Koleksi

Superheterodyne Radio IF Amplifier & Filter

Superheterodyne Radio IF Amplifier & Filter


Tahap frekuensi pertengahan radio superheterodyne adalah di mana penguatan utama disediakan dan tempat penyaringan saluran bersebelahan dijumpai.

Dengan cara ini tahap IF radio superhet adalah beberapa tahap yang paling tepat dari segi reka bentuk. Keuntungan, prestasi yang berlebihan, penyaringan dan pelbagai keperluan lain adalah kunci kepada prestasi keseluruhan radio.

JIKA pilihan pentas

Bohongkan semua bidang radio superheterodyne yang lain, terdapat banyak pilihan untuk konfigurasi tahap ini. Terdapat banyak garis besar untuk elemen JIKA radio superheterodyne bergantung pada tahap prestasi yang diperlukan, kos, dan tentu saja keperluan operasi untuk litar.

Terdapat pelbagai pilihan:

  • Kekerapan tunggal JIKA dengan penapis yang ditala LC: Bentuk tahap penerima superheterodyne ini adalah bentuk yang paling asas dan secara tradisional digunakan untuk banyak siaran, dan bahkan beberapa penerima komunikasi. Tahap IF menggunakan frekuensi tunggal (kemungkinan besar 455 kHz atau sekitarnya) dan transformer diselaraskan untuk menyediakan penyaringan.Litar radio superheterodyne ringkas menunjukkan bagaimana ini dapat dicapai. Dalam kes ini, litar pengumpul peranti pengadun mempunyai transformer IF yang diselaraskan ke frekuensi perantaraan dan ini kemudian meneruskan isyarat ke penguat IF yang lebih jauh, masing-masing dengan pengubah IF yang diselaraskan. Transformer disesuaikan untuk memberikan selektiviti dan lebar jalur yang diperlukan. Kadang kala setiap pengubah IF dapat diselaraskan ke frekuensi yang sedikit berbeza untuk memberikan lebar jalur yang diperlukan.
  • JIKA frekuensi tunggal dengan penapis kristal atau seramik: Pemfail LC tidak akan dapat memberikan tindak balas penapis yang sangat tajam. Di mana tindak balas yang lebih baik diperlukan seramik atau lebih baik penapis kristal kuarza boleh digunakan.

    Dengan litar bersepadu penerima moden, seperti yang digunakan dalam radio siaran yang dihasilkan secara besar-besaran, penapis seramik digunakan secara meluas. Penapis seramik tunggal pada tahap IF penerima akan memberikan selektiviti yang mencukupi untuk penerimaan siaran.

    Radio berprestasi tinggi mungkin menggunakan penapis kristal untuk memberikan prestasi yang jauh lebih baik. tetapi penapis kristal lebih mahal dan oleh itu ia akan digunakan di radio profesional atau yang dimaksudkan untuk radio amatur, dll.

  • Superhet penukaran berganda JIKA: Salah satu masalah besar dengan radio superheterodyne adalah tindak balas imej. meningkatkan frekuensi pertengahannya meningkatkan pemisahan frekuensi antara IF dan gambar dan oleh itu banyak penerima memerlukan frekuensi pertengahan setinggi mungkin. Walau bagaimanapun, frekuensi menengah tinggi IF boleh menyebabkan masalah lain, terutamanya dengan penapisan. Untuk mengatasi ini, penukaran tambahan boleh ditambah. Dengan cara ini, frekuensi menengah tinggi pertama IF dapat digunakan untuk memastikan tindak balas gambar cukup dilemahkan, dan tahap berikutnya pada frekuensi yang lebih rendah digunakan untuk memberikan selektivitas utama. Walaupun penapis seramik dan kristal dapat dibuat dalam frekuensi yang jauh lebih tinggi hari ini, masih lebih baik menyediakan penapisan utama pada frekuensi yang lebih rendah.
  • Pelbagai penukaran IF dengan penapis bumbung: Dengan tahap frekuensi pertengahan penerima superheterodyne yang mempunyai jumlah keuntungan yang besar, sangat mustahil untuk isyarat luar saluran yang kuat menyebabkan kelebihan beban secara berperingkat sebelum penapis utama. Oleh kerana peringkat IF penukaran berganda mempunyai litar yang lebih banyak sebelum penapis utama, isyarat kuat yang keluar dari saluran tetapi dapat memasuki IF boleh menyebabkan beban berlebihan sebelum ditapis. Untuk mengatasi masalah ini, penapis yang dikenali sebagai penapis atap ditambahkan pada peringkat awal IF. Tugasnya bukan untuk menyediakan penapisan utama, tetapi hanya untuk mengurangkan isyarat saluran yang kuat untuk mengelakkan kelebihan pada tahap berikutnya. Penapis khas untuk digunakan sebagai penapis atap JIKA tersedia untuk jenis aplikasi ini.

Pilihan jenis penapis

Sebilangan penerima radio hanya akan menggunakan penapis RF pada tahap IF mereka yang terdiri dari transformer yang disetel (penapis LC berdasarkan kapasitor dan induktor) yang menghubungkan tahap frekuensi perantaraan yang berbeza dalam radio atau digunakan dengan IC di radio. Penerima radio lain mungkin menggabungkan penapis kristal yang sangat selektif, sementara yang lain mungkin menggunakan penapis mekanikal (seperti yang digunakan oleh Syarikat Collins Radio beberapa tahun yang lalu) atau penapis seramik. Setiap penerima radio akan mempunyai keperluan tersendiri untuk penapis RFnya mengikut bentuk aplikasi komunikasi radio yang akan digunakan. Pemilihan penapis RF akan bergantung pada pelbagai parameter termasuk kos, kekerapan prestasi operasi dan banyak elemen lain. Selalunya pilihan penapis RF akan menjadi kompromi, tetapi dengan teknologi yang ada sekarang, tahap prestasi yang sangat tinggi dapat dicapai.

