Здравствуйте мои уважаемые читатели!
Заканчивается летняя загрузка, появляется время для творческой работы. Порядок в «отвоёванной» территории ( в сарайчике ) практически сделал… Перебирая старые блокнотики и тетрадки, нашел старые записи про супергетеродины и трансиверы с расчётами.
Что такое приёмник супергетеродин, надеюсь, рассказывать не надо. Хочу только заострить внимание моих читателей на отличии простого супергетеродина ( одно преобразование частоты ) и более «продвинутого» или профессионального супергетеродина с несколькими преобразованиями частоты.
Схема простого супергетеродина
Рис. 1. Стандартная блок-схема супергетеродинного приёмника.
Диапазонные контура, условно показанные на входе УВЧ, могут состоять и из одного, и из нескольких контуров. Часть контуров может быть установлена до УВЧ, а часть после УВЧ. Главное условие ( желательно, но не обязательно ): эти контура должны перестраиваться синхронно с контуром гетеродина.
Детекторный каскад показан условно для приёма АМ ( амплитудная модуляция ). Для приёма CW или SSB в этом каскаде добавляется ещё один гетеродин, но приёмник так и остаётся супергетеродином с одним преобразованием частоты!
Практически все бытовые радиоприёмники выполнялись по такой классической схеме. Избирательность таких приёмников соответствовала требованиям ГОСТ для бытовой техники, но для профессиональных приёмников данные параметры не подходили, как по избирательности, так и по чувствительности.
И первое требование – это уйти ( снизить ) от зеркального канала приёма! Это реализуется вторым преобразованием частоты.
Радиолюбители эту проблему решили ( для своих условий ) просто: к обычному бытовому радиоприёмнику добавили конвертер – преобразователь частоты. Конвертер «сдвигает» необходимый диапазон в диапазон, принимаемый бытовым приёмником.
Рис. 2. Супергетеродин с одним преобразованием плюс конвертер, становится супергетеродином с двойным преобразованием.
На рисунке к конвертеру условно подключен кварц, но там же прекрасно работает и обычный, но стабильный колебательный контур.
Появление в широком доступе электромеханических фильтров, кварцев и многосекционных конденсаторов переменной ёмкости стимулировали любительские разработки аппаратуры на профессиональном уровне. «Обогнать» промышленные образцы они не могли, но приближались к их параметрам!
Одним из первых таких аппаратов был знаменитый трансивер Кудрявцева UW3DI. Тысячи или даже десятки тысяч повторений этой конструкции.
Рис. 3. Приёмная часть трансивера UW3DI – это приёмник с двойным преобразованием частоты. Переключение диапазонов для простоты не показано.
Были разработаны и другие конструкции, но конструкция UW3DI была одной из самых популярных.
Изготовление трансивера UW3DI оказалось доступным второкурсникам и нам оказывали посильную помощь все кафедры радиофакультета. Трансивер прекрасно работал!!!
А вот его схема доставила мне ( именно мне ) очень много размышлять над принципом двойного преобразования частоты!
В чем суть проблемы и какая мысль в ней заложена?
Чтобы сделать приёмник с двойным преобразованием частоты требуется два гетеродина: кварцевый и перестраиваемый. А почему бы не обойтись одним перестраиваемым для двух смесителей??? И не для экономии кварцем, а в начале, просто для интереса…
Несколько вечеров потраченных на расчёты дали интересный результат: для профессиональной аппаратуры этот вариант возможно и не подойдет, а в любительской аппаратуре он применим, и имеет определённые плюсы.
Вспоминаем перестраиваемый ФСС трансивера UW3DI – диапазон перестрой 6,0 – 6,5 МГц. Из-за этого диапазон 10 метров не «поместился» - два поддиапазона перекрыли только 1,0 МГц, а 700 кГц остались недоступны. Очень обидно!!!
И вот расчеты показали интересный результат – после первого смесителя полоса частот, занимаемая первой промежуточной частотой, существенно уже, принимаемого диапазона! СУЩЕСТВЕННО!!!
Вместо перестраиваемого ФСС можно ставить полосовой не перестраиваемый фильтр, что существенно упрощает схему и процесс настройки.
Предлагаю рассмотреть такой вариант супергетеродина с двойным преобразованием частоты
Рис. 4. Вариант супергетеродина с двойным преобразованием частоты, но с одним генератором.
Промежуточные каскады УВЧ, УПЧ и другие вспомогательные каскады условно не показаны.
Получение частот 2f и fзависит от решения конструктора – можно сделать генератор частоты 2f и потом поделить частоту, чтобы получить f, а можно из частоты fполучить с помощью умножителя частоты 2 f. Вариантов будет много, так как предлагаемый вариант первый, а потом будет и второй…
Первый расчёт был сделан для диапазона 144 – 146 МГц и вот посмотрите, что показывают простые вычисления
Рис. 5. Простые расчёты. Нижняя строчка показывает, какой частотный диапазон занимает первая ПЧ.
Диапазон 2 МГц «уместился» в полосе 0,666 МГц. Есть разница и существенная!
Посмотрим, что будет с любимой «двадцаткой»
Рис. 6. Расчёт для двадцатки.
Чтобы не усложнять расчёт, верхнюю границу округлил до 14,5 МГц и 500 кГц «уместились» в 168 кГц. Получается, что полосовой фильтр можно сделать не перестраиваемый!
Ещё интереснее получается для сороковки
Рис. 7. Расчёт для диапазона 40 метров.
И здесь полосовой фильтр перестраивать нет необходимости!
Пробуем изменить соотношение частот, подаваемых на смесители
Рис. 8. Уменьшили частоту на втором смесители в два раза.
И вот такие расчёты получились для тех же диапазонов
Рис. 9. Диапазон 144 – 146 МГц «уместился» в полосу 0,4 МГц.
Рис. 10. Для двадцатки хватает 100 кГц.
Рис. 11. Полоса 40 кГц оказалась достаточной для 0,2 МГц.
А если на второй смеситель подать частоту f/3, полоса станет ещё уже!!!
Расчёты приводить не буду – достаточно самим произвести простые вычисления и результат станет очевиден!!!
Вопрос борьбы с зеркальным каналом приёма – отдельные вычисления. Расчёты на Рис. 11 показывают, что для этого диапазона такое соотношение частот неприемлемо – первая ПЧ совпадает с частотами диапазона 160 метров.
Всё надо оценивать и выбирать подходящий вариант.
Надеюсь, что этот материал понравился моим читателям!
Мне не встречались схемы с таким решением. Если есть такие решения, напишите – буду очень благодарен.
Пишите Ваши комментарии, буду рад узнать мнение моих читателей! Не забывайте про лайки!
Желаю всем прекрасного настроения, отличного здоровья и успехов во всех делах и начинаниях!!!
Желаю всем чистого мирного неба над головой!!!
