हेटरोडाइन (ऑसिलेटर) रिसीव्हरमध्येट्रान्समीटरबहुतेक प्रकरणांमध्ये सिग्नल जनरेटर जो रिसेप्शनची वारंवारता निर्धारित करतो त्याला हेटरोडाइन म्हणतात. जरी त्याच्या भूमिकेला सहाय्यक म्हटले जात असले तरी, प्राप्त किंवा प्रसारित करणार्‍या उपकरणाच्या गुणवत्तेवर त्याचा खूप महत्त्वपूर्ण प्रभाव पडतो.
Heterodyne कार्य आणि heterodyne रिसेप्शन तत्त्व
रेडिओ रिसेप्शनच्या सुरुवातीच्या दिवसांमध्ये, सर्व रेडिओ रिसीव्हर्स हेटरोडाइनशिवाय डिझाइन केलेले होते. ऑसीलेटिंग इनपुट सर्किटद्वारे उचललेले सिग्नल वाढवले गेले, नंतर शोधले गेले आणि कमी-फ्रिक्वेंसी अॅम्प्लिफायरला दिले गेले. सर्किटरीच्या विकासासह, उच्च-प्राप्त रेडिओ फ्रिक्वेंसी अॅम्प्लिफायर तयार करण्याची समस्या उद्भवली.
मोठ्या श्रेणीला ओव्हरलॅप करण्यासाठी ते विस्तृत बँडविड्थसह बनवले गेले होते, ज्यामुळे ते आत्म-उत्तेजनाचे प्रवण होते. स्विच करण्यायोग्य अॅम्प्लीफायर्स खूप क्लिष्ट आणि अवजड असल्याचे दिसून आले.
हेटरोडायन रिसेप्शनच्या आविष्काराने हे सर्व बदलले. ट्यून करण्यायोग्य (किंवा निश्चित) ऑसिलेटरचे सिग्नल मिक्सरला दिले जाते. मिक्सरचे दुसरे इनपुट म्हणजे प्राप्त झालेले सिग्नल आणि आउटपुट हे रमन फ्रिक्वेन्सीजची प्रचंड संख्या आहे, जी हेटरोडाइनच्या फ्रिक्वेन्सीची बेरीज आणि फरक आणि विविध संयोजनांमध्ये प्राप्त झालेले सिग्नल आहेत.व्यावहारिक अनुप्रयोगांमध्ये सहसा दोन वारंवारता असतात:
- f-heterodyne-f-सिग्नल;
- f-सिग्नल - f-heterodyne.
या फ्रिक्वेन्सींना एकमेकांच्या संबंधात मिरर फ्रिक्वेन्सी म्हणतात. रिसेप्शन एका चॅनेलवर चालते, दुसरे रिसीव्हरच्या इनपुट सर्किट्सद्वारे फिल्टर केले जाते. फरकाला इंटरमीडिएट फ्रिक्वेंसी (IF) म्हणतात, प्राप्त किंवा प्रसारित करणारे उपकरण डिझाइन करताना त्याचे मूल्य निवडले जाते. इतर कॉम्बिनेशनल फ्रिक्वेन्सी इंटरमीडिएट फ्रिक्वेन्सी फिल्टरद्वारे फिल्टर केल्या जातात.
औद्योगिक उपकरणांसाठी IF वारंवारता निवडण्यासाठी मानके आहेत. हौशी उपकरणांमध्ये, ही वारंवारता अरुंद बँड फिल्टर तयार करण्यासाठी घटकांच्या उपलब्धतेसह विविध परिस्थितींमधून निवडली जाते.
फिल्टरद्वारे निवडलेली इंटरमीडिएट वारंवारता IF अॅम्प्लिफायरमध्ये वाढविली जाते. ही वारंवारता निश्चित केलेली असल्याने आणि बँडविड्थ लहान असल्याने (व्हॉइस माहितीसाठी 2.5...3 kHz पुरेसे आहे), त्यासाठी अॅम्प्लीफायर सहजपणे उच्च लाभासह अरुंद बँड बनवता येतो.
अशी सर्किट्स आहेत जी एकूण वारंवारता वापरतात - f-signal + f-heterodyne. अशा सर्किट्सना "अप-कन्व्हर्जन" सर्किट्स म्हणतात. हे तत्त्व रिसीव्हर इनपुट सर्किट्सचे बांधकाम सुलभ करते.
