Супергетеродинні приймачі - питання та відповіді
Чим переважно відрізняється супер від приймача прямого посилення?
Головна відмінність супера від приймача прямого посилення у тому, що у приймачах прямого посилення попереднє посилення сигналу (до детектування) виробляється на частоті сигналу. Для цього підсилювач високої частоти приймача має зазвичай кілька контурів, які налаштовуються на станцію, що приймається. У супергетеродині основне посилення проводиться не на частоті сигналу, тобто не на тій частоті, на якій працює станція, а на певній і не змінюється частоті, яка називається проміжною. Таким чином, підсилювач проміжної частоти супергетеродина не має контурів, що налаштовуються, так як його контури налаштовані раз і назавжди на одну і ту ж проміжну частоту і при прийомі будь-яких станцій налаштування цих контурів не змінюється. Для того, щоб було можливо здійснювати посилення сигналів, що приймаються на цій проміжній частоті, в супергетеродині перед підсилювачем проміжної частоти ставиться так званий "змішувач" або "перетворювач", в якому і відбувається перетворення частоти сигналу в проміжну частоту.
У чому полягає перевага суперів перед приймачами прямого посилення?
Перевага суперів перед приймачами прямого посилення полягає в тому, що основне посилення в супері проводиться на проміжній частоті і контури проміжної частоти не мають змінної настройки. Вартість каскаду проміжної частоти виходить нижчою, ніж вартість каскаду високої частоти у приймачах прямого посилення. Крім того, внаслідок застосування низької проміжної частоти від каскаду можна отримати більше стійке посилення, ніж від каскаду, що працює на частоті сигналу, тому що чим нижча частота, тим менше впливаєміжелектродна ємність анод-сітка. Внаслідок того, що основне посилення в супері проводиться на постійній частоті - у приймачі виходить рівномірне посилення по всьому діапазону та рівномірна вибірковість.
У чому полягають основні умови хорошої роботи суперу?
Робота суперу, як і кожного приймача, визначається дуже багатьма причинами, повністю перерахувати які тут неможливо. Але якщо говорити про основні умови хорошої роботи, то можна вважати, що найголовніше значення мають наступні:
1. Гарне регулювання проміжної частоти, тобто хороше виконання контурів і дуже точне налаштування всіх контурів у резонанс.
2. Велике значення має гарна попередня селекція. У більшості випадків буває достатньо двох контурів, що налаштовуються на частоту станції, що приймаються, що стоять перед змішувальної лампою.
3. Не менше значення має правильне регулювання гетеродину. Відрегульований гетеродин повинен стійко генерувати на всьому діапазоні налаштування приймача і подавати до сітки лампи змішування коливання допоміжної частоти достатньої амплітуди.
Ці три умови є основними та специфічними для суперу. Інші умови хорошої роботи суперу загалом мало чим від умов хорошої роботи приймача прямого посилення.
Що таке попереднє посилення?
Попереднім посиленням супергетеродині називається посилення високої частоти, т. е. посилення, яке виробляється на частоті сигналу перед перетворенням на проміжну частоту.
Чи застосовується в супері попереднє посилення?
Попереднє посилення застосовується лише у суперах першого класу. Переважна більшість фабричних дешевих тасаморобних суперів будується без попереднього посилення. Пояснюється це тим, що супери і без посилення високої частоти мають достатню вибірковість.
Від чого залежить вибір проміжної частоти?
Вибір проміжної частоти визначається декількома міркуваннями. Насамперед велику роль грає величина посилення, яке можна отримати від каскаду проміжної частоти. Як відомо, що нижча частота (що довша хвиля), то більше посилення можна отримати від каскаду і тим стабільніше працює цей каскад. Тому як проміжна частота зазвичай обирають частоти досить малі. Крім того, дуже важливо, щоб на тій частоті, яка обрана як проміжна частота, не працювали потужні радіомовні або радіотелеграфні станції, тому що перешкоди від таких станцій у місці прийому ускладнюють відбудову. Далі важливо, щоб дзеркальна частота (див. питання 166) досить добре замикалася преселектором, так як в іншому випадку буде важко позбутися перешкод. Необхідно також, щоб проміжна частота не лежала в діапазоні супергетеродина настройки.
З усіх цих міркувань, зазвичай вибирають проміжну частоту або близько 110-115 кГц, або близько 460 кГц. Вищі частоти не застосовуються. Частоти в 110-115 кГц є нижчими частотами, ніж найнижча частота, що використовується в радіомовленні (150 кГц). Частота ж близько 460 кГц також лежить у радіомовному діапазоні, оскільки між частотами 545 і 420 кГц у діапазоні приймачів завжди є провал, т. е. приймач немає налаштувань ці частоти.
Що таке дзеркальне налаштування?
Дзеркальним налаштуванням, або дзеркальною частотою, називається частота, яка відрізняється від частоти станції, що приймається, на подвоєнупроміжну частоту.
Що таке преселекція (попередня селекція)?
Преселекцією називається відфільтровування перед подачею на сітку змішувальної лампи всіх частот, крім частоти станції, що приймається. Таке відфільтровування необхідно для того, щоб не допустити до змішувальної лампи як сигналів станцій, що працюють на дзеркальних частотах, так і сигналів всіх інших станцій, які з частотами станції, що приймається, або з гармоніками допоміжної частоти, генерованої гетеродином, можуть створювати биття, рівні проміжній частоті.
Що таке крутість перетворення?
