-ten đều thu được cùng một giá trị của tần số trung gian. Khi điều chỉnh siêu âm tần, tần số của dao động khuếch đại được điều chỉnh đến một bộ khuếch đại cộng hưởng cụ thể. Nó chỉ ra một lợi thế rõ ràng - không cần phải cấu hình một số lượng lớn các mạch dao động giữa các ống. Nó là đủ để điều chỉnh mạch heterodyne và đầu vào. Có một sự đơn giản hóa đáng kể trong quá trình thiết lập.
Tần số trung gian
Để thu được IF cố định khi hoạt động ở bất kỳ tần số nào trong phạm vi hoạt động của máy thu, cần phải dịch chuyển dao động của bộ dao động cục bộ. Thông thường, bộ đàm superheterodyne sử dụng IF 460 kHz. Ít được sử dụng hơn nhiều là 110 kHz. Tần số này cho biết phạm vi của bộ dao động cục bộ và mạch đầu vào khác nhau bao nhiêu.
Với sự trợ giúp của khuếch đại cộng hưởng, độ nhạy và độ chọn lọc của thiết bị được tăng lên. Và nhờ sử dụng sự biến đổi của dao động tới nên có thể nâng cao chỉ số chọn lọc. Rất thường xuyên, hai đài phát thanh hoạt động tương đối gần nhau (theotần số), giao thoa với nhau. Những đặc tính đó phải được tính đến nếu bạn định lắp ráp một bộ thu superheterodyne tự chế.
Cách nhận các đài
Bây giờ chúng ta có thể xem xét một ví dụ cụ thể để hiểu cách hoạt động của bộ thu superheterodyne. Giả sử IF bằng 460 kHz được sử dụng. Và trạm hoạt động ở tần số 1 MHz (1000 kHz). Và cô ấy bị cản trở bởi một đài yếu phát sóng ở tần số 1010 kHz. Sự khác biệt về tần số của chúng là 1%. Để đạt được IF bằng 460 kHz, cần phải điều chỉnh bộ dao động cục bộ đến 1,46 MHz. Trong trường hợp này, đài gây nhiễu sẽ xuất ra IF chỉ 450 kHz.
Và bây giờ bạn có thể thấy rằng tín hiệu của hai trạm chênh lệch hơn 2%. Hai tín hiệu chạy trốn, điều này xảy ra thông qua việc sử dụng bộ chuyển đổi tần số. Việc tiếp nhận của đài chính đã được đơn giản hóa và tính chọn lọc của đài đã được cải thiện.
Bây giờ bạn đã biết tất cả các nguyên tắc của máy thu superheterodyne. Trong radio hiện đại, mọi thứ đơn giản hơn nhiều - bạn chỉ cần sử dụng một con chip để xây dựng. Và trong đó, một số thiết bị được lắp ráp trên một tinh thể bán dẫn - bộ dò, bộ dao động cục bộ, bộ khuếch đại RF, LF, IF. Nó chỉ còn lại để thêm một mạch dao động và một vài tụ điện, điện trở. Và một bộ thu hoàn chỉnh đã được lắp ráp.
