يستخدم مستقبل المتغاير الفائق خلط الإشارات لتحويل إشارة الراديو المدخلة إلى تردد وسيط ثابت (IF) يمكن التعامل معه بسهولة أكبر من إشارة الراديو الأصلية التي لها تردد مختلف ، اعتمادًا على محطة البث. يتم بعد ذلك تضخيم إشارة IF بواسطة شريط من مضخمات IF ثم إدخالها في كاشف يقوم بإخراج إشارة الصوت إلى مكبر صوت يقوم بتشغيل مكبر الصوت. في هذه المقالة، سوف نتعلم عن العمل ل استقبال المتغاير AM أو superhet قصيرة بمساعدة رسم بياني.
معظم مستقبلات AM التي تم العثور عليها اليوم هي من النوع superheterodyne لأنها تسمح باستخدام مرشحات انتقائية عالية في مراحل التردد المتوسط (IF) ولديها حساسية عالية (يمكن استخدام هوائيات قضبان حديدية داخلية) بسبب المرشحات في مرحلة IF والتي يساعدهم في التخلص من إشارات التردد اللاسلكي غير المرغوب فيها. أيضًا ، يوفر شريط مكبر الصوت IF كسبًا عاليًا واستجابة إشارة قوية جيدة بسبب استخدام التحكم التلقائي في الكسب في مكبرات الصوت وسهولة التشغيل (يتحكم فقط في مستوى الصوت ومفتاح الطاقة ومقبض التوليف).
رسم تخطيطي لمستقبل Superheterodyne AM
لفهم كيفية عملها ، دعنا نلقي نظرة على مخطط كتلة مستقبل Superheterodyne AM الموضح أدناه.
كما ترى ، يحتوي مخطط الكتلة على 11 مرحلة مختلفة ، كل مرحلة لها وظيفة محددة موضحة أدناه
- مرشح الترددات اللاسلكية: الكتلة الأولى هي ملف هوائي قضيب الفريت ومجموعة مكثف متغير ، والتي تخدم غرضين - يتم إحداث التردد اللاسلكي في الملف ويتحكم المكثف المتوازي في تردد الرنين الخاص به ، حيث تتلقى الهوائيات الفريتية أفضل عندما يكون تردد الرنين من الملف والمكثف يساوي تردد الناقل للمحطة - وبهذه الطريقة يعمل كمرشح دخل للمستقبل.
- مذبذب محلي مغاير: الكتلة الثانية هي الهيترودين ، المعروف أيضًا باسم المذبذب المحلي (LO). يتم ضبط تردد المذبذب المحلي ، لذا فإن مجموع أو اختلاف تردد إشارة التردد اللاسلكي وتردد LO يساوي IF المستخدم في جهاز الاستقبال (عادة حوالي 455 كيلو هرتز).
- خلاط: الكتلة الثالثة هي الخلاط ، ويتم تغذية إشارة التردد اللاسلكي وإشارة LO إلى الخلاط لإنتاج IF المطلوب. الخلاطات الموجودة في أجهزة استقبال AM المشتركة تنتج المجموع ، والفرق في ترددات LO و RF وإشارات LO و RF نفسها. في أغلب الأحيان في أجهزة الراديو الترانزستور البسيطة ، يتم تصنيع الهيترودين والخلاط باستخدام ترانزستور واحد. في أجهزة الاستقبال عالية الجودة وتلك التي تستخدم دوائر متكاملة مخصصة ، مثل TCA440 ، تكون هذه المراحل منفصلة ، مما يسمح باستقبال أكثر حساسية نظرًا لأن الخلاط يخرج فقط ترددات المجموع والفرق. في أحد خلاطات LO الترانزستور ، يعمل الترانزستور كمذبذب أرمسترونج ذو القاعدة المشتركة ويتم تغذية التردد اللاسلكي المأخوذ من ملف ملفوف على قضيب الفريت ، منفصل عن ملف الدائرة الرنانة ، إلى القاعدة.عند ترددات مختلفة عن تردد الرنين لدائرة الرنين للهوائي ، فإنها تقدم مقاومة منخفضة ، لذلك تظل القاعدة مؤرضة لإشارة LO ولكن ليس لإشارة الإدخال ، نظرًا لأن دائرة الهوائي من النوع الرنيني المتوازي (مقاومة منخفضة عند ترددات مختلفة من الرنين ، مقاومة لانهائية تقريبًا عند تردد الرنين).