Крутизна перетворення є найважливішим параметром змішувальних ламп, тобто тих ламп, що застосовуються в суперах для перетворення частоти. Цей параметр показує відношення змінної складової струму проміжної частоти в анодному ланцюгу змішувальної лампи до напруги сигналу, підведеному до сітки керуючої цієї лампи. Крутизна перетворення має розмірність міліамперу на вольт. Крутизна перетворення сучасних змішувальних ламп лежить у межах приблизно від 0,3 мА до 1,5 мА на вольт.
Чому супер свистять?
Причинами свисту в супері можуть бути:
1) самозбудження каскаду посилення проміжної частоти,
2) недостатньо задовільна якість змішувальних ламп.
Боротьба з самозбудженням каскаду проміжної частоти ведеться тими самими методами, як у приймачах прямого посилення (див. питання 52, 157, 158, 159, 399). Радикальним заходом у боротьбі зі свистами другого роду, які називаються "комбінаційними тонами", може бути застосування досконалих змішувальних ламп, і збільшення вибірковості до змішувальної лампи.
У чому полягає принцип роботи перетворювача в супері?
Призначення перетворювача полягає в тому, щоб сигнали перетворювати в іншу частоту, рівну тій, на яку налаштований підсилювач проміжної частоти.
Кожен перетворювач складається з двох основних частин: приймального контуру, який налаштовується на частоту сигналу і знаходиться в ланцюзі сітки детекторної лампи, і гетеродина контуру, який генерує допоміжну частоту.
Величина цієї частоти повинна бути такою, щоб різниця між нею і частотою сигналу дорівнювала проміжній частоті. Можна також отримати проміжну частоту та іншим способом - саме брати допоміжну частоту не вище за частоту сигналу, а нижче на величину проміжної частоти. Фактично такий метод перетворення не застосовується, оскільки він пов'язаний з багатьма незручностями. Допоміжна частота у сучасних суперах завжди береться вищою, ніж частота сигналу.
Самий механізм змішування частот у різних суперах здійснюється не однаково. У суперах, що працюють на старих лампах, допоміжну частоту зазвичай підводять до контуру перетворювача, який налаштовується на частоту сигналу. У цьому контурі між обома частотами відбуваються биття, які детектуються лампою перетворювача, причому в анодному ланцюзі цієї лампи, поряд з частотами, рівними прийнятої та допоміжної, з'являється також і частота биття, яка і передається на вхід підсилювача проміжної частоти. У приймачах такого роду гетеродинна частина працює зазвичай на окремій лампі. У суперах останнього типу пристрій перетворювача здійснюється за допомогою спеціальних ламп, що поєднують функції детектора і гетеродина. Ці лампи мають багато електродів і коливання сигналу підводяться до однієї з сіток керуючих лампи, а коливаннядопоміжної частоти – до іншої сітки. Змішування частот відбувається в електронному потоці всередині лампи.
Як проявляється свист у супері від самозбудження каскаду проміжної частоти?
Свист у супері від самозбудження каскаду проміжної частоти проявляється так само, як і в приймачах прямого посилення - прийом супроводжується свистом до наближення налаштування приймача до частоти станції, далі, при точному налаштуванні на частоту станції, чути спотворену передачу і при подальшому обертанні свист.
Як проявляється свист, що виникає внаслідок комбінаційних тонів?
Свист цього роду проявляється так само, як і свист від самозбудження каскаду проміжної частоти (див. питання 171). Свисти цього виду зазвичай спостерігаються не на всіх станціях, а лише на деяких.
Чому свист у супері не спостерігається постійно на тих самих налаштуваннях: він іноді з'являється і зникає в різних частинах діапазону?
У відповіді на питання 170 було зазначено, що биття в контурі змішувача можуть виникати не тільки внаслідок змішування частоти станції, що приймається, і допоміжної частоти, генерованої гетеродином, але також і від змішування частот інших станцій з прийнятою частотою. Від змішування частот інших станцій з гармоніками гетеродина на якомусь певному налаштуванні приймача, в деякі години свисту може і не бути, але потім, коли запрацює якась інша станція, частота якої близька до частоти станції, що приймається, або до гармоніків гетеродина, можуть утворитися биття, рівні проміжній частоті, і приймач почне на цій настройці свистіти.
Чи може супер приймати на рамку?
Супергетеродинні приймачі відрізняються великою чутливістю і принципово цілкомпридатні для прийому на рамкові антени. У минулому більшість суперів, особливо американських, будувалися спеціально для прийому на рамку. Рамка ця зазвичай монтувалася разом із приймачем. В останні роки від прийому на рамку відмовилися, оскільки в міських умовах прийом на рамку не дає жодних переваг щодо спрямованої дії рамок. В даний час радіомовні супергетеродини конструюються для прийому на звичайну зовнішню антену. У розрахунку застосування рамкових антен будуються лише супери-пересування або супери спеціального призначення (наприклад, для пеленгації).
Скільки ламп буває зазвичай у сучасному супері?
Сучасні радіомовні супер зазвичай мають 4 лампи. Перша лампа є змішувальною, друга підсилювачем проміжної частоти, третя лампа детектором і четверта посилює низьку частоту. Окрім чотирилампових суперів знаходять поширення також простіші та дешевші трилампові супери. У цих суперах відсутнє посилення високої частоти. Більш дорогі супер мають 5, 6, 7 і більше ламп. У деяких зразках американських супер є до 20 ламп.
Джерело: А. П. Горшков - Довідник радіоаматора у питаннях та відповідях, 1938р.