Hay varios esquemas para construir receptores de radio. Además, no importa para qué se utilicen: como receptor de estaciones de radiodifusión o como señal en un kit de sistema de control. Hay receptores superheterodinos y amplificación directa. En el circuito receptor de amplificación directa, solo se usa un tipo de convertidor de oscilación, a veces incluso el detector más simple. De hecho, este es un receptor detector, solo ligeramente mejorado. Si presta atención al diseño de la radio, puede ver que primero se amplifica la señal de alta frecuencia y luego la señal de baja frecuencia (para la salida al altavoz).
Características de los superheterodinos
Debido al hecho de que pueden producirse oscilaciones parásitas, la posibilidad de amplificar las oscilaciones de alta frecuencia está limitada en pequeña medida. Esto es especialmente cierto cuando se construyen receptores de onda corta. Comoamplificador de agudos es mejor utilizar diseños resonantes. Pero necesitan hacer una reconfiguración completa de todos los circuitos oscilatorios que están en el diseño, al cambiar la frecuencia.
Como resultado, el diseño del receptor de radio se vuelve mucho más complicado, así como su uso. Pero estas deficiencias se pueden eliminar utilizando el método de convertir las oscilaciones recibidas en una frecuencia estable y fija. Además, la frecuencia suele reducirse, lo que le permite lograr un alto nivel de ganancia. Es a esta frecuencia que se sintoniza el amplificador resonante. Esta técnica se utiliza en los receptores superheterodinos modernos. Solo una frecuencia fija se denomina frecuencia intermedia.
Método de conversión de frecuencia
Y ahora debemos considerar el método mencionado anteriormente de conversión de frecuencia en receptores de radio. Supongamos que hay dos tipos de oscilaciones, sus frecuencias son diferentes. Cuando estas vibraciones se suman, aparece un latido. Cuando se agrega, la señal aumenta en amplitud o disminuye. Si prestas atención al gráfico que caracteriza este fenómeno, puedes ver un período completamente diferente. Y este es el período de los latidos. Además, este período es mucho más largo que una característica similar de cualquiera de las fluctuaciones que se formaron. En consecuencia, ocurre lo contrario con las frecuencias: la suma de las oscilaciones tiene menos.
La frecuencia de pulsación es bastante fácil de calcular. Es igual a la diferencia en las frecuencias de las oscilaciones que se sumaron. Y con un aumentodiferencia, la frecuencia de batido aumenta. De ello se deduce que al elegir una diferencia relativamente grande en términos de frecuencia, se obtienen latidos de alta frecuencia. Por ejemplo, hay dos fluctuaciones: 300 metros (esto es 1 MHz) y 205 metros (esto es 1,46 MHz). Cuando se agrega, resulta que la frecuencia de pulsación será de 460 kHz o 652 metros.
Detección
Pero los receptores de tipo superheterodino siempre tienen un detector. Los latidos que resultan de la suma de dos vibraciones diferentes tienen un período. Y es totalmente consistente con la frecuencia intermedia. Pero no se trata de oscilaciones armónicas de frecuencia intermedia, para obtenerlas es necesario realizar el procedimiento de detección. Tenga en cuenta que el detector extrae solo oscilaciones con la frecuencia de modulación de la señal modulada. Pero en el caso de los latidos, todo es un poco diferente: hay una selección de oscilaciones de la llamada frecuencia de diferencia. Es igual a la diferencia de frecuencias que se suman. Este método de transformación se llama método de heterodino o mezcla.
Implementación del método cuando el receptor está funcionando
Supongamos que las oscilaciones de una estación de radio entran en el circuito de radio. Para realizar transformaciones, es necesario crear varias oscilaciones auxiliares de alta frecuencia. A continuación, se selecciona la frecuencia del oscilador local. En este caso, la diferencia entre los términos de las frecuencias debería ser, por ejemplo, de 460 kHz. A continuación, debe agregar las oscilaciones y aplicarlas a la lámpara detectora (o semiconductor). Esto da como resultado una oscilación de diferencia de frecuencia (valor 460 kHz) en un circuito conectado al circuito del ánodo. Necesidad de prestar atención ael hecho de que este circuito está sintonizado para trabajar en la diferencia de frecuencia.
