Bir süperheterodin radyonun ara frekans aşamaları, ana amplifikasyonun sağlandığı ve bitişik kanal filtrelemesinin bulunduğu yerdir.
Bu şekilde, bir süperhet radyonun IF aşamaları, tasarım açısından en titiz aşamalardan bazılarıdır. Kazanç, aşırı yük performansı, filtreleme ve bir dizi diğer gereklilik, tüm radyonun performansı için anahtardır.
IF sahne seçimleri
Bir süperheterodin telsizin diğer tüm alanlarına yalan söyleyin, bu aşamanın konfigürasyonu için birçok seçenek vardır. Süperheterodin radyonun IF elemanları için gereken performans seviyesine, maliyete ve tabii ki devrenin operasyonel ihtiyaçlarına bağlı olarak birçok farklı ana hat vardır.
Çeşitli farklı seçenekler mevcuttur:
- LC ayarlı filtrelerle tek frekanslı IF: Bu süperheterodin alıcı IF aşaması biçimi en temel biçimdir ve geleneksel olarak birçok yayın ve hatta bazı iletişim alıcıları için kullanılmıştır. IF aşaması tek bir frekans kullanır (büyük olasılıkla 455 kHz veya yakınları) ve transformatörler filtrelemeyi sağlamak için ayarlanır.Basit süperheterodin telsizin devresi bunun nasıl başarıldığını gösteriyor. Bu durumda, mikser cihazının toplayıcı devresi, ara frekansa ayarlanmış bir IF transformatörüne sahiptir ve bu daha sonra sinyali, her biri ayarlanmış bir IF transformatörü olan diğer IF amplifikatörlerine iletir. Transformatörler, gerekli seçiciliği ve bant genişliğini sağlayacak şekilde ayarlanmıştır. Bazen her bir IF transformatörü, gerekli bant genişliğini sağlamak için biraz farklı bir frekansa ayarlanabilir.
- Kristal veya seramik filtreli tek frekanslı IF: LC filtreleri asla aşırı derecede keskin bir filtre tepkisi sağlayamayacaktır. Daha iyi yanıtların gerekli olduğu durumlarda, seramik veya daha iyisi yine kuvars kristal filtreler kullanılabilir.
Modern alıcı entegre devreler ile, seri üretilen yayın radyolarında kullanılanlar gibi, seramik filtreler yaygın olarak kullanılmaktadır. Alıcının IF aşamalarındaki tek bir seramik filtre, yayın alımı için yeterli seçicilik sağlayacaktır.
Yüksek performanslı radyolar, çok daha iyi performans sağlamak için kristal bir filtre kullanabilir. ancak kristal filtreler daha maliyetlidir ve bu nedenle profesyonel radyolarda veya amatör radyo için tasarlanmış olanlarda vb. kullanılacaktır.
- Çoklu dönüşüm süperhet IF: Süperheterodin radyo ile ilgili en büyük sorunlardan biri görüntü tepkisidir. ara frekansı yükseltmek, IF ve görüntü arasındaki frekans ayrımını arttırır ve bu nedenle birçok alıcının mümkün olduğu kadar yüksek bir ara frekansa ihtiyacı vardır. Bununla birlikte, yüksek orta frekanslı IF'ler, özellikle filtrelemede başka sorunlara neden olabilir. Bunun üstesinden gelmek için ek bir dönüştürme eklenebilir. Bu şekilde, görüntü tepkisinin yeterince zayıflatılmasını sağlamak için yüksek orta frekanslı bir birinci IF kullanılabilir ve ana seçiciliği sağlamak için daha düşük bir frekansta bir sonraki aşama kullanılır. Günümüzde seramik ve kristal filtrelerin frekansı çok daha yüksek yapılabilse de, ana filtrelemeyi daha düşük bir frekansta sağlamak daha iyidir.
