Superheterodyn

Z PanWiki
(Přesměrováno z Superhet)
Přejít na: navigace, hledání

Superheterodynní přijímač (celým názvem anglicky the supersonic heterodyne receiver, tedy nadzvukový směšovací přijímač) je jedno z nejobvyklejších zapojení přijímače radiových vln. Zkráceně se mu též říká superhet (platí jak v angličtině tak v češtině). Superhet byl vynalezen Edwinem Armstrongem v roce 1918.

Obsah

Porovnání s jinými typy přijímačů

Přijímače s přímým zesílením
Tento nejstarší typ přijímače se skládal z laděných zesilovacích stupňů, za kterými následoval detektor a případně ještě nízkofrekvenční zesilovač. Nevýhodou byla malá citlivost, malá selektivita a velmi špatná stabilita přijímače. S rozvojem radiového vysílání a přibýváním stanic také bylo velmi obtížné přijímač přelaďovat.
Reaktivní a superreaktivní přijímače
Tyto přijímače sice měly výrazně vyšší citlivost, ale jejich selektivita a stabilita zůstaly stále na nízké úrovni.

Princip činnosti

Soubor:Superhet.svg
Blokové schéma superhetu
Pro získání vysoké selektivity přijímače je třeba použít kvalitní úzkopásmový filtr s vysokým činitelem jakosti Q. Takový filtr se pro frekvenční oblasti používané v radiotechnice prakticky nedá vyrobit z kondenzátorů a cívek. Jediným řešením je použití keramických filtrů, které požadovaných vlastností snadno dosahují, jsou levné, malé a stabilní.

Keramické filtry jsou ovšem vyráběny pouze pro určité frekvence a jsou nepřeladitelné. Proto je třeba ladění přijímače zajistit jiným způsobem, a sice pomocí místního oscilátoru a směšovače.

Směšovač

Směšovač je obvod totožný s amplitudovým modulátorem. Používá se kruhový modulátor, který potlačuje nosnou a z výsledku modulace se pro další zpracování využívá pouze jedno postranní pásmo. Při klasické modulaci je frekvence nosné výrazně větší než frekvence modulačního signálu. Také amplituda nosné musí být větší, aby nedocházelo ke stoprocentnímu promodulování nosné.

U směšovače je tomu naopak. Amplitudy obou vstupních signálů mají být totožné nebo alespoň srovnatelné a frekvence jsou velmi blízké.

Směšovač produkuje z přijímaného kmitočtu f_{pri}\! a kmitočtu oscilátoru f_{osc}\! součtový a rozdílový kmitočet:

  • f_+ = f_{pri} + f_{osc}\!
  • f_- = f_{pri} - f_{osc}\! nebo f_- = f_{osc} - f_{pri}\!, podle toho, který z nich je vyšší.

Dále se zpracovává jen rozdílový kmitočet.

Vstupní obvody

Vstupní obvody zajišťují předzesílení vstupního signálu z antény tak, aby jeho úroveň byla srovnatelná s úrovní signálu místního oscilátoru a byly tak splněny pracovní podmínky pro směšovač. Vstupní obvody jsou zpravidla laditelné, aby pro další zpracování alespoň trochu potlačily nežádoucí signály, ale jejich selektivita bývá malá.

Místní oscilátor

Místní oscilátor je jedna z důležitých součástí superhetu, protože pomocí změny jeho kmitočtu se provádí ladění stanic. Proto také na jeho stabilitě závisí stabilita celého superhetu. Kmitočet oscilátoru se zpravidla volí tak, aby byl o MF kmitočet vyšší než přijímaný kmitočet.

V nejstarších superhetech se jako ladící prvek místního oscilátoru používal otočný kondenzátor, ale brzy se přešlo na napěťově řízené oscilátory (VCO) obsahující jako ladící prvek varikapy. Tak mohl být oscilátor doplněn o obvody automatického dolaďování AFC (Automatic Frequency Control)

Ve většině současných superhetů je místní oscilátor realizován pomocí kmitočtové syntézy, a je tedy řízen krystalovým rezonátorem. Tím je dosaženo jeho velké časové i teplotní stability.

Mezifrekvenční filtr

Mezifrekvenční filtr je realizovaný zpravidla tzv. keramickým filtrem, což je typ filtru s povrchovou akustickou vlnou (SAW Surface Acoustic Wave). Technologie výroby SAW filtrů možňuje přesně namodelovat šířku pásma a řád (tedy strmost) filtru podle potřeb dané mezifrekvence, takže selektivita přijímače přesně odpovídá šířce pásma vysílaného signálu.

Mezifrekvenční zesilovač

Mezifrekvenční zesilovač je místem, kde se v superhetu dosahuje největšího stupně zesílení signálu a má tedy podstatný vliv na výslednou citlivost přijímače. Je to umožněno jednak tím, že MF zesilovač může pracovat na výrazně nižší frekvenci než je přijímaná frekvence, ale také tím, že zesiluje pouze potřebnou šířku pásma omezenou kvalitním mezifrekvenčním filtrem a není tak rušen žádnými nežádoucími okolními signály, které by mohly způsobovat zkreslení užitečného signálu.

Demodulátor

Použitý demodulátor musí odpovídat typu modulace, která je použita ve vysílaném signálu. V moderních přijímačích se čím dál častěji setkáváme s A/D převodem mezifrekvenčního signálu a demodulací realizovanou softwarově v digitálním signálním procesoru.cz:Superheterodyn en:Superheterodyne receiver de:Überlagerungsempfänger es:Superheterodino

Osobní nástroje
Jmenné prostory

Varianty
Akce
Navigace
Nástroje