Máy thu Superheterodyne am

Máy thu superheterodyne sử dụng sự trộn tín hiệu để chuyển đổi tín hiệu vô tuyến đầu vào thành tần số trung gian ổn định (IF) có thể hoạt động dễ dàng hơn so với tín hiệu vô tuyến gốc có tần số khác, tùy thuộc vào trạm phát sóng. Sau đó, tín hiệu IF được khuếch đại bởi một dải bộ khuếch đại IF và sau đó được đưa vào một máy dò đầu ra tín hiệu âm thanh vào bộ khuếch đại âm thanh cấp nguồn cho loa. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về hoạt động của bộ thu tín hiệu Superheterodyne AM hay gọi tắt là superhet với sự trợ giúp của sơ đồ khối.

Hầu hết các máy thu AM được tìm thấy ngày nay là loại superheterodyne vì chúng cho phép sử dụng các bộ lọc có độ chọn lọc cao trong các giai đoạn Tần số trung gian (IF) của chúng và chúng có độ nhạy cao (có thể sử dụng các ăng ten thanh ferit bên trong) do các bộ lọc trong giai đoạn IF. giúp họ loại bỏ các tín hiệu RF không mong muốn. Ngoài ra, dải khuếch đại IF cung cấp độ lợi cao, phản hồi tín hiệu mạnh tốt vì sử dụng điều khiển độ lợi tự động trong bộ khuếch đại và dễ vận hành (chỉ điều khiển âm lượng, công tắc nguồn và núm điều chỉnh).

Sơ đồ khối của Máy thu AM Superheterodyne

Để hiểu cách hoạt động, chúng ta hãy xem sơ đồ khối máy thu Superheterodyne AM được hiển thị bên dưới.

Các bác sĩ cho biết:

Như bạn có thể thấy sơ đồ khối có 11 giai đoạn khác nhau, mỗi giai đoạn có một chức năng cụ thể được giải thích bên dưới

