RAADIOVASTUVÕTJATE LAHTERSKEEMID
Alljärgnevalt tuuakse üksteisest olulisemalt erinevate vastuvõtjate lahterskeemid ja antakse nende lühike kirjeldus.
Detektorvastuvõtja. Joonisel 1-3, a on kujutatud lihtsaima raadiovastuvõtja - detektorvastuvõtja - lülitusskeem. Ta koosneb antenniringiga A-M otseselt sidestatud võnkeringist LC1, mida saab pöördkondensaatoriga C, sujuvalt häälestada kaetavas sagedusastmikus. Võnkeringi häälestamisel vastuvõetava signaali sagedusele areneb võnkeringis pingeresonants ning pooli L ja kondensaatori C1 klemmidel saavutab kõrgsageduslik signaalipinge maksimaalväärtuse. Võnkeringiga on rööbiti ühendatud pooljuhtdiood - detektor D ja sellega järjestikku peatelefon T.
Kuna pooljuhtdiood omab ainult ühesuunalist juhtivust, siis dioodi ja telefoni vooluahelale rakendatud amplituudmoduleeritud signaalipinge u tekitab selles ainult ühesuunalised kõrgsagedusvooluimpulsid iω (joon. 1-3, b ja c). Seega muundub sümmeetriline moduleeritud kõrgsageduspinge diooddetektoris ebasümmeetrilisteks kõrgsagedusvoolu impulssideks, mille tippväärtused muutuvad kõrgsageduspinge modulatsioonikõvera, s. o. ülekantava helisageduse taktis. Detekteeritud vool koosneb kasulikust helisageduskomponendist iΩ, mis läheb dioodiga järjestikku ühendatud pea-
Joon. 1-3. Detektorvastuvõtja lülitusskeem (a) ja töökäik: (b ning c)
telefoni T ja paneb selle membraani mehaaniliselt võnkuma, ja kõrgsageduskomponendist, mis detekteerimise kasuteguri tõstmise huvides telefoniga rööbitise kondensaatoriga C2 lühistatakse. Nimelt osutub dioodi takistus juhtival poolperioodil telefoni induktiivtakistusest tunduvalt väiksemaks, mistõttu kondensaatori puudumisel detekteeruks vaid suhteliselt väike osa kõrgsageduspingest, kuna aga telefonile tarbetult langev märksa suurem osa pingest jääks detekteerimata. Kondensaatori C2 mahtuvus valitakse selliselt, et ta näivtakistus kõrgsagedusvoolule oleks väga väike, et kõrgsagcdusvoolule tekiks lühis, ja samal ajal helisagedusvoolule küllalt suur, et ei areneks nimetamisväärset sagedusmoonutust kõrgematel helisagedustel. Parajaks C2 väärtuseks on 500 ... 1500 pF.
Otsevastuvõtja. Otsevastuvõtja lülitus erineb detektorvastuvõtja lülitusest selle poolest, et seda on täiendatud raadiosagedusvõimendi ja madalsagedusvõimendiga. Ta üldine lahterskeem (joon. 1-4,a) koosneb järgmistest elementidest.
1. S i s e n d r i n g SR, mis koosneb vastuvõetavale signaalile häälestatavast võnkeringist ja mille abil saavutatakse vastuvõtja esialgne selektiivsus.
2. Raadiosagedusvõimendi RSV,mille ülesandeks on võimendada sisendringiga eraldatud nõrka raadiosageduslikku signaali. Raadiosagedusvõimendi võib koosneda kas ühest või mit-
Joon. 1-4. Otsevastuvõtja lahterskeem(a), moduleeritud raadiosageduslik võnkumine (b)
ja madalsageduslik võnkumine (c)
mest võimendusastmest, kusjuures iga aste sisaldab võimenduselementi, s. o. elektronlampi või transistori, ja signaalisagedusele häälestatavat võnkeringi. Iga selline häälestatav võnkering suurendab ühtlasi ka vastuvõtja selektiivsust. Kuna selles vastuvõtjas toimub kõrgsageduslik võimendamine ainult vastuvõetava signaali sagedusel, s. o. raadiosagedusel, ilma sageduse muundamiseta, siis nimetatakse teda otsevastuvõtjaks. Joonisel 1-4,b on kujutatud moduleeritud raadiosageduspinge Uω graafik.
3. D e t e k t o r D, mis eraldab võimendatud moduleeritud raadiosageduslikust pingest kasuliku madalsagedusliku komponendi, s. o. helisagedusliku, videosagedusliku või telegraafisignaali.
Kuigi otsevastuvõtja detektoris võib kasutada ka pooljuhtdioodi nagu detektorvastuvõtjas, rakendatakse temas peaaegu eranditult elektronlampi või transistori, sest sellega saavutatakse peale detekteerimise täiendavalt veel võimendust, mistõttu suureneb vastuvõtja tundlikkus. Tavaliselt koostatakse detektor otsevastuvõtjas regeneratiivlülituses, sest sellega saadakse veel täiendavat kõrgsagedusvõimendust ja selektiivsust ning on lihtne vastu võtta amplituudmanipuleeritud telegraafisignaale.
4. Madalsagedusvõimendi MSV, mis koosneb pinge- ja võimsusvõimendusastmetest, nähakse ette detektorist saadud madalsageduspinge uΩ (joon. 1-4,c) arendamiseks tarbija (valjuhääldaja, telegraafiaparaat) normaalseks töötamiseks vajaliku võimsuse tasemele.
