सरल शब्दों में हेटेरोडाइन क्या है और इसका उपयोग कहाँ किया जाता है?

हेटेरोडाइन (थरथरानवाला) एक रिसीवर मेंट्रांसमीटरज्यादातर मामलों में सिग्नल जनरेटर जो रिसेप्शन की आवृत्ति निर्धारित करता है उसे हेटेरोडाइन कहा जाता है। यद्यपि इसकी भूमिका को सहायक कहा जाता है, लेकिन प्राप्त करने या संचारित करने वाले उपकरण की गुणवत्ता पर इसका बहुत महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है।

हेटेरोडाइन फ़ंक्शन और हेटेरोडाइन रिसेप्शन का सिद्धांत

रेडियो रिसेप्शन के शुरुआती दिनों में, सभी रेडियो रिसीवर बिना हेटेरोडाइन के डिजाइन किए गए थे। ऑसिलेटिंग इनपुट सर्किट द्वारा उठाए गए सिग्नल को बढ़ाया गया, फिर पता लगाया गया और कम आवृत्ति वाले एम्पलीफायर को खिलाया गया। सर्किटरी के विकास के साथ, उच्च-लाभ वाले रेडियो फ्रीक्वेंसी एम्पलीफायर के निर्माण की समस्या उत्पन्न हुई।

एक बड़ी रेंज को ओवरलैप करने के लिए इसे एक विस्तृत बैंडविड्थ के साथ बनाया गया था, जिससे यह आत्म-उत्तेजना के लिए प्रवण हो गया। स्विच करने योग्य एम्पलीफायर बहुत जटिल और बोझिल निकले।

हेटेरोडाइन रिसेप्शन के आविष्कार के साथ यह सब बदल गया। एक ट्यून करने योग्य (या स्थिर) थरथरानवाला से संकेत एक मिक्सर को खिलाया जाता है। मिक्सर का अन्य इनपुट प्राप्त सिग्नल है, और आउटपुट रमन आवृत्तियों की एक बड़ी संख्या है, जो विभिन्न संयोजनों में हेटेरोडाइन की आवृत्तियों और प्राप्त सिग्नल के योग और अंतर हैं।व्यावहारिक अनुप्रयोगों में आमतौर पर दो आवृत्तियाँ होती हैं:

• एफ-हेटरोडाइन-एफ-सिग्नल;
• एफ-सिग्नल - एफ-हेटेरोडाइन।

इन आवृत्तियों को एक दूसरे के संबंध में दर्पण आवृत्तियाँ कहा जाता है। रिसेप्शन एक चैनल पर किया जाता है, दूसरा रिसीवर के इनपुट सर्किट द्वारा फ़िल्टर किया जाता है। अंतर को इंटरमीडिएट फ़्रीक्वेंसी (IF) कहा जाता है, इसका मान किसी रिसीविंग या ट्रांसमिटिंग डिवाइस को डिज़ाइन करते समय चुना जाता है। अन्य संयोजन आवृत्तियों को मध्यवर्ती आवृत्ति फ़िल्टर द्वारा फ़िल्टर किया जाता है।

औद्योगिक उपकरणों के लिए IF आवृत्ति के चयन के लिए मानक हैं। शौकिया उपकरणों में, इस आवृत्ति को विभिन्न स्थितियों से चुना जाता है, जिसमें एक नैरोबैंड फिल्टर बनाने के लिए घटकों की उपलब्धता भी शामिल है।

फ़िल्टर द्वारा चुनी गई मध्यवर्ती आवृत्ति को IF एम्पलीफायर में प्रवर्धित किया जाता है। चूंकि यह आवृत्ति निश्चित है और बैंडविड्थ छोटा है (2.5...3 kHz आवाज की जानकारी के लिए पर्याप्त है), इसके लिए एम्पलीफायर को उच्च लाभ के साथ आसानी से नैरोबैंड बनाया जा सकता है।

ऐसे सर्किट हैं जो कुल आवृत्ति का उपयोग करते हैं - एफ-सिग्नल + एफ-हेटेरोडाइन। ऐसे सर्किट को "अप-रूपांतरण" सर्किट कहा जाता है। यह सिद्धांत रिसीवर इनपुट सर्किट के निर्माण को सरल करता है।

