heterodin (osilator) di penerimapemancarDalam kebanyakan kasus generator sinyal yang menentukan frekuensi penerimaan disebut heterodyne. Meskipun perannya disebut bantu, ia memiliki dampak yang sangat signifikan terhadap kualitas perangkat penerima atau transmisi.
Fungsi heterodyne dan prinsip penerimaan heterodyne
Pada hari-hari awal penerimaan radio, semua penerima radio dirancang tanpa heterodyne. Sinyal yang diambil oleh rangkaian input berosilasi diperkuat, kemudian dideteksi dan diumpankan ke penguat frekuensi rendah. Dengan perkembangan sirkuit, masalah membangun penguat frekuensi radio gain tinggi muncul.
Untuk tumpang tindih rentang besar itu dibuat dengan bandwidth yang lebar, yang membuatnya rentan terhadap eksitasi diri. Amplifier yang dapat diganti ternyata terlalu rumit dan tidak praktis.
Itu semua berubah dengan penemuan penerimaan heterodyne. Sinyal dari osilator merdu (atau tetap) diumpankan ke mixer. Input lain dari mixer adalah sinyal yang diterima, dan outputnya adalah sejumlah besar frekuensi Raman, yang merupakan jumlah dan perbedaan frekuensi heterodyne dan sinyal yang diterima dalam berbagai kombinasi.Aplikasi praktis biasanya memiliki dua frekuensi:
- f-heterodyne-f-sinyal;
- f-sinyal - f-heterodyne.
Frekuensi ini disebut frekuensi cermin dalam hubungannya satu sama lain. Penerimaan dilakukan pada satu saluran, yang kedua disaring oleh sirkuit input penerima. Perbedaannya disebut frekuensi menengah (IF), nilainya dipilih saat merancang perangkat penerima atau transmisi. Frekuensi kombinasional lainnya disaring oleh filter frekuensi menengah.
Untuk peralatan industri ada standar untuk memilih frekuensi IF. Pada peralatan amatir, frekuensi ini dipilih dari kondisi yang berbeda, termasuk ketersediaan komponen untuk membangun filter narrowband.
Frekuensi menengah yang dipilih oleh filter diperkuat dalam penguat IF. Karena frekuensi ini tetap dan lebar pitanya kecil (2,5...3 kHz cukup untuk informasi suara), penguatnya dapat dengan mudah dibuat pita sempit dengan penguatan tinggi.
Ada sirkuit yang menggunakan frekuensi total - sinyal f + f-heterodyne. Sirkuit seperti itu disebut sirkuit "konversi naik". Prinsip ini menyederhanakan konstruksi sirkuit input penerima.
Ada juga teknik konversi langsung (jangan dikelirukan dengan amplifikasi langsung!), di mana penerimaan dilakukan hampir pada frekuensi heterodyne. Sirkuit ini sederhana dalam desain dan penyetelan, tetapi peralatan konversi langsung memiliki kelemahan bawaan yang secara nyata menurunkan kualitas kinerja.
Heterodynes juga digunakan dalam pemancar. Mereka melakukan fungsi terbalik membawa sinyal termodulasi frekuensi rendah ke frekuensi transmisi. Mungkin ada beberapa heterodina dalam peralatan komunikasi. Jadi, jika rangkaian dengan dua atau lebih konversi frekuensi digunakan, dua atau lebih heterodina digunakan secara berurutan.Sirkuit juga dapat mencakup heterodyne, yang melakukan fungsi tambahan - pemulihan pembawa yang ditekan selama transmisi, pembentukan paket telegrafik, dll.
Kekuatan heterodyne di penerima kecil. Beberapa miliwatt dalam banyak kasus sudah cukup untuk tugas apa pun. Tetapi sinyal heterodyne, jika memungkinkan sirkuit penerima, dapat bocor ke antena, dan dapat diterima pada jarak beberapa meter.
Ada cerita populer di kalangan amatir radio bahwa pada hari-hari larangan mendengarkan stasiun radio Barat, perwakilan dari layanan khusus biasa berkeliling pintu masuk rumah dengan penerima disetel ke frekuensi "suara musuh" (dikoreksi untuk frekuensi menengah). Dengan adanya sinyal, diduga mungkin untuk menentukan siapa yang mendengarkan siaran yang dilarang.