Olenevalt erinõuetest võib otsevastuvõtja lülituses kas raadiosagedus- või madalsagedusvõimendi (või isegi mõlemad) puududa. Juhul kui vastuvõtja on ette nähtud ainult kohalike ringhäälingusaatjate vastuvõtuks ning liigne tundlikkus pole vajalik, võib RSV ära jätta, kuid valjuhääldaja toitmiseks on MSV ikkagi tarvilik. Helisagedusvõimendi võib osutada tarbetuks, kui vastuvõtt toimub ainult peateleionidega. .
Otsevastuvõtja oluliseks eeliseks on lülituse lihtsus, kuid elektriliste näitajate poolest osutub ta ebatäiuslikuks. Ta puudustest on olulisemad järgmised:
1) genereerimise oht raadiosagedusvõimendis, mis piirab RSV astmete arvu n tavaliselt ühe-kahega
2) väikese RSV astmete arvu (n) ning vastavalt häälestatavate võnkeringide arvu (n + 1) tõttu, mille täppishäälestus oleneb ka vastuvõtjat käsitsejast, osutub otsevastuvõtja selektiivsus suhteliselt halvaks;
3) väikese astmete arvu tõttu on otsevastuvõtja üldine kõrgsageduslik võimendus suhteliselt väike, mis pealegi vastuvõetava signaali sageduse tõustes pidevalt väheneb.
Loetletud oluliste puuduste tõttu kasutatakse otsevastuvõtjat kaasajal suhteliselt harva.
Superheterodüünvastuvõtja. Superheterodüünvastuvõtja (lühemalt supervastuvõtja) lülituse (lahterskeem joonisel 1-5) põhimõiteline erinevus otsevastuvõtja lülitusest seisneb selles, et vastuvõetud raadiosageduslik signaal pärast esialgset eraldamisi sisendringis SR ja täiendavat häiretest vabastamist ning võimendamist raadiosagedusvõimendis RSV muundatakse sagedusmuundis SM uuele, jäävale sagedusele - vahesagedusele fi
Vahesagedusvõnkumine sagedusel fi saadakse tegelikult kahe võnkumise, s. o. signaalisagedusega fs võnkumise ja kohalikus ostsillaatoris ehk heterodüünis sagedusel fos genereeritud võnkumise segustamisel, kusjuures raadiosagedusvõnkumises kätketud modulatsioon kandub moonutamatult üle vahesagedusvõnkumisele. Segustamise käigus eraldub sagedusmuundi väljundis vahesageduslik võnkumine, mille sagedus (juhul kui ostsillaatorisagedus on signaalisagedusest kõrgem)
fi -= fos - fs = const. (1-1 )
Et vahesagedus fi säiliks jäävana, tuleb vastuõtja sisendringi ja raadiosagedusvõimendi võnkeringi häälestamisel ühelt signaalisageduselt fs, teisele fs2 ka ostsillaatorivõnkeringi omasagedus vastavalt ümber häälestada sageduselt fos1 uuele sagedusele fos2. See nõue kehtib supervastuvõtjas kõigi vastuvõetavate signaalide kohta.
Joon. 1-5. Supervastuvõtja lahterskeem (a), raadiosageduslik võnkumine (b), vahesageduslik võnkumine (c) ja madalsageduslik võnkumine (d)
Sagedusmuundist juhitakse vahesageduslik võnhumine vahesagedusvõimendisse VSV, mis vastavalt vastuvõtja ülesandele ja klassile võib koosneda ühest või mitmest võimendusastmest. Kuna iga vahesagedusvõimendusaste sisaldab vähemalt ühe võnkeringi, tavaliselt aga kaks sidestatud võnkeringi - ribafiltrit, mis laboratoorsetes tingimustes on täpselt jäävale vahesagedusele häälestatud, siis saavutatakse vahesagedusvõimendiga peale suure võimenduse veel väga hea selektiivsus naaberkanali suhtes.
Vahesagedusvõimendile järgnevad detektor D ja madalsagedusvõimendi MSV.
Võnkumiste kuju vastuvõtja eri lõikudes on näidatud samuti joonisel 1-5.
Supervastuvõtjal on otsevastuvõtja ees järgmised olulised eelised:
1) suure võimenduse tõttu on ka ta tundlikkus suur ja tegelikult ühtlane vastuvõtja kõigis sagedusastmikes, sest kogu võimendus saadakse peaaegu täielikult vahesagedusel ja sagedusmuunduse efektiivsus ei sõltu praktiliselt signaalisagedusest;
2) võnkeringide suure arvu ja täpse ning jääva häälestuse tulemusena saavutatakse väga hea selektiivsus naaberkanali suhtes, mis jääb peaaegu ühtlaseks kõigis sagedusastmikes;
3) vahesagedusvõimendis kasutatavate võnkeringide läbilaskeriba laiust saab vastavalt vastuvõtja liigile ning klassile projekteerimisel ette näha ja tarbe korral teha isegi muudetavaks.
Supervastuvõtja olulisimaks puuduseks on peegelkanalihäire tekkimine juhul, kui koos soovitava signaaliga sagedusel fs pääseb sagedusmuundi sisendisse veel teine, häiriv signaal peegelsagedusel f's mis on 2fi võrra signaalisagedusest fs kõrgem. Seda häiret saab tunduvalt vähendada sisendringide ja raadiosagedusvõimendi otstarbekohase kavandamisega. Rangemate tingimuste esitamise puhul peegelhäire vähendamise suhtes rakendatakse supervastuvõtjas kahekordset sagedusmuundust.
Juhul kui vastuvõtjalt ei nõuta eriti suurt tundlikkust, jäetakse raadiosagedusvõimendi ära ning vastuvõetav signaal satub pärast sisendringis eraldamist vahetult sagedusmuundisse. See lihtsustab märksa vastuvõtja lülitusskeemi ja konstruktsiooni.