एक प्रत्यक्ष रूपांतरण तकनीक भी है (प्रत्यक्ष प्रवर्धन के साथ भ्रमित नहीं होना चाहिए!), जिसमें रिसेप्शन लगभग हेटेरोडाइन आवृत्ति पर किया जाता है। यह सर्किटरी डिजाइन और ट्यूनिंग में सरल है, लेकिन प्रत्यक्ष रूपांतरण उपकरण में अंतर्निहित कमियां हैं जो प्रदर्शन की गुणवत्ता को काफी कम कर देती हैं।

ट्रांसमीटर में हेटरोडाइन्स का भी उपयोग किया जाता है। वे संचरण की आवृत्ति के लिए कम आवृत्ति वाले संग्राहक संकेत को ले जाने का उलटा कार्य करते हैं। संचार उपकरणों में कई हेटेरोडाइन हो सकते हैं। इस प्रकार, यदि दो या अधिक आवृत्ति रूपांतरण वाले सर्किट का उपयोग किया जाता है, तो क्रमशः दो या दो से अधिक हेटेरोडाइन का उपयोग किया जाता है।सर्किट में हेटेरोडाइन भी शामिल हो सकते हैं, जो अतिरिक्त कार्य करते हैं - ट्रांसमिशन के दौरान दबाए गए वाहक की बहाली, टेलीग्राफिक पार्सल का निर्माण आदि।

रिसीवर में हेटेरोडाइन की शक्ति छोटी होती है। ज्यादातर मामलों में कुछ मिलीवाट किसी भी कार्य के लिए पर्याप्त है। लेकिन हेटेरोडाइन सिग्नल, यदि रिसीवर सर्किटरी अनुमति देता है, एंटीना में लीक हो सकता है, और इसे कई मीटर की दूरी पर प्राप्त किया जा सकता है।

रेडियो के शौकीनों के बीच एक लोकप्रिय कहानी है कि पश्चिमी रेडियो स्टेशनों को सुनने पर प्रतिबंध के दिनों में, विशेष सेवाओं के प्रतिनिधि घरों के प्रवेश द्वारों के चारों ओर "दुश्मन की आवाज़" की आवृत्तियों के लिए रिसीवर के साथ जाते थे (एक के लिए सही) माध्यमिक आवृत्ति)। संकेतों की उपस्थिति से, यह निर्धारित करना संभव था कि प्रतिबंधित प्रसारणों को कौन सुन रहा था।

हेटेरोडाइन मापदंडों के लिए आवश्यकताएँ

हेटेरोडाइन सिग्नल के लिए मुख्य आवश्यकता वर्णक्रमीय शुद्धता है। यदि हेटेरोडाइन साइनसॉइडल के अलावा अन्य वोल्टेज उत्पन्न करता है, तो मिक्सर में अतिरिक्त रमन आवृत्तियां उत्पन्न होती हैं। यदि वे इनपुट फिल्टर की बैंडविड्थ के भीतर आते हैं, तो यह रिसेप्शन के अतिरिक्त चैनलों के साथ-साथ "हिट पॉइंट्स" की उपस्थिति की ओर जाता है - रिसेप्शन की कुछ आवृत्तियों पर एक सीटी होती है जो एक उपयोगी सिग्नल के रिसेप्शन में हस्तक्षेप करती है।

एक अन्य आवश्यकता आउटपुट सिग्नल स्तर और आवृत्ति की स्थिरता है। दूसरा विशेष रूप से महत्वपूर्ण है जब एक दबे हुए वाहक (एसएसबी (ओबीपी), डीएसबी (डीएसबी), आदि) के साथ संकेतों को संसाधित करना। मास्टर ऑसिलेटर की आपूर्ति और मोड की सही पसंद के लिए वोल्टेज नियामकों का उपयोग करके आउटपुट स्तर की निरंतरता प्राप्त करना आसान है। सक्रिय तत्व (ट्रांजिस्टर)।

फ़्रीक्वेंसी कॉन्स्टेंसी फ़्रीक्वेंसी रेफ़रेंस एलिमेंट्स (ऑसिलेटिंग सर्किट की कैपेसिटेंस और इंडक्शन) की स्थिरता के साथ-साथ माउंटिंग कैपेसिटेंस की स्थिरता पर निर्भर करती है।एलसी तत्वों की अस्थिरता ज्यादातर हेटेरोडाइन के संचालन के दौरान तापमान परिवर्तन से निर्धारित होती है। सर्किट घटकों को स्थिर करने के लिए, उन्हें थर्मोस्टैट्स में रखा जाता है या समाई और अधिष्ठापन के तापमान बहाव की भरपाई के लिए विशेष उपाय किए जाते हैं। इंडक्शन कॉइल्स को आमतौर पर पूरी तरह से थर्मोस्टेबल बनाने की कोशिश की जाती है।