Persyaratan untuk parameter heterodyne
Persyaratan utama untuk sinyal heterodyne adalah kemurnian spektral. Jika heterodyne menghasilkan tegangan selain sinusoidal, frekuensi Raman tambahan dihasilkan dalam mixer. Jika mereka termasuk dalam bandwidth filter input, itu mengarah ke saluran penerimaan tambahan, serta munculnya "titik hit" - pada beberapa frekuensi penerimaan ada peluit yang mengganggu penerimaan sinyal yang berguna.
Persyaratan lainnya adalah stabilitas level dan frekuensi sinyal keluaran. Yang kedua sangat penting ketika memproses sinyal dengan pembawa yang ditekan (SSB (OBP), DSB (DSB), dll.) Kontinuitas level output mudah didapat dengan menggunakan regulator tegangan untuk memasok osilator master dan pilihan mode yang benar elemen aktif (transistor).
Keteguhan frekuensi tergantung pada stabilitas elemen referensi frekuensi (kapasitansi dan induktansi dari rangkaian berosilasi), serta keteguhan kapasitansi pemasangan.Ketidakstabilan elemen LC sebagian besar ditentukan oleh perubahan suhu selama operasi heterodyne. Untuk menstabilkan komponen sirkuit, mereka ditempatkan di termostat atau tindakan khusus diambil untuk mengkompensasi penyimpangan suhu kapasitansi dan induktansi. Kumparan induktansi biasanya dicoba agar sepenuhnya termostabil.
Untuk tujuan ini konstruksi khusus digunakan - gulungan dililit dengan tegangan kawat yang kuat, belokan diisi dengan senyawa untuk mengecualikan perpindahan belokan, kawat dibakar menjadi bingkai keramik, dll.
Untuk mengurangi efek suhu pada kapasitas kapasitor referensi, itu terbuat dari dua atau lebih elemen, memilihnya dengan nilai dan tanda yang berbeda dari koefisien suhu kapasitansi sehingga mereka saling dikompensasi dengan pemanasan atau pendinginan.
Karena masalah stabilitas termal, heterodina yang dikontrol secara elektronik, yang menggunakan varikap sebagai kapasitansi, tidak banyak digunakan. Ketergantungan mereka pada pemanasan tidak linier, dan sangat sulit untuk dikompensasi. Oleh karena itu, varicaps hanya digunakan sebagai elemen detuning.
Kapasitansi rakitan ditambahkan ke kapasitansi kapasitor referensi, dan ketidakstabilannya juga menyebabkan penyimpangan frekuensi. Untuk menghindari ketidakstabilan pemasangan, semua elemen heterodyne harus dipasang dengan sangat kaku untuk menghindari pergeseran minimal yang relatif satu sama lain.
Terobosan nyata dalam konstruksi osilator master adalah pengembangan teknologi pengecoran bubuk pada tahun 1930-an di Jerman. Ini memungkinkan untuk menghasilkan bentuk tiga dimensi yang kompleks untuk komponen radio, yang memungkinkan untuk mencapai kekakuan perakitan yang belum pernah terjadi sebelumnya pada waktu itu. Ini membawa keandalan sistem komunikasi radio Wehrmacht ke tingkat yang baru.
Jika heterodyne tidak dapat disetel, elemen frekuensi melompat biasanya a osilator kristal. Ini memungkinkan stabilitas osilasi yang sangat tinggi.
Dalam beberapa tahun terakhir ada tren untuk menggunakan synthesizer frekuensi digital sebagai heterodyne daripada osilator LC. Stabilitas tegangan dan frekuensi keluaran mudah dicapai, tetapi kemurnian spektral masih menyisakan banyak hal yang diinginkan, terutama jika sinyal dihasilkan menggunakan microchip yang murah.
Saat ini teknologi penerimaan radio lama digantikan oleh yang baru, seperti DDC - digitalisasi langsung. Waktunya tidak lama lagi ketika heterodyne dalam peralatan penerima akan menghilang sebagai sebuah kelas. Tapi itu tidak akan terjadi dalam waktu dekat, sehingga pengetahuan tentang heterodyne dan prinsip-prinsip penerimaan heterodyne akan dibutuhkan untuk waktu yang lama.
Artikel terkait:
