Rádióvevő logikai felépítése

Innen: HamWiki
A lap korábbi változatát látod, amilyen HA5CQZ (vitalap | közreműködések) 2006. június 21., 08:55-kor történt szerkesztése után volt. (→‎Egyenes vevők)
Ugrás a navigációhoz Ugrás a kereséshez

Egyenes vevők

Az egyenes vevők a vételi frekvenciára hangolják az összes szűrőkörüket, és ezen a frekvencián demodulálnak.

Egyenes vevo.png

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 rossz. Az is probléma, hogy 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. Ilyen konstrukciók a lehető legegyszerűbbek, de hátrányos tulajdonságuk miatt alkalmazásuk kizárólag egyszerűbb házi barkácsolások során kerülhet szóba.

További hátrányként említendő, hogy például URH sávra hangolt egyenes vevő esetén a megfelelő szelektivitás biztosítása igen nagy nehézségekbe ütközik, ugyanis a magas frekvencián az egymáshoz közel található csatornák szétválasztása nagyon nagy meredekségű (jóságú) szűrőt igényelne.

Az egyenes vevőknek van egy speciális változata is. Ezek a közvetlen keverésű készülékek (szinkrodin, ang. 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 vevőáramkörök

A fenti probléma 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.png

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.

Dupla szuper (kétszer kevert szuperheterodin) vevőáramkörök

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

Duplaszuper.png

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.

Digitális vevőkészülékek

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.

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.

IQ keverős vevő.png

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 fbejövő-foszcillátor jelet az foszcillátor-fbejövő 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)


Lásd még: Rádióamatőr kapcsolások