Как работает супергетеродинный приемник?

 

Супергетеродинный приемник – это приемник, в котором используется процесс преобразовании частоты. На основе уже известных процессов усиления сигнала, генерирования напряжения высокой частоты, преобразования и детектирования можно понять действие приемника сигналов высокой частоты, такого как, например, радиоприемник и телевизор.

Структурная схема супергетеродинного радиоприемника представлена на рис. 11.24.

 

 

Рис. 11.24. Структурная схема супергетеродинного радиоприемника

 

Принятые антенной сигналы высокой частоты поступают во входные контуры приемника, где происходит выбор желаемой станции. Выбранный сигнал после усиления в усилителе высокой частоты поступает в смеситель. Следует добавить, что усилитель высокой частоты является резонансным усилителем и совместно с входными контурами, так же настраиваемыми, обеспечивает предварительную избирательность приемника. Кроме того, он создает необходимое усиление сигнала перед процессом преобразования, что положительно влияет на отношение сигнал/шум на выходе приемника.

В более простых схемах приемников усилитель высокой частоты не применяется, и тогда сигнал поступает в смеситель непосредственно из входных контуров. Одновременно к смесителю подводится напряжение высокой частоты от гетеродина. Гетеродин создает напряжение, частота которого больше частоты принимаемого сигнала на значение промежуточной частоты. Гетеродин перестраивается совместно с входными контурами и усилителем высокой частоты, поэтому его частота всегда больше частоты выбранного сигнала. В результате смещения обоих сигналов в смесителе присутствует сигнал с промежуточной частотой fпч, определяемый зависимостью f с – fгет = fпч.

Сигнал промежуточной частоты усиливается в усилителе промежуточной частоты. Это перестраиваемый усилитель, работающий на постоянной частоте, с большим коэффициентом усиления и высокой избирательностью. Последний каскад усилителя промежуточной частоты управляет детектором. В результате детектирования получается низкочастотный сигнал, который после усиления в усилителе напряжения и усилителе мощности подается на громкоговоритель.

Рассмотренная структурная схема супергетеродинного радиоприемника является обобщенной схемой, относящейся к приемнику как амплитудно‑модулированных, так и частотно‑модулированных сигналов. В зависимости от типа приемника подвергаются изменению рабочий диапазон частот, схемное решение отдельных блоков, тип детектора и т. п.

 

Как осуществляется преобразование частоты?

 

Преобразование частоты осуществляется с помощью нелинейного элемента, например диода, электронной лампы, транзистора и т. п., а также вспомогательного сигнала высокой частоты с относительно большой амплитудой, подводимого от местного генератора.

Существует множество схемных решений, которые можно разделить на две группы. Если смесительный элемент и гетеродин представляют собой независимые схемы, то первая из них называется смесителем. Если одна лампа, обычно многосеточная, или транзистор выполняют одновременно функции гетеродина и смесительного элемента, то схема называется автодинным каскадом преобразования или смесителем.

Примером преобразовательного каскада служит транзисторная схема на рис. 11.25, которая генерирует колебания с частотой f гет (элементы генератора: L1, L2, С2). В цепь базы подводится сигнал с частотой fс. Из‑за процесса преобразования, происходящего в цепи базы, возникает сигнал промежуточной частоты f гет – fс. Схема одновременно является предварительным усилителем сигнала промежуточной частоты, поскольку контуры L3 и L4 настроены именно на эту частоту. При таком подходе усиление схемы называется усилением преобразования.

 

 

Рис. 11.25. Транзисторная схема преобразования частоты