Rádióvevő logikai felépítése

Egyenes vevők

Az egyenes vevő előnye az igen egyszerű felépítése. Az elektroncsöves korszakban általában 1 ... 5 csövet tartalmaztak. Az egyenes vevők a vételi frekvenciára hangolják az összes szűrőkörüket, és az alább ismertetett szinkrodin vevő kivételével ezen a frekvencián demodulálnak.

Klasszikus egyenes vevő

Hátrányai:

• Szűrőkörök a vételi frekvencián üzemelnek. Belátható, minél magasabb a vételi frekvencia, annál rosszabb a szelektivitása. URH-ra például alkalmatlan.
• Hangolható (több állomást fogni képes) vevőkészüléknél minden szűrőkört egyformán kell hangolni. Ez a követelmény (együttfutás) sok kör esetén

csak nehezen biztosítható, ezáltal az egyenes vevők szelektivitása gyenge.

• Amikor a rezgőköröket hangoljuk, akkor általában csak a kondenzátor értékét változtatjuk. Ez azzal jár, hogy a hangolás során megváltozik az L/C viszony, és így a jósági tényező. Ezért a vevő sávszélessége más a skála elején és végén.
• AM jel demodulálása alkalmas. Kis kiegészítéssel CW és PSK31 jel vevőjének analóg része is megvalósítható. Sajnos SSB-re nem praktikus, ugyanis SSB jel esetén a másik oldalsáv egy másik adást rejthet, amely ráadásul gyakran erősebb lehet, mint a venni kívánt adás.

Összességében elmondható, hogy az egyenes vevő mára a barkácsolók játékszere lett. Azonban az alább ismertetett altípusok miatt jó játékszer lehet.

Regeneratív vevő

Egy rezgőkör sávszélessége annál kisebb, minél nagyobb a jósági tényezője. Ezt elektronikus úton is lehet kompenzálni, ha a rezgőkör csillapítását egy oly mértékű erősítéssel szabályozzuk vissza, hogy az eredő hurokerősítés alulról közelítse az 1-et (el nem érheti, hiszen ebben az esetben oszcillálna).

Az ábrán látható első cső erősíti a rezgőkör jelét, majd az erősített jel áramával egy segédtekercsen energiát juttat vissza a rezgőköri tekercsbe. A regeneratív vevő akkor jó, ha pont egy hajszállal kisebb a hurokerősítés annál, ahol magától, bármiféle gerjesztés nélkül oszcillálna.

Megjegyzés: a fenti áramkör elektroncső helyett tranzisztorral, jFET-tel, MOSFET-tel egyaránt megépíthető.

Egy jótanács: regeneratív vevővel óvatosan, előtte célszerű egy szelektív előerősítő fokozatot beiktatni, ugyanis ez a rezgőkör mint gerjesztett kör elektromágneses szennyezést juttathat vissza az „éterbe”. Ez pedig egy vevőnél nem cél.

DC-re keverő, szinkrodin vevő

Az egyenes vevő egy érdekes változata a közvetlen keverésű készülékek (szinkrodin, angolul DC = Direct Conversion). Az ilyen vevő a bejövő nagyfrekvenciát közvetlenül hangfrekvenciára keveri át. A sávszélességet itt a hangfrekvenciás fokozat sávszélessége határozza meg. Az ezekben detektált jel szintje kicsi. Régebben, a csöves hangfrekvenciás erősítőkben keletkező zajok miatt nem lehetett jó minőségű vevőt készíteni ilyen elrendezéssel. A mai félvezetők alacsony zaja miatt ez a fajta vevő ismét előtérbe került. Mivel a nagyfrekvenciás jelet nem erősítik, könnyen elkerülhető bennük a keresztmodulációs torzítás.

Szuperheterodin elv

Az egyenes vevők hiányosságának áthidalására találták ki a szuperheterodin elvet. Úgy kerülték ki a sok hangolandó rezgőkör problémáját, hogy bevezettek egy úgynevezett középfrekvenciát (KF, angolul IF = intermediate frequency).

Szuperheterodin vevőáramkörök

Az összes szűrőkört és jelerősítőt erre a rögzített középfrekvenciára hangolják. A bejövő jel frekvenciáját pedig a lehető leghamarabb erre a frekvenciára keverik le.

Hogy ne csak szép legyen az élet: a keverők fejezetben részletesen olvashatunk a jel keverésének hátteréről. Itt röviden annyit megemlítünk, hogy keveréskor a két jel frekvenciájának összege és különbsége egyaránt megjelenik. Ez azt jelenti a gyakorlatban, hogy ha például a középfrekvencia 455 kHz és a 7040 kHz-es frekvenciát szeretnénk venni, akkor azt a frekvenciát kell lekeverni 455 kHz-re. Ehhez vagy 7040 kHz + 455 kHz = 7495 kHz-et vagy 7040 kHz - 455 kHz = 6585 kHz-es keverőjelet kell alkalmaznom. Tegyük fel, hogy a 7495 kHz mellett döntünk. Belátható, hogy a 7950 kHz-es frekvencián található nemkívánatos adót is venni fogja a készülékem a 7040 kHz-es jellel egyidejűleg, ugyanis a 7950 kHz - 7495 kHz szintén 455 kHz.