Usando un amplificador de alta frecuencia, puede convertir la señal. Su amplitud aumenta significativamente. El amplificador utilizado para esto se abrevia como IF (amplificador de frecuencia intermedia). Se puede encontrar en todos los receptores de tipo superheterodino.
Circuito práctico de triodo
Para convertir la frecuencia, puede usar el circuito más simple en una sola lámpara de triodo. Las oscilaciones que provienen de la antena, a través de la bobina, caen sobre la rejilla de control de la lámpara detectora. Una señal separada proviene del oscilador local, se superpone a la principal. Se instala un circuito oscilatorio en el circuito de ánodo de la lámpara detectora; está sintonizado a la frecuencia de diferencia. Cuando se detectan, se obtienen oscilaciones, que se amplifican aún más en el IF.
Pero las construcciones en tubos de radio se usan muy raramente hoy en día: estos elementos están desactualizados, es problemático obtenerlos. Pero es conveniente considerar todos los procesos físicos que ocurren en la estructura sobre ellos. Los heptodos, triodos-heptodos y pentodos se utilizan a menudo como detectores. El circuito en un triodo semiconductor es muy similar a aquel en el que se usa una lámpara. La tensión de alimentación es menor y los datos de bobinado de los inductores.
IF en heptodes
Heptode es una lámpara con varias rejillas, cátodos y ánodos. De hecho, estos son dos tubos de radio encerrados en un recipiente de vidrio. El flujo electrónico de estas lámparas también es común. Ala primera lámpara excita las oscilaciones; esto le permite deshacerse del uso de un oscilador local separado. Pero en el segundo se mezclan las oscilaciones provenientes de la antena y las heterodinas. Se obtienen latidos, se separan de ellos las oscilaciones con una frecuencia diferente.
Por lo general, las lámparas en los diagramas están separadas por una línea de puntos. Las dos rejillas inferiores están conectadas al cátodo a través de varios elementos: se obtiene un circuito de retroalimentación clásico. Pero la rejilla de control directamente del oscilador local está conectada al circuito oscilatorio. Con la retroalimentación, se producen corriente y oscilación.
La corriente penetra a través de la segunda rejilla y las oscilaciones se transfieren a la segunda lámpara. Todas las señales que provienen de la antena van a la cuarta cuadrícula. Las rejillas No. 3 y No. 5 están interconectadas dentro de la base y tienen un voltaje constante en ellas. Se trata de unas peculiares pantallas situadas entre dos lámparas. El resultado es que la segunda lámpara está completamente protegida. Por lo general, no se requiere sintonizar un receptor superheterodino. Lo principal es ajustar los filtros de paso de banda.
Procesos que tienen lugar en el esquema
La corriente oscila, son creadas por la primera lámpara. En este caso, todos los parámetros del segundo tubo de radio cambian. Es en él donde se mezclan todas las vibraciones, desde la antena y el oscilador local. Las oscilaciones se generan con una frecuencia diferente. Se incluye un circuito oscilatorio en el circuito del ánodo, está sintonizado a esta frecuencia particular. Luego viene la selección decorriente del ánodo de oscilación. Y luego de estos procesos, se envía una señal a la entrada del IF.
Con la ayuda de lámparas convertidoras especiales, el diseño del superheterodino se simplifica significativamente. Se reduce el número de válvulas, eliminando varias dificultades que pueden surgir cuando se opera un circuito usando un oscilador local separado. Todo lo discutido anteriormente se refiere a las transformaciones de la forma de onda no modulada (sin voz ni música). Esto hace que sea mucho más fácil considerar el principio de funcionamiento del dispositivo.