1. Bộ lọc RF: Khối đầu tiên là cuộn dây ăng-ten thanh ferit và tổ hợp tụ điện biến đổi, phục vụ hai mục đích - RF được cảm ứng vào cuộn dây và tụ điện song song điều khiển tần số cộng hưởng của nó, vì ăng-ten ferit nhận tốt nhất khi tần số cộng hưởng của cuộn dây và tụ điện bằng tần số sóng mang của trạm - theo cách này, nó hoạt động như một bộ lọc đầu vào của máy thu.
2. Heterodyne Local Oscillator: Khối thứ hai là heterodyne, còn được gọi là bộ dao động cục bộ (LO). Tần số của bộ dao động cục bộ được thiết lập, vì vậy tổng hoặc hiệu của tần số của tín hiệu RF và tần số của LO bằng IF được sử dụng trong máy thu (thường là khoảng 455 kHz).
3. Máy trộn: Khối thứ ba là bộ trộn, tín hiệu RF và tín hiệu LO được đưa đến bộ trộn để tạo ra IF mong muốn. Bộ trộn được tìm thấy trong các máy thu AM thông thường xuất ra tổng, sự khác biệt của tần số LO và RF và chính các tín hiệu LO và RF. Thông thường, trong các radio bán dẫn đơn giản, bộ khuếch đại và bộ trộn được sản xuất bằng cách sử dụng một bóng bán dẫn. Trong các máy thu chất lượng cao hơn và những máy thu sử dụng mạch tích hợp chuyên dụng, chẳng hạn như TCA440, các giai đoạn này tách biệt, cho phép thu nhạy hơn do bộ trộn chỉ xuất ra các tần số tổng và chênh lệch. Trong một bộ trộn bóng bán dẫn LO, bóng bán dẫn hoạt động như một bộ dao động Armstrong cơ sở chung và RF lấy từ một cuộn dây quấn trên thanh ferit, tách biệt với cuộn dây của mạch cộng hưởng, được đưa đến đế.Ở các tần số khác với tần số cộng hưởng của mạch cộng hưởng ăng-ten, nó thể hiện trở kháng thấp, vì vậy chân đế vẫn được nối đất cho tín hiệu LO nhưng không nối đất cho tín hiệu đầu vào, do mạch ăng-ten thuộc loại cộng hưởng song song (trở kháng thấp ở các tần số khác nhau từ cộng hưởng, trở kháng gần như vô hạn ở tần số cộng hưởng).
4. Bộ lọc IF đầu tiên: Khối thứ tư là bộ lọc IF đầu tiên. Trong hầu hết các máy thu AM, nó là một mạch cộng hưởng được đặt trong bộ thu của transistor trộn với tần số cộng hưởng bằng tần số IF. Mục đích của nó là lọc bỏ tất cả các tín hiệu có tần số khác với tần số IF vì những tín hiệu đó là các sản phẩm trộn không mong muốn và không mang tín hiệu âm thanh của đài mà chúng ta muốn nghe.
5. Bộ khuếch đại IF đầu tiên: Khối thứ năm là bộ khuếch đại IF đầu tiên. Mức tăng từ 50 đến 100 trong mỗi giai đoạn IF là phổ biến nếu mức tăng quá cao, sự biến dạng có thể xảy ra và nếu mức tăng quá cao, các bộ lọc IF quá gần nhau và không được che chắn đúng cách, dao động ký sinh có thể xảy ra. Bộ khuếch đại được điều khiển bằng điện áp AGC (Automatic Gain Control) từ bộ giải điều chế. AGC làm giảm mức khuếch đại của giai đoạn, làm cho tín hiệu đầu ra gần như giống nhau, bất kể biên độ tín hiệu đầu vào. Trong các máy thu AM của bóng bán dẫn, tín hiệu AGC thường được đưa đến đế và có điện áp âm - trong các bóng bán dẫn NPN kéo điện áp phân cực cơ sở xuống thấp hơn, làm giảm độ lợi.
6. Bộ lọc IF thứ hai: Khối thứ sáu là bộ lọc IF thứ hai, giống như khối đầu tiên, nó là một mạch cộng hưởng được đặt trong bộ thu của bóng bán dẫn. Nó chỉ cho phép các tín hiệu của tần số IF - cải thiện tính chọn lọc.
7. Bộ khuếch đại IF thứ hai: Khối thứ bảy là bộ khuếch đại IF thứ hai, nó thực tế giống với bộ khuếch đại IF đầu tiên ngoại trừ nó không được điều khiển bởi AGC, vì có quá nhiều tầng điều khiển AGC, làm tăng độ méo.
8. Bộ lọc IF thứ ba: khối thứ tám là bộ lọc IF thứ ba, giống như khối thứ nhất và khối thứ hai là mạch cộng hưởng được đặt trong bộ thu của bóng bán dẫn. Nó chỉ cho phép các tín hiệu của tần số IF - cải thiện tính chọn lọc. Nó cung cấp tín hiệu IF cho máy dò.
9. Bộ dò: Khối thứ chín là bộ dò, thường ở dạng điốt gecmani hoặc bóng bán dẫn kết nối với điốt. Nó giải điều chế AM bằng cách chỉnh lưu IF. Trên đầu ra của nó, có một thành phần gợn sóng IF mạnh được lọc ra bằng bộ lọc thông thấp của tụ điện trở, vì vậy chỉ còn lại thành phần AF, nó được đưa đến bộ khuếch đại âm thanh. Tín hiệu âm thanh được lọc thêm để cung cấp điện áp AGC, giống như trong nguồn điện một chiều thông thường.
10. Bộ khuếch đại âm thanh: Khối thứ mười là bộ khuếch đại âm thanh; nó khuếch đại tín hiệu âm thanh và chuyển nó đến loa. Giữa bộ phát hiện và bộ khuếch đại âm thanh, một chiết áp điều khiển âm lượng được sử dụng.
11. Loa: Khối cuối cùng là loa (thường là 8 ôm, 0,5W) xuất âm thanh cho người dùng. Loa đôi khi được kết nối với bộ khuếch đại âm thanh thông qua giắc cắm tai nghe, ngắt kết nối loa khi cắm tai nghe.

Mạch thu AM Superheterodyne

Bây giờ, chúng ta đã biết chức năng cơ bản hoạt động của Bộ thu Superheterodyne, hãy cùng xem sơ đồ mạch điển hình của Bộ thu Superheterodyne. Mạch dưới đây là một ví dụ về mạch vô tuyến bán dẫn đơn giản được xây dựng bằng bóng bán dẫn siêu nhạy TR830 của Sony.

Mạch có vẻ phức tạp ngay từ cái nhìn đầu tiên, nhưng nếu chúng ta so sánh nó với sơ đồ khối mà chúng ta đã học trước đó, nó trở nên đơn giản. Vì vậy, hãy chia từng phần của mạch để giải thích hoạt động của nó.

