Функциональная схема супергетеродинного радиоприемника приведена в приложение 2.
Из схемы видно, что супергетеродинный приемник (супергетеродин) состоит из входного устройства, УВЧ, преобразователя частоты, включающего смеситель и гетеродин, усилителя промежуточной частоты УПЧ, детектора, УНЧ и громкоговорителя. Чтобы лучше понять назначение этих устройств, рассмотрим, как работает такой радиоприемник.
Высокочастотный сигнал передающей радиостанции с частотой fс улавливается антенной и через входное устройство поступает в УВЧ, в котором усиливается по напряжению. Усиленный ВЧ сигнал поступает в преобразователь частоты на один вход смесителя. На второй вход смесителя поступает высокочастотное напряжение гетеродина с постоянной амплитудой и частотой fг.
В отличие от усилителя, являющегося линейным элементом и осуществляющего усиление сигналов без искажения их формы смеситель является нелинейным элементом. В результате воздействия на смеситель двух сигналов с частотами fc и fг в его цепях помимо переменных токов с частотами fc и fг появляются также переменные токи с другими частотами, отличающимися от частот воздействующих сигналов, в том числе и с частотой, равной разности между частотами сигнала и гетеродина. Эти частоты называются комбинационными. Обычно частоту гетеродина выбирают больше частоты сигнала, тогда комбинационная (промежуточная) частоты
fпр=fг-fc (42) Промежуточной частота называется потому, что она значительно меньше частоты высокочастотного сигнала принятой радиостанции и в то же время намного больше частоты сигнала, поступающего на вход УНЧ с выхода детектора.
Главным достоинством, преобразователя частоты является то, что в процессе преобразования высокой частоты сигнала в более низкую, промежуточную (ПЧ), частота его модуляции не изменяется.
|
|
Это значит, что напряжение ПЧ будет промодулировано по тому же закону, что и напряжение ВЧ, т. е. закону изменения передаваемого сигнала низкой (звуковой) частоты.
Для выделения сигнала ПЧ в цепи смесителя устанавливается контур (L6C4), который настраивается на промежуточную частоту.
Контур смесителя, на котором выделяется сигнал на частоте fпр, не содержит элементов, перестройки. Следовательно, ПЧ не должна изменяться при перестройке приемника на другую радиостанцию.
Для того чтобы получить как можно больший коэффициент усиления УПЧ, необходимо иметь предельно низкую промежуточную частоту. А чтобы в полосу пропускания УПЧ не проникали сигналы работающих радиостанций, эта частота должна находиться в диапазоне, где работает наименьшее количество мощных радиостанций (100... 120 и 400...500 кГц).
ГОСТом для диапазонов длинных, средних и коротких волн радиовещательных приемников установлена промежуточная частота 465 кГц, а для ультракоротких волн—6,75; 8,4 и 10,7 МГц.
Получить неизменную ПЧ при приеме радиостанций, работающих на различных частотах, можно лишь в случае, если при настройке приемника на радиостанцию, работающую на некоторой частоте fс, частота гетеродина fг изменяется таким образом, что разность частот fr—fc остается постоянной независимо от выбранной для приема радиостанции. Например, при приеме сигналов радиостанции, работающей на частоте 1300 кГц (диапазон СВ), частота переменного напряжения гетеродина должна составлять 1765 кГц, а при приеме сигналов с частотой 400 кГц (диапазон ДВ) частоте гетеродина должна уменьшиться до 865 кГц. При этом ПЧ в обоих случаях останется неизменной и равной 465 кГц.
Частота переменного напряжения гетеродина определяется резонансной частотой его колебательного контура L5C3. Резонансная
|
|
частота входного контура смесителя L4C2 зависит от частоты сигнала принимаемой, радиостанции и изменяется при настройке радиоприемника на нужную радиостанцию. Роторы (подвижные пластины) переменных конденсаторов С2 и C3 этих контуров механически соединены между собой, так что при изменении резонансной частоты входного контура смесителя одновременно на такую же величину изменяется и резонансная частота гетеродина, благодаря чему промежуточная частота все время остается равной 465 кГц.
Модулированное переменное напряжение ПЧ с выходного контура L6C4 смесители поступает на вход УПЧ, который усиливает принимаемый сигнал и обеспечивает приемнику необходимую избирательность. Нагрузкой УПЧ обычно
является двухконтурный фильтр ПЧ (L8C5 и L9C6). Колебательные контуры фильтра индуктивно связаны друг с другом и имеют одинаковые параметры и резонансные частоты, равные промежуточной. Усиленное переменное напряжение ПЧ поступает на детектор.
Детектор и УНЧ выполняют ту же роль, что и аналогичные устройства в приемниках прямого усиления. [4]