- أول مرشح IF: الكتلة الرابعة هي أول مرشح IF. في معظم مستقبلات AM ، تكون عبارة عن دائرة طنين موضوعة في مجمع ترانزستور الخلاط مع تردد طنين يساوي تردد IF. الغرض منه هو تصفية جميع الإشارات بتردد مختلف عن تردد IF لأن هذه الإشارات عبارة عن منتجات خلط غير مرغوب فيها ولا تحمل الإشارة الصوتية للمحطة التي نريد الاستماع إليها.
- أول مضخم IF: الكتلة الخامسة هي أول مضخم IF. تكون المكاسب من 50 إلى 100 في كل مراحل IF شائعة إذا كان الكسب مرتفعًا جدًا ، ويمكن أن يحدث تشويه ، وإذا كان الكسب مرتفعًا جدًا ، فإن المرشحات IF قريبة جدًا من بعضها البعض وغير محمية بشكل صحيح ، يمكن أن يحدث التذبذب الطفيلي. يتم التحكم في مكبر الصوت بواسطة جهد AGC (التحكم التلقائي في الكسب) من مزيل التشكيل. يقلل AGC من كسب المرحلة ، مما يتسبب في أن تكون إشارة الخرج متماثلة تقريبًا ، بغض النظر عن اتساع إشارة الإدخال. في مستقبلات الترانزستور AM ، غالبًا ما يتم تغذية إشارة AGC إلى القاعدة ولها جهد سلبي - في ترانزستورات NPN التي تسحب جهد التحيز الأساسي أقل ، تقلل الكسب.
- مرشح IF الثاني: الكتلة السادسة هي مرشح IF الثاني ، تمامًا مثل الأولى ، فهي عبارة عن دائرة طنين موضوعة في مجمع الترانزستور. إنه يسمح فقط لإشارات تردد IF - تحسين الانتقائية.
- مضخم IF الثاني: الكتلة السابعة هي مضخم IF الثاني ، وهي عمليا نفس مضخم IF الأول إلا أنه لا يتم التحكم فيه بواسطة AGC ، حيث أن وجود العديد من مراحل AGC الخاضعة للرقابة ، يزيد من التشوه.
- ثالثًا مرشح IF: الكتلة الثامنة هي مرشح IF الثالث ، تمامًا مثل الأولى والثانية عبارة عن دائرة طنين موضوعة في مجمع الترانزستور. إنه يسمح فقط لإشارات تردد IF - تحسين الانتقائية. يغذي إشارة IF للكاشف.
- الكاشف: الكتلة التاسعة هي الكاشف ، وعادة ما تكون على شكل صمام ثنائي الجرمانيوم أو ترانزستور متصل بالديود. يزيل تشكيل AM عن طريق تصحيح IF. على خرجه ، يوجد مكون تموج IF قوي يتم ترشيحه بواسطة مرشح تمرير منخفض مكثف المقاوم ، لذلك يبقى مكون AF فقط ، يتم تغذيته إلى أمبير الصوت. يتم ترشيح إشارة الصوت بشكل أكبر لتوفير جهد AGC ، كما هو الحال في مصدر طاقة التيار المستمر العادي.
- مضخم الصوت: الكتلة العاشرة هي مضخم الصوت ؛ يضخم الإشارة الصوتية ويمررها إلى السماعة. بين الكاشف ومكبر الصوت ، يتم استخدام مقياس الجهد للتحكم في مستوى الصوت.
- مكبر الصوت : الكتلة الأخيرة هي السماعة (عادة 8 أوم ، 0.5 واط) التي تخرج الصوت للمستخدم. يتم توصيل مكبر الصوت أحيانًا بمكبر الصوت من خلال مقبس سماعة الرأس الذي يفصل مكبر الصوت عند توصيل سماعات الرأس.
دائرة استقبال AM Superheterodyne
الآن ، نحن نعرف الوظيفة الأساسية التي تعمل بجهاز استقبال Superheterodyne ، دعنا نلقي نظرة على مخطط الدائرة النموذجي لجهاز الاستقبال Superheterodyne. الدائرة التالية هي مثال لدائرة راديو ترانزستور بسيطة تم إنشاؤها باستخدام ترانزستور فائق الحساسية TR830 من سوني.
قد تبدو الدائرة معقدة من النظرة الأولى ، ولكن إذا قارناها بمخطط الكتلة الذي تعلمناه سابقًا ، فإنها تصبح بسيطة. لذا ، دعنا نقسم كل قسم من الدائرة لشرح عملها.
الهوائي والخلاط - L1 هو هوائي قضيب الفريت ، ويشكل دائرة طنين مع مكثف متغير C2-1 و C1-1 بالتوازي. أزواج اللف الثانوية في قاعدة الخلاط الترانزستور X1. يتم تغذية إشارة LO إلى الباعث من LO بواسطة C5. الإخراج IF مأخوذ من المجمع بواسطة IFT1 ، يتم النقر على الملف على المجمع بطريقة المحول التلقائي ، لأنه إذا كانت دائرة الطنين متصلة مباشرة بين المجمع و Vcc ، فإن الترانزستور سيحمل الدائرة بشكل كبير وسيكون عرض النطاق الترددي أيضًا عالية - حوالي 200 كيلو هرتز. هذا التنصت يقلل عرض النطاق الترددي إلى 30 كيلو هرتز.
LO - مذبذب Armstrong ذو القاعدة المشتركة ، C1-2 يتم ضبطه جنبًا إلى جنب مع C1-1 بحيث يكون الفرق بين ترددات LO و RF دائمًا 455 كيلو هرتز. يتم تحديد تردد LO بواسطة L2 والسعة الإجمالية لـ C1-2 و C2-2 في سلسلة مع C8. يوفر L2 التغذية المرتدة للتذبذبات من المجمع إلى الباعث. القاعدة مؤرضة RF.
X3 هو أول IF أمبير. لاستخدام محول لتغذية قاعدة مكبر الترانزستور ، نضع الثانوي بين القاعدة والتحيز ونضع مكثف فصل بين التحيز والمحول الثانوي لإغلاق الدائرة للإشارة. هذا حل أكثر كفاءة من تغذية الإشارة من خلال مكثف اقتران إلى القاعدة المتصلة مباشرة بمقاومات التحيز
TM عبارة عن مقياس قوة إشارة يقيس التيار المتدفق إلى IF amp ، حيث تؤدي إشارات الإدخال الأعلى إلى تدفق المزيد من التيار عبر محول IF إلى IF amp الثاني ، مما يزيد من تيار إمداد IF الذي يقيسه العداد. يقوم C14 بتصفية جهد الإمداد جنبًا إلى جنب مع R9 (خارج الشاشة) ، حيث يمكن إحداث همهمة التردد اللاسلكي والشبكة الكهربائية في ملف عداد TM.
X4 هو IF amp الثاني ، ويتم تحديد التحيز بواسطة R10 و R11 ، و C15 هو الأساس لإشارات IF ؛ إنه متصل بـ R12 غير المنفصل لتقديم ردود فعل سلبية لتقليل التشويه ، كل شيء آخر هو نفسه كما في أمبير الأول.
D هو الكاشف. يزيل تشكيل IF ويزود جهد AGC السالب. تُستخدم ثنائيات الجرمانيوم ، نظرًا لأن جهدها الأمامي أقل بمرتين من ثنائيات السيليكون ، مما يتسبب في زيادة حساسية المتلقي وانخفاض تشوه الصوت / تشكل R13 و C18 و C19 مرشح صوت منخفض التمرير طوبولوجيا PI ، بينما يتحكم R7 في قوة AGC وتشكل a مرشح تمرير منخفض مع C10 يقوم بتصفية جهد AGC من كل من إشارة IF وإشارة AF.
X5 هو مضخم الصوت ، R4 يتحكم في مستوى الصوت ويوفر C22 ردود فعل سلبية عند الترددات الأعلى ، مما يوفر ترشيحًا إضافيًا منخفض التمرير. X6 هو محرك مرحلة الطاقة. يشكل S2 و C20 دائرة تحكم في النغمة - عندما يتم الضغط على المفتاح C20 يؤدي إلى ترددات صوتية أعلى ، حيث يعمل كمرشح تمرير منخفض أولي ، كان هذا مهمًا في أجهزة راديو AM المبكرة ، حيث كان أداء السماعات سيئًا للغاية في التردد المنخفض واستقبل الصوت " صفيحي". يتم تطبيق ردود الفعل السلبية من الإخراج على دائرة باعث الترانزستور السائق.
يقوم T1 بعكس مرحلة الإشارات القادمة إلى قاعدة X7 مقابل المرحلة عند قاعدة X8 ، ويقوم T2 بتحويل تيار نصف الموجة الذي يسحب كل ترانزستور إلى شكل موجة كامل ويطابق مقاومة أمبير الترانزستور الأعلى (200 أوم) مع 8 -أوم المتحدث. يقوم أحد الترانزستور بسحب التيار عندما تكون إشارة الإدخال موجبة في شكل موجة والآخر عندما يكون شكل الموجة سالبًا. توفر R26 و C29 ردود فعل سلبية ، وتقليل التشويه وتحسين جودة الصوت واستجابة التردد. يتم توصيل J و SP بطريقة تقوم بإيقاف تشغيل مكبر الصوت عند توصيل سماعات الرأس. يوفر مضخم الصوت حوالي 100 ميجاوات من الطاقة ، وهو ما يكفي لغرفة بأكملها.