Señales moduladas
En el caso de que ocurra la conversión de la onda modulada, todo se hace un poco diferente. Las oscilaciones del oscilador local tienen una amplitud constante. La oscilación y el tiempo de FI están modulados, al igual que la portadora. Para convertir la señal modulada en sonido, se requiere una detección más. Es por ello que en los receptores superheterodinos de HF, después de la amplificación, se aplica una señal al segundo detector. Y solo después, la señal de modulación se envía a los auriculares o a la entrada ULF (amplificador de baja frecuencia).
En el diseño de la FI hay una o dos cascadas del tipo resonante. Como regla general, se utilizan transformadores sintonizados. Además, se configuran dos devanados a la vez, y no uno. Como resultado, se puede lograr una forma más ventajosa de la curva de resonancia. Se incrementa la sensibilidad y selectividad del dispositivo receptor. Estos transformadores con devanados sintonizados se denominan filtros de paso de banda. Se configuran usandoCondensador ajustable de núcleo o recortador. Se configuran una vez y no es necesario tocarlos durante el funcionamiento del receptor.
Frecuencia LO
Ahora veamos un receptor superheterodino simple en un tubo o un transistor. Puede cambiar las frecuencias del oscilador local en el rango requerido. Y debe seleccionarse de tal forma que con cualquier oscilación de frecuencia que venga de la antena se obtenga el mismo valor de la frecuencia intermedia. Cuando se sintoniza el superheterodino, la frecuencia de la oscilación amplificada se ajusta a un amplificador resonante específico. Resulta una clara ventaja: no es necesario configurar una gran cantidad de circuitos oscilatorios entre tubos. Basta con ajustar el circuito heterodino y la entrada. Hay una simplificación significativa de la configuración.
Frecuencia intermedia
Para obtener una FI fija cuando se opera a cualquier frecuencia que esté en el rango de operación del receptor, es necesario desplazar las oscilaciones del oscilador local. Normalmente, las radios superheterodinas utilizan una FI de 460 kHz. Mucho menos comúnmente utilizado es 110 kHz. Esta frecuencia indica en qué medida difieren los rangos del oscilador local y el circuito de entrada.
Con la ayuda de la amplificación resonante, se incrementa la sensibilidad y la selectividad del dispositivo. Y gracias al uso de la transformación de la oscilación entrante, es posible mejorar el índice de selectividad. Muy a menudo, dos estaciones de radio que operan relativamente cerca (segúnfrecuencia), interfieren entre sí. Tales propiedades deben tenerse en cuenta si planea ensamblar un receptor superheterodino casero.
Cómo se reciben las estaciones
Ahora podemos ver un ejemplo específico para entender cómo funciona un receptor superheterodino. Digamos que se usa una FI igual a 460 kHz. Y la estación opera a una frecuencia de 1 MHz (1000 kHz). Y se ve obstaculizada por una estación débil que transmite a una frecuencia de 1010 kHz. Su diferencia de frecuencia es del 1%. Para lograr una FI igual a 460 kHz, es necesario sintonizar el oscilador local a 1,46 MHz. En este caso, la radio que interfiere emitirá una FI de solo 450 kHz.
Y ahora puede ver que las señales de las dos estaciones difieren en más del 2%. Dos señales huyeron, esto sucedió mediante el uso de convertidores de frecuencia. Se ha simplificado la recepción de la emisora principal y se ha mejorado la selectividad de la radio.
Ahora conoce todos los principios de los receptores superheterodinos. En las radios modernas, todo es mucho más simple: solo necesita usar un chip para construir. Y en él, varios dispositivos se ensamblan en un cristal semiconductor: detectores, osciladores locales, amplificadores RF, LF, IF. Solo queda agregar un circuito oscilatorio y algunos condensadores, resistencias. Y se ensambla un receptor completo.