Tehát a vevőkeverőnknek önmagában sajnos rossz a tükörszelektivitása, azaz a tükörfrekvencia elnyomása. Ennek javítását szolgálja a bemeneti sávszűrő. A tükörszelektivitás annál rosszab minél kisebb a középfrekvencia.

A szuperheterodin vevők kétségtelen előnye az olcsóság, így műsorszóró sávok vevőkészülékeiben előszeretettel alkalmazzák. Inkább a műsorszóró sávok vannak úgy kialakítva, hogy melléjük, a tükörfrekvencia várható helyére csendesebb sávrészt tettek, azaz hatóságilag nem osztják ki nagy teljesítménnyel sugárzó alkalmazások részére.

Az elektroncsöves korszakban egy 4 csöves szuperheterodin készülék az alábbiak szerint épült fel:

• 1. cső: Önrezgő keverő
• 2. cső: erősítő - meghajtásánál és a kimenetén is egy-egy trafó, amely primer és szekunder körei egyaránt hangoltak
• 3. cső: AM demodulátor - Audion elrendezéssel
• 4. cső: Hang végerősítő

Dupla szuper (kétszer kevert szuperheterodin) vevőáramkörök

A fent ismertetett tükörszelektivitási problémák kiküszöbölésére rádióamatőr vevőkészülékekben leggyakrabban kétszer transzponált (duplán kevert) vevőkonstrukciót használnak.

A tükörfrekvencia-elnyomást ez a konstrukció úgy valósítja meg, hogy először egy összegző keveréssel felkeveri a kívánt sávot egy magasfrekvenciás KF-re, ott sáváteresztő szűrővel elnyomjuk a nem kívánt tükörfrekvencián levő jelet, majd ezután keverjük le az alacsony KF-re, ahol már nagymeredekségű szűrőt tudunk készíteni az egymás melletti adások szétválasztásához.

Megjegyzés: Az előerősítőt csak URH sávú vevők esetén építik az első keverő elé, rövidhullámú készülékeknél feltétlenül sávszűrővel kell kezdeni a sok nagyjelű állomás okozta problémák miatt. A problémák a keverő nem 100%-os linearitásávól adódnak. Lásd bőveben keverők szócikkben.

I/Q keverős vevőkészülékek

Dupla szuper - majd A/D és digitális I/Q

A digitális vevőkészülékek leggyakrabban a dupla szuperre hasonlítanak, gyakran még egy harmadik, 455 kHz-ről 12 kHz-re történő lekeverő áramkört alkalmaznak, ezáltal 3-szor transzponált vevőnek hívjuk. Bár előfordul, hogy közvetlenül a 455 kHz-es KF-en történik a digitalizálás.

Közvetlen I/Q keverés

A másik elv szerint közvetlen a venni kívánt frekvencia környékére állítjuk be a keverő oszcillátorát és szintén kettő keverővel keverünk, de nem egymás után, hanem egymással párhuzamosan. Ekkor mindkét keverőre rákötjük a bejövő jelet, az egyik keverőre rávezetjük a keverő oszcillátor jelét, a másik keverőre pedig az oszcillátor jelének 90 fokos fázistoltját.

Ennek eredményeképpen a közeli tükörfrekvencia is benne van a lekevert jelben, de mivel a 90 fokos fázistolt jel is rendelkezésünkre áll, ezért a digitális jelfeldolgozó egységben meg tudjuk különböztetni az f_bejövő-f_oszcillátor jelet az f_oszcillátor-f_bejövő jeltől. A megértéséhez szemléltetésképpen képzeljük el úgy a jelet, mintha egy kerék forgása lenne, amelyet ha egyetlen keverős I jelre (vízszintes síkra) támaszkodva csak a lengésének üteméről tudunk mondani valamit, de a függőleges síkot is megismerve (Q jel) már egy forgó kereket tudunk ábrázolni, amelynek így ismerjük a forgásirányát is. (lásd: középiskola fizika - hullám, mint forgó test 1 dimenziós vetülete)

Közvetlen digitalizálás - majd digitális I/Q

Ebben az esetben a fenti I/Q jelet tartalmazó blokkdiagramon a bekapcsolható előerősítő után helyezünk el egy nagysebességű mintavevő-tartó (S/H) áramkörrel ellátott A/D átalakítót, és a továbbiakban látható VFO, keverő és a többi áramköri egység már a digitális áramkörben kerül kialakításra.

Ez részben úgy tűnik, visszatérés az egyenes vevő elvére. Sajnos a jelenleg gyártott A/D átalakítókkal és félvezetőkkel kijelenthető, hogy csak rosszabb paraméterű vevőkészükék gyártható ily módon. Tehát egy alacsonyfrekvenciás KF vagy I/Q jelekkel megvalósított KF fokozat alkalmazása célszerű.

Megjegyzés: sebesség terén nagy megtakarítás érhető azzal, hogy nem kell a legmagasabb frekvenciakomponens kétszeresével mintavételezni. Ha az analóg sávszűrőről tudjuk, hogy hány Hertz széles tartomány után erőteljes már az elnyomása, akkor ennek a frekvenciának a duplája is elégséges mintavételi gyakoriságnak. Azaz alulmintavételezhetünk. Azonban magának a mintavételező és mintát tartó áramkör sebességének mindenképp a tényleges bejövő jel sebességéhez kell igazodnia.