- Çatı filtreli çoklu dönüşüm IF: Büyük miktarlarda kazanıma sahip süperheterodin alıcıların ara frekans aşamaları ile, güçlü kanal dışı sinyallerin, ana filtreden önce aşamalarda aşırı yüklemeye neden olması oldukça mümkündür. Çoklu dönüşüm IF aşamaları, ana filtreden önce çok daha fazla devreye sahip olduğundan, kanal dışı olan ancak IF'ye girebilen güçlü sinyaller, filtrelenmeden önce aşırı yüklemeye neden olabilir. Bu sorunun üstesinden gelmek için, IF'nin erken aşamalarında çatı filtresi olarak bilinen bir filtre eklenmiştir. İşi ana filtrelemeyi sağlamak değil, sonraki aşamaların aşırı yüklenmesini önlemek için herhangi bir güçlü kanal dışı sinyalleri zayıflatmaktır. IF çatı filtreleri olarak kullanım için özel filtreler, bu tür uygulamalar için mevcuttur.
Filtre türlerinin seçimiBazı radyo alıcıları, radyoların içindeki farklı ara frekans aşamalarını birbirine bağlayan veya radyodaki bir IC ile kullanılan ayarlanmış transformatörlerden (kapasitörler ve indüktörlere dayalı LC filtreleri) oluşan IF aşamalarında basitçe RF filtreleri kullanacaktır. Diğer radyo alıcıları son derece seçici kristal filtreler içerebilir, oysa diğerleri mekanik filtreler (birkaç yıl önce Collins Radio Company tarafından kullanılanlar gibi) veya seramik filtreler kullanabilir. Her radyo alıcısının, kullanılacağı radyo iletişim uygulaması biçimine göre kendi RF filtresi için kendi gereksinimleri olacaktır. RF filtresinin seçimi, maliyet, işlemin performans sıklığı ve diğer birçok unsur dahil olmak üzere çeşitli parametrelere bağlı olacaktır. Genellikle RF filtresinin seçimi bir uzlaşma olacaktır, ancak bugün mevcut olan teknoloji ile çok yüksek performans seviyeleri elde edilebilir.
Kullanılabilecek çeşitli farklı RF filtresi türleri vardır. Kullanılan ana türler şunları içerir:
- LC ayarlı devre: LC tipi filtre, IF aşamaları için seçilebilen filtreler açısından temel performans sunar. Ön uç ayarı için kullanılır. Ayrıca, LC elemanlarının aşamalar arası transformatörlere dahil edildiği ana seçiciliği sağlamak için süperheterodin radyolarla birlikte kullanılır. Genellikle, ayarlanmış devreleri olan iki veya üç aşama vardır. Bunları kullanarak bir orta dalga AM veya VHF FM yayın radyosu için genellikle yeterli seçiciliğe ulaşmak mümkündür.
LC filtreleri, diğer yüksek kaliteli filtre biçimleriyle birlikte de kullanılabilir. Bu durumlarda, LC filtresi, çeşitli devrelerin herhangi bir empedans uyumu fonksiyonuna ek olarak geniş seçicilik sağlayacaktır.
Tek çipli bir IF aşaması veya yayın radyosu kullanıldığında, özele bağlı olarak tek bir LC ayarlı devre kullanılabilir.
Bu tip filtrenin avantajlarından biri, bobinlerin veya transformatörlerin imalat maliyetinin diğer bazı filtre biçimlerinden daha yüksek olabilmesine rağmen, nispeten ucuz olmasıdır.
- Kristal filtre: Bu filtre türü, yalnızca sabit bir frekans filtresidir ve genellikle yüksek performanslı süperheterodin alıcıların IF aşamalarında kullanılır, ancak 10.000 ila 10.000 arasında Q seviyeleri sunan kuvars kristallerinin kullanımına dayalı olarak çok yüksek derecede seçicilik sunar. 100 000. Ancak, titiz üretim yöntemleri gerektirdiklerinden maliyetlidirler. Ayrıca diğer bazı filtre türlerinden daha büyüktürler.