Terdapat pelbagai jenis penyaring RF yang boleh digunakan. Jenis utama yang digunakan merangkumi yang berikut:

  • Litar yang diselaraskan LC: Jenis penapis LC menawarkan prestasi asas dari segi penapis yang boleh dipilih untuk tahap IF. Ia digunakan untuk penalaan hujung depan. Ia juga digunakan dengan radio superheterodyne untuk memberikan selektivitas utama di mana unsur-unsur LC digabungkan dalam transformer antara tahap. Selalunya terdapat dua atau tiga peringkat dengan litar yang diselaraskan. Menggunakannya biasanya dapat mencapai selektiviti yang mencukupi untuk radio siaran gelombang sederhana AM atau VHF FM.

    Penapis LC juga boleh digunakan bersama dengan bentuk penapis berkualiti tinggi yang lain. Dalam keadaan ini, penyaring LC akan memberikan selektivitas yang luas selain fungsi pencocokan impedans dari pelbagai rangkaian.

    Semasa menggunakan satu tahap IF cip atau radio siaran, litar yang disetel LC tunggal boleh digunakan bergantung pada yang tertentu.

    Salah satu kelebihan penapis jenis ini adalah bahawa ia agak murah, walaupun kos pembuatan gegelung atau transformer dapat lebih tinggi daripada beberapa bentuk penapis yang lain.

  • Penapis kristal: Jenis penapis ini adalah penapis frekuensi tetap sahaja dan sering digunakan pada tahap JIKA penerima superheterodyne berprestasi tinggi, tetapi ia menawarkan tahap selektivitas yang sangat tinggi berdasarkan penggunaan kristal kuarza yang menawarkan tahap Q melebihi 10 000 hingga 100 000. Walau bagaimanapun, ia mahal kerana memerlukan kaedah pembuatan yang tepat. Mereka juga lebih besar daripada beberapa bentuk penapis lain.
  • Penapis kristal monolitik: Bentuk penapis ini adalah penapis kristal yang telah disatukan dengan berkesan ke dalam wafer kuarza tunggal. Ini menjimatkan saiz, walaupun kos tidak selalu jauh lebih rendah daripada penapis yang menggunakan kristal diskrit.
  • Penapis seramik: Penapis seramik menggunakan prinsip piezo-elektrik yang sama - yang digunakan oleh kristal kuarza. Walau bagaimanapun, mungkin untuk membuatnya sangat murah, walaupun, jelas tidak dengan tahap prestasi yang sama dengan penapis kristal. Penapis seramik digunakan secara meluas bersama dengan jalur IF litar bersepadu untuk penerima siaran komersial dan televisyen. Tidak memerlukan transformer, pembuatannya jauh lebih murah daripada penapis pengubah berdasarkan LC.
  • Penapis mekanikal: Penapis mekanikal adalah sejenis penapis untuk tali IF superhet yang digunakan secara meluas pada tahun 1960-an dan awal 1970-an yang menawarkan tahap prestasi yang sangat tinggi - setanding dengan, atau dalam beberapa kes lebih baik daripada yang ditawarkan oleh kristal. Seperti namanya penapis menggunakan resonator mekanikal yang digabungkan ke litar elektrik oleh transduser piezo-elektrik.

    Biasanya jenis penapis ini hanya digunakan untuk frekuensi rendah, hingga sekitar 500 kHz. Kelemahan utama mereka adalah ukuran dan kecenderungan melayang dengan suhu. Pada masa ini penapis mekanikal tidak banyak digunakan, walaupun masih terdapat di beberapa aplikasi penerima radio.

  • Penapis bumbung: Penapis bumbung adalah yang diletakkan di hadapan tahap keuntungan utama dalam tahap IF penerima superheterodyne. Dengan memasukkan penapis pada tahap awal penerima, isyarat luar saluran yang kuat dapat dikeluarkan atau dikurangkan kekuatannya sehingga tidak membebani tahap berikutnya sebelum penapis utama.

    Penggunaan penapis atap umumnya disediakan untuk sistem penerima berprestasi tinggi di mana keupayaan pengendalian isyarat yang kuat adalah yang terpenting.

Pilihan jenis penapis akan bergantung pada reka bentuk penerima radio tertentu, keperluannya termasuk prestasi, kos, kekerapan operasi, dll.

JIKA dan AGC

Voltan kawalan keuntungan automatik digunakan pada titik dalam rantai penguat IF. Biasanya ia digunakan pada tahap awal IF, dan dengan cara ini mengurangkan kemungkinan kelebihan beban.

Walau bagaimanapun, terdapat pertimbangan yang berkaitan dengan angka kebisingan keseluruhan penerima. Sekiranya pengurangan keuntungan diterapkan terlalu kuat pada tahap sebelumnya sahaja, maka ia dapat mempengaruhi angka kebisingan, jadi biasanya AGC yang ideal akan mengurangkan isyarat sedikit kemudian ke rantai e terlebih dahulu, di mana tidak ada kemungkinan kelebihan beban dan kemudian secara bertahap mengurangkan memperoleh lebih mudah rantaiannya.

Peringkat IF mana-mana penerima adalah bahagian utama penerima. Sebilangan besar keuntungan dan selektiviti isyarat yang berdekatan disediakan pada tahap ini, dan mereka adalah dua fungsi terpenting dari mana-mana penerima. Oleh itu, IF perlu dirancang dengan teliti untuk memberikan prestasi optimum di semua keadaan isyarat.

Tonton videonya: Tuned Radio Frequency Receiver in Analog Communication by Engineering Funda (Oktober 2020).