एक थेट रूपांतरण तंत्र देखील आहे (थेट प्रवर्धनासह गोंधळात टाकू नका!), ज्यामध्ये रिसेप्शन जवळजवळ हेटरोडाइन फ्रिक्वेंसीवर चालते. ही सर्किटरी डिझाईन आणि ट्यूनिंगमध्ये सोपी आहे, परंतु थेट रूपांतरण उपकरणांमध्ये अंतर्निहित कमतरता आहेत ज्यामुळे कार्यक्षमतेची गुणवत्ता लक्षणीयरीत्या कमी होते.
ट्रान्समीटरमध्ये हेटरोडायन्स देखील वापरले जातात. ते कमी-फ्रिक्वेंसी मोड्युलेटेड सिग्नल ट्रान्समिशनच्या वारंवारतेपर्यंत नेण्याचे व्यस्त कार्य करतात. संप्रेषण उपकरणांमध्ये अनेक भिन्नता असू शकतात. अशा प्रकारे, दोन किंवा अधिक वारंवारता रूपांतरणे असलेले सर्किट वापरले असल्यास, अनुक्रमे दोन किंवा अधिक विषमता वापरल्या जातात.सर्किटमध्ये हेटरोडायन्स देखील समाविष्ट असू शकतात, जे अतिरिक्त कार्ये करतात - ट्रान्समिशन दरम्यान दाबलेल्या वाहकाची पुनर्संचयित करणे, टेलिग्राफिक पार्सल तयार करणे इ.
रिसीव्हरमधील हेटरोडाइनची शक्ती लहान आहे. कोणत्याही कार्यासाठी बहुतेक प्रकरणांमध्ये काही मिलीवॅट्स पुरेसे असतात. परंतु हेटरोडाइन सिग्नल, जर रिसीव्हर सर्किटरी परवानगी देत असेल, तर अँटेनामध्ये गळती होऊ शकते आणि ते अनेक मीटरच्या अंतरावर प्राप्त होऊ शकते.
रेडिओ शौकिनांमध्ये एक लोकप्रिय कथा आहे की पाश्चात्य रेडिओ स्टेशन्स ऐकण्यावर बंदी असताना, विशेष सेवांचे प्रतिनिधी "शत्रू आवाज" च्या वारंवारतेनुसार रिसीव्हर्ससह घरांच्या प्रवेशद्वाराभोवती फिरत असत. इंटरमीडिएट वारंवारता). सिग्नलच्या उपस्थितीद्वारे, प्रतिबंधित प्रसारणे कोण ऐकत आहे हे निर्धारित करणे शक्य होते.
हेटरोडाइन पॅरामीटर्ससाठी आवश्यकता
हेटरोडाइन सिग्नलसाठी मुख्य आवश्यकता वर्णक्रमीय शुद्धता आहे. जर हेटरोडाइन सायनसॉइडल व्यतिरिक्त व्होल्टेज निर्माण करत असेल तर, मिक्सरमध्ये अतिरिक्त रमन फ्रिक्वेन्सी निर्माण होतात. जर ते इनपुट फिल्टरच्या बँडविड्थमध्ये येतात, तर ते रिसेप्शनच्या अतिरिक्त चॅनेल, तसेच "हिट पॉइंट्स" दिसण्यास कारणीभूत ठरते - रिसेप्शनच्या काही फ्रिक्वेन्सीवर एक शिट्टी असते जी उपयुक्त सिग्नलच्या रिसेप्शनमध्ये व्यत्यय आणते.
दुसरी आवश्यकता आउटपुट सिग्नल पातळी आणि वारंवारता स्थिरता आहे. दडपलेल्या वाहक (एसएसबी (ओबीपी), डीएसबी (डीएसबी) इ.) सह सिग्नलवर प्रक्रिया करताना दुसरे विशेषतः महत्वाचे आहे. मास्टर ऑसिलेटरचा पुरवठा करण्यासाठी व्होल्टेज रेग्युलेटर वापरून आउटपुट पातळीची सातत्य मिळवणे सोपे आहे आणि मोडची योग्य निवड. सक्रिय घटकाचे (ट्रान्झिस्टर).
वारंवारता स्थिरता वारंवारता संदर्भ घटकांच्या स्थिरतेवर (ओसीलेटिंग सर्किटचे कॅपेसिटन्स आणि इंडक्टन्स), तसेच माउंटिंग कॅपेसिटन्सच्या स्थिरतेवर अवलंबून असते.एलसी घटकांची अस्थिरता हेटरोडाइनच्या ऑपरेशन दरम्यान तापमान बदलाद्वारे मुख्यतः निर्धारित केली जाते. सर्किटचे घटक स्थिर करण्यासाठी, ते थर्मोस्टॅट्समध्ये ठेवलेले असतात किंवा कॅपेसिटन्स आणि इंडक्टन्सच्या तापमानाच्या प्रवाहाची भरपाई करण्यासाठी विशेष उपाय केले जातात. इंडक्टन्स कॉइल सामान्यतः पूर्णपणे थर्मोस्टेबल होण्याचा प्रयत्न केला जातो.