- Monolitik kristal filtre: Bu filtre biçimi, tek bir kuvars gofret üzerine etkili bir şekilde entegre edilmiş kristal bir filtredir. Bu, boyutta önemli ölçüde tasarruf sağlar, ancak maliyetler, ayrık kristaller kullanan filtrelerden her zaman önemli ölçüde daha az değildir.
- Seramik filtre: Seramik filtreler, kuvars kristallerinin kullandığı aynı piezo-elektrik prensibini kullanır. Bununla birlikte, kristal filtrelerle aynı performans seviyelerinde olmasa da, onları çok ucuza yapmak mümkündür. Seramik filtreler, ticari yayın alıcıları ve televizyonlar için entegre devre IF şeritleri ile birlikte yaygın olarak kullanılmaktadır. Transformatör gerektirmeden, üretimi LC tabanlı transformatör ayarlı filtrelerden çok daha ucuzdur.
- Mekanik filtre: Mekanik filtre, 1960'larda ve 1970'lerin başlarında yaygın olarak kullanılan süperhet alıcılarının IF kademeleri için çok yüksek performans seviyeleri sunan bir tür filtredir - kristallerle karşılaştırılabilir veya bazı durumlarda daha iyi. Adından da anlaşılacağı gibi filtre, elektrik devresine piezo-elektrik dönüştürücülerle bağlanan mekanik rezonatörler kullanır.
Tipik olarak bu tip filtre sadece yaklaşık 500 kHz'e kadar düşük frekanslar için kullanıldı. Başlıca dezavantajları boyut ve sıcaklıkla birlikte sürüklenme eğilimi idi. Günümüzde mekanik filtreler, bazı radyo alıcı uygulamalarında görünmelerine rağmen, yaygın olarak kullanılmamaktadır.
- Çatı filtresi: Bir çatı filtresi, bir süperheterodin alıcısının IF aşamalarında ana kazanç aşamalarının önüne yerleştirilen bir filtredir. Alıcının kazanım aşamalarına erken bir filtre ekleyerek, güçlü kanal dışı sinyaller çıkarılabilir veya gücü azaltılabilir, böylece ana filtreden önceki sonraki aşamalara aşırı yüklenmemeleri sağlanır.
Bir çatı filtresinin kullanımı genellikle güçlü sinyal işleme yeteneklerinin çok önemli olduğu çok yüksek performanslı alıcı sistemleri için ayrılmıştır.
Filtre tipinin seçimi, belirli radyo alıcısı tasarımına, performans, maliyet, çalışma sıklığı vb. Dahil gereksinimlerine bağlı olacaktır.
IF ve AGC
Otomatik kazanç kontrol voltajı, IF amplifikatör zinciri içindeki noktalara uygulanır. Tipik olarak IF'nin daha önceki aşamalarına uygulanır ve bu şekilde aşırı yük olasılığını azaltır.
Bununla birlikte, tüm alıcının gürültü rakamıyla ilgili hususlar vardır. Kazanç azaltma yalnızca önceki aşamalara çok güçlü bir şekilde uygulanırsa, bu durumda gürültü rakamını etkileyebilir, bu nedenle tipik olarak ideal bir AGC, sinyali biraz daha sonra e zincirine indirger, burada aşırı yüklenme olasılığı yoktur ve ardından kademeli olarak daha kolay zincir kazanın.
Herhangi bir alıcının IF aşamaları, alıcının önemli bir bölümüdür. Hem kazancın büyük bir kısmı hem de bitişik sinyal seçiciliği bu aşamalarda sağlanır ve bunlar herhangi bir alıcının en önemli işlevlerinden ikisidir. Buna göre, IF'nin tüm sinyal koşullarında optimum performansı verecek şekilde dikkatlice tasarlanması gerekir.