Принцип работы супергетеродинного радиоприемника

Автор: В. А. Бурлянд, И. П. Жеребцов
Источник: www.stoom.ru

Функциональная схема супергетеродинного радиоприемника изображена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Функциональная схема супергетеродинного радиоприемника

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 f_с 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 f_г.

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 f_c и f_г в его цепях помимо переменных токов с частотами f_c и f_г 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) частота f_пр=f_г-f_c.

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 f_пр, 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 f_с, частота гетеродина f_г изменяется таким образом, что разность частот f_r–f_c 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.

Список использованной литературы