Ăng ten và bộ trộn - L1 là ăng ten thanh ferit, nó tạo thành một mạch cộng hưởng với tụ biến C2-1 và C1-1 mắc song song. Các cặp cuộn dây thứ cấp vào đế của bóng bán dẫn bộ trộn X1. Tín hiệu LO được cấp cho bộ phát từ LO bằng C5. Đầu ra IF được lấy từ bộ thu bởi IFT1, cuộn dây được chạm vào bộ thu theo kiểu biến áp tự động, bởi vì nếu mạch cộng hưởng được kết nối trực tiếp giữa bộ thu và Vcc, bóng bán dẫn sẽ tải mạch đáng kể và băng thông cũng sẽ cao - khoảng 200kHz. Khai thác này làm giảm băng thông xuống 30kHz.

LO - Bộ dao động Armstrong cơ bản chung tiêu chuẩn, C1-2 được điều chỉnh cùng với C1-1 để sự khác biệt của tần số LO và tần số RF luôn là 455kHz. Tần số LO được xác định bởi L2 và tổng điện dung của C1-2 và C2-2 mắc nối tiếp với C8. L2 cung cấp phản hồi cho các dao động từ bộ thu đến bộ phát. Cơ sở là RF nối đất.

X3 là bộ khuếch đại IF đầu tiên. Để sử dụng một biến áp để nuôi chân đế của bộ khuếch đại bóng bán dẫn, chúng tôi đặt thứ cấp giữa đế và phân cực và đặt một tụ điện tách giữa phân cực và biến áp thứ cấp để đóng mạch cho tín hiệu. Đây là một giải pháp hiệu quả hơn so với việc cấp tín hiệu thông qua một tụ điện ghép nối với đế được kết nối trực tiếp với điện trở phân cực

TM là đồng hồ đo cường độ tín hiệu đo dòng điện chạy vào bộ khuếch đại IF, vì tín hiệu đầu vào cao hơn gây ra nhiều dòng điện chạy qua biến áp IF vào bộ khuếch đại IF thứ hai, làm tăng dòng điện cung cấp amp IF mà đồng hồ đo. C14 lọc điện áp cung cấp cùng với R9 (tắt màn hình), vì RF và tiếng ồn lưới điện có thể được cảm ứng vào cuộn dây của đồng hồ đo TM.

X4 là bộ khuếch đại IF thứ hai, thiên vị được cố định bởi R10 và R11, C15 đặt nền cho tín hiệu IF; nó được kết nối với R12 không tách rời để cung cấp phản hồi tiêu cực nhằm giảm sự biến dạng, tất cả những thứ khác đều giống như trong amp đầu tiên.

D là máy dò. Nó giải điều chế IF và cung cấp điện áp AGC âm. Điốt gecmani được sử dụng, do điện áp chuyển tiếp của chúng thấp hơn hai lần so với điốt silicon, gây ra độ nhạy của máy thu cao hơn và độ méo âm thanh thấp hơn / R13, C18 và C19 tạo thành bộ lọc âm thanh thông thấp cấu trúc liên kết PI, trong khi R7 kiểm soát cường độ AGC và tạo thành bộ lọc thông thấp với C10 lọc điện áp AGC từ cả tín hiệu IF và AF.

X5 là bộ tiền khuếch đại âm thanh, R4 điều khiển âm lượng và C22 cung cấp phản hồi âm ở tần số cao hơn, cung cấp thêm tính năng lọc thông thấp. X6 là trình điều khiển của giai đoạn quyền lực. S2 và C20 tạo thành một mạch điều khiển âm sắc - khi nhấn công tắc, C20 sẽ tạo ra các tần số âm thanh cao hơn, hoạt động như một bộ lọc thông thấp thô, điều này rất quan trọng trong các radio AM đời đầu, vì loa có hiệu suất tần số thấp rất kém và âm thanh nhận được " nhỏ xíu ”. Phản hồi tiêu cực từ đầu ra được áp dụng cho mạch phát của bóng bán dẫn trình điều khiển.

T1 đảo ngược pha của tín hiệu đến chân X7 so với pha ở chân X8, T2 biến dòng điện nửa sóng kéo của mỗi bóng bán dẫn trở lại dạng sóng toàn bộ và khớp với trở kháng amp bán dẫn cao hơn (200 ohms) với 8 -ohm loa. Một bóng bán dẫn kéo dòng điện khi tín hiệu đầu vào ở dạng sóng dương và một bóng bán dẫn khác khi dạng sóng âm. R26 và C29 cung cấp phản hồi âm, giảm biến dạng và cải thiện chất lượng âm thanh và đáp ứng tần số. J và SP được kết nối theo cách tắt loa khi cắm tai nghe. Bộ khuếch đại âm thanh cung cấp công suất khoảng 100mW, đủ cho toàn bộ phòng.