इस प्रयोजन के लिए विशेष निर्माणों का उपयोग किया जाता है - कॉइल एक मजबूत तार तनाव के साथ घाव होते हैं, घुमावों के विस्थापन को बाहर करने के लिए कंपाउंड से भरे होते हैं, तार को सिरेमिक फ्रेम में जला दिया जाता है, आदि।

संदर्भ संधारित्र की क्षमता पर तापमान के प्रभाव को कम करने के लिए, यह दो या दो से अधिक तत्वों से बना होता है, उन्हें अलग-अलग मूल्यों और समाई के तापमान गुणांक के संकेतों के साथ चुनता है ताकि उन्हें हीटिंग या कूलिंग द्वारा पारस्परिक रूप से मुआवजा दिया जा सके।

थर्मल स्थिरता की समस्याओं के कारण, इलेक्ट्रॉनिक रूप से नियंत्रित हेटेरोडाइन्स, जो वैरिकैप्स को कैपेसिटेंस के रूप में उपयोग करते हैं, व्यापक रूप से उपयोग नहीं किए जाते हैं। हीटिंग पर उनकी निर्भरता गैर-रैखिक है, और इसकी भरपाई करना बहुत मुश्किल है। इसलिए, varicaps का उपयोग केवल अलग करने वाले तत्वों के रूप में किया जाता है।

असेंबली की कैपेसिटेंस को रेफरेंस कैपेसिटर की कैपेसिटेंस में जोड़ा जाता है, और इसकी अस्थिरता भी फ़्रीक्वेंसी ड्रिफ्ट की ओर ले जाती है। बढ़ते अस्थिरता से बचने के लिए, सभी हेटेरोडाइन तत्वों को एक दूसरे के सापेक्ष न्यूनतम बदलाव से बचने के लिए बहुत कठोर रूप से माउंट किया जाना चाहिए।

मास्टर ऑसिलेटर्स के निर्माण में एक वास्तविक सफलता 1930 के दशक में जर्मनी में पाउडर कास्टिंग तकनीक का विकास था। इसने रेडियो घटकों के लिए जटिल त्रि-आयामी रूपों का उत्पादन करना संभव बना दिया, जिससे उस समय विधानसभा की अभूतपूर्व कठोरता प्राप्त करना संभव हो गया। इसने वेहरमाच रेडियो संचार प्रणालियों की विश्वसनीयता को एक नए स्तर पर पहुंचा दिया।

यदि हेटेरोडाइन ट्यून करने योग्य नहीं है, तो फ़्रीक्वेंसी होपिंग तत्व आमतौर पर होता है a क्रिस्टल थरथरानवाला. यह दोलन की अत्यधिक उच्च स्थिरता के लिए अनुमति देता है।

हाल के वर्षों में एलसी ऑसिलेटर्स के बजाय डिजिटल फ़्रीक्वेंसी सिंथेसाइज़र को हेटेरोडाइन्स के रूप में उपयोग करने का चलन है। आउटपुट वोल्टेज और आवृत्ति की स्थिरता हासिल करना आसान है, लेकिन वर्णक्रमीय शुद्धता वांछित होने के लिए बहुत कुछ छोड़ देती है, खासकर अगर सस्ती माइक्रोचिप्स का उपयोग करके सिग्नल उत्पन्न होता है।

आज पुरानी रेडियो रिसेप्शन तकनीकों को नए द्वारा प्रतिस्थापित किया जा रहा है, जैसे डीडीसी - प्रत्यक्ष डिजिटलीकरण। वह समय दूर नहीं जब उपकरण प्राप्त करने में हेटेरोडाइन एक वर्ग के रूप में गायब हो जाएंगे। लेकिन यह जल्द ही कभी नहीं होगा, इसलिए हेटेरोडाइन का ज्ञान और हेटेरोडाइन रिसेप्शन के सिद्धांत आने वाले लंबे समय तक मांग में रहेंगे।

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