Супергетеродинный передатчик

Transmitters using intermediate frequency

Супергетеродинный передатчик — это радио- или телевизионный передатчик, который в дополнение к радиочастотному сигналу использует сигнал промежуточной частоты.

Типы передатчиков

Вверху: прямая модуляция, внизу супергетеродинный передатчик

Существует два типа передатчиков. В некоторых передатчиках информационный сигнал ( аудио (AF) , видео (VF) и т. д.) модулирует радиочастотный (RF) сигнал. Эти передатчики прямой модуляции являются относительно простыми передатчиками.

В более сложных передатчиках, которые называются супергетеродинными, информационный сигнал модулирует сигнал промежуточной частоты (ПЧ) . После стадий коррекции, выравнивания и иногда усиления, сигнал ПЧ преобразуется в сигнал РЧ с помощью стадии, называемой смесителем частот или преобразователем частот. Супергетеродинные передатчики сложнее передатчиков прямой модуляции. [ необходима цитата ]

Математический подход

Позволять

f ( t ) {\displaystyle f(t)} быть информационным сигналом
ω R {\displaystyle \omega _{R}} быть угловой RF,
ω I {\displaystyle \omega _{I}} быть угловым IF и
ω s {\displaystyle \omega _{s}} быть угловой поднесущей частотой.

В прямом передатчике модуляции информационный сигнал модулирует несущую радиочастоту. Если тип модуляции — обычная амплитудная модуляция, то выходной радиочастотный сигнал,

RF = ( 1 + f ( t ) ) sin ( ω R t ) {\displaystyle {\mbox{RF}}=(1+f(t))\cdot \sin(\omega _{R}t)}

Аналогично в супергетеродинном передатчике модулированная ПЧ:

IF = ( 1 + f ( t ) ) sin ( ω I t ) {\displaystyle {\mbox{IF}}=(1+f(t))\cdot \sin(\omega _{I}t)}

Этот сигнал подается на смеситель частот. Другим входом смесителя является высокочастотный поднесущий сигнал.

SC = sin ( ω s t ) {\displaystyle {\mbox{SC}}=\sin(\omega _{s}t)}

Два сигнала умножаются, чтобы дать:

IF SC = ( 1 + f ( t ) ) sin ( ω I t ) sin ( ω s t ) {\displaystyle {\mbox{IF}}\cdot {\mbox{SC}}=(1+f(t))\cdot \sin(\omega _{I}t)\cdot \sin(\omega _{s}t)}

Применяем известные правила тригонометрии ;

IF SC = 1 2 ( 1 + f ( t ) ) ( cos ( ω s t ω I t ) cos ( ω s t + ω I t ) ) {\displaystyle {\mbox{IF}}\cdot {\mbox{SC}}={\frac {1}{2}}(1+f(t))\cdot (\cos(\omega _{s}t-\omega _{I}t)-\cos(\omega _{s}t+\omega _{I}t))}

Фильтр на выходе смесителя отфильтровывает один из членов справа (обычно сумму), оставляя RF

RF = 1 2 ( 1 + f ( t ) ) cos ( ω s t ω I t ) {\displaystyle {\mbox{RF}}={\frac {1}{2}}(1+f(t))\cdot \cos(\omega _{s}t-\omega _{I}t)}

Вот требуемый угловой RF; т.е., ω s ω I {\displaystyle \omega _{s}-\omega _{I}} ω R = ω s ω I {\displaystyle \omega _{R}=\omega _{s}-\omega _{I}}

После выравнивания фаз и амплитуд,

RF = ( 1 + f ( t ) ) sin ( ω R t ) {\displaystyle {\mbox{RF}}=(1+f(t))\cdot \sin(\omega _{R}t)}

Преимущества супергетеродина

  • В передатчиках после модуляции используется несколько каскадов коррекции и выравнивания. При прямой модуляции эти каскады должны разрабатываться отдельно для каждого выходного RF (так называемого канала). С другой стороны, в супергетеродинных передатчиках, поскольку используется один сигнал промежуточной частоты, разрабатывается только один тип каскада для IF. Таким образом, указанные каскады более надежны в супергетеродинах. Также НИОКР намного проще для конструктора.
  • Операторы могут изменять выходной сигнал RF передатчика. При прямой модуляции очень сложно изменить выходной сигнал RF. Потому что в этом случае практически все каскады необходимо перенастраивать на новый RF. С другой стороны, в супергетеродине перенастраивать нужно только выходные каскады.
  • При достаточно быстром ЦАП модулированный сигнал ПЧ может быть сгенерирован напрямую, в цифровом виде из микропроцессора или цифрового сигнального процессора . Это позволит использовать более продвинутые методы модуляции без использования сложного аппаратного модулятора и сделает возможным программно-определяемое радио .

Смотрите также


Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Superheterodyne_transmitter&oldid=1188670389"