या उद्देशासाठी विशेष बांधकामे वापरली जातात - कॉइल मजबूत वायरच्या ताणाने जखमेच्या असतात, वळणांचे विस्थापन वगळण्यासाठी वळणे कंपाऊंडने भरलेली असतात, वायर सिरेमिक फ्रेममध्ये जाळली जाते इ.
संदर्भ कॅपेसिटरच्या क्षमतेवर तापमानाचा प्रभाव कमी करण्यासाठी, ते दोन किंवा अधिक घटकांचे बनलेले असते, त्यांना भिन्न मूल्यांसह आणि कॅपेसिटन्सच्या तापमान गुणांकाच्या चिन्हांसह निवडले जाते जेणेकरून ते गरम किंवा थंड करून परस्पर भरपाई मिळू शकेल.
थर्मल स्थिरतेच्या समस्यांमुळे, इलेक्ट्रोनिकली नियंत्रित हेटरोडायन्स, जे कॅपेसिटन्स म्हणून व्हेरीकॅप्स वापरतात, मोठ्या प्रमाणावर वापरले जात नाहीत. हीटिंगवर त्यांचे अवलंबित्व अ-रेखीय आहे आणि त्याची भरपाई करणे फार कठीण आहे. म्हणून, व्हेरीकॅप्सचा वापर केवळ डिट्यूनिंग घटक म्हणून केला जातो.
असेंब्लीची कॅपेसिटन्स संदर्भ कॅपेसिटरच्या कॅपेसिटन्समध्ये जोडली जाते आणि त्याच्या अस्थिरतेमुळे वारंवारता वाहते. माउंटिंग अस्थिरता टाळण्यासाठी, एकमेकांच्या सापेक्ष किमान शिफ्ट टाळण्यासाठी सर्व हेटरोडायन घटक अतिशय कडकपणे माउंट केले पाहिजेत.
1930 च्या दशकात जर्मनीमध्ये पावडर कास्टिंग तंत्रज्ञानाचा विकास हा मास्टर ऑसिलेटरच्या बांधकामातील एक खरा यश होता. यामुळे रेडिओ घटकांसाठी जटिल त्रि-आयामी फॉर्म तयार करणे शक्य झाले, ज्यामुळे त्या वेळी असेंबलीची अभूतपूर्व कडकपणा प्राप्त करणे शक्य झाले. यामुळे वेहरमॅच रेडिओ कम्युनिकेशन सिस्टमची विश्वासार्हता एका नवीन स्तरावर आली.
हेटरोडाइन ट्यून करण्यायोग्य नसल्यास, वारंवारता हॉपिंग घटक सामान्यतः a असतो क्रिस्टल ऑसिलेटर. हे दोलनाची अत्यंत उच्च स्थिरता प्राप्त करण्यास अनुमती देते.
अलिकडच्या वर्षांत डिजिटल फ्रिक्वेन्सी सिंथेसायझर्सचा वापर एलसी ऑसीलेटर्सऐवजी हेटरोडायन्स म्हणून करण्याचा ट्रेंड आहे. आउटपुट व्होल्टेज आणि वारंवारतेची स्थिरता प्राप्त करणे सोपे आहे, परंतु स्पेक्ट्रल शुद्धता इच्छेनुसार बरेच काही सोडते, विशेषत: स्वस्त मायक्रोचिप वापरून सिग्नल तयार केल्यास.
आज जुन्या रेडिओ रिसेप्शन तंत्रज्ञानाची जागा नवीन तंत्रज्ञानाद्वारे घेतली जात आहे, जसे की डीडीसी - थेट डिजिटायझेशन. ती वेळ फार दूर नाही जेव्हा उपकरणे मिळविण्यातील भिन्नता वर्ग म्हणून नाहीशी होईल. परंतु हे कधीही लवकरच होणार नाही, म्हणून हेटरोडाइनचे ज्ञान आणि हेटरोडाइन रिसेप्शनची तत्त्वे येण्यासाठी दीर्घकाळ मागणी असेल.
संबंधित लेख:
