수퍼 헤테로 다인 수신기는 신호 믹싱을 사용 하여 입력 라디오 신호를 방송국에 따라 주파수가 다른 원래 라디오 신호보다 더 쉽게 작업 할 수 있는 안정된 중간 주파수 (IF)로 변환합니다. IF 신호는 IF 증폭기 스트립에 의해 증폭 된 다음 스피커에 전원을 공급하는 오디오 증폭기로 오디오 신호를 출력하는 감지기로 공급됩니다. 이 기사에서는 블록 다이어그램 을 사용하여 Superheterodyne AM 수신기 또는 superhet 의 작동에 대해 알아 봅니다.
오늘날 발견되는 대부분의 AM 수신기는 중간 주파수 (IF) 단계에서 높은 선택성 필터를 사용할 수 있고 IF 단계의 필터로 인해 높은 감도 (내부 페라이트로드 안테나를 사용할 수 있음)를 사용할 수 있기 때문에 수퍼 헤테로 다인 유형입니다. 원하지 않는 RF 신호를 제거하는 데 도움이됩니다. 또한 IF 앰프 스트립은 앰프의 자동 게인 제어 기능을 사용하고 조작이 간편하기 때문에 높은 게인, 우수한 강력한 신호 응답을 제공합니다 (볼륨, 전원 스위치 및 튜닝 노브 만 제어).
수퍼 헤테로 다인 AM 수신기의 블록 다이어그램
작동 원리 를 이해하기 위해 아래에 표시된 Superheterodyne AM 수신기 블록 다이어그램 을 살펴 보겠습니다.
보시다시피 블록 다이어그램에는 11 개의 다른 단계가 있으며 각 단계에는 아래에 설명 된 특정 기능이 있습니다.
- RF 필터: 첫 번째 블록은 두 가지 용도로 사용되는 페라이트로드 안테나 코일과 가변 커패시터 콤보입니다. RF는 코일에 유도되고 병렬 커패시터는 공진 주파수를 제어합니다. 페라이트 안테나는 공진 주파수가 코일과 커패시터는 스테이션의 반송파 주파수와 동일합니다. 이런 식으로 수신기의 입력 필터 역할을합니다.
- Heterodyne Local Oscillator: 두 번째 블록은 LO (local oscillator)라고도 알려진 헤테로 다인입니다. 국부 발진기의 주파수가 설정되므로 RF 신호의 주파수와 LO 주파수의 합 또는 차이는 수신기에서 사용되는 IF (일반적으로 약 455kHz)와 같습니다.
- 믹서: 세 번째 블록은 믹서이고 RF 신호와 LO 신호가 믹서로 공급되어 원하는 IF를 생성합니다. 일반적인 AM 수신기에있는 믹서는 LO 및 RF 주파수의 합계, 차이, LO 및 RF 신호 자체를 출력합니다. 대부분의 간단한 트랜지스터 라디오에서 헤테로 다인과 믹서는 하나의 트랜지스터를 사용하여 만들어집니다. 고품질 수신기와 TCA440과 같은 전용 집적 회로를 사용하는 수신기에서는 이러한 단계가 분리되어있어 믹서가 합과 차이 주파수 만 출력하므로 더 민감한 수신이 가능합니다. 하나의 트랜지스터 LO- 믹서에서 트랜지스터는 공통베이스 암스트롱 발진기로 작동하고 공진 회로의 코일과 별도로 페라이트 막대에 감긴 코일에서 가져온 RF가베이스에 공급됩니다.안테나 공진 회로의 공진 주파수와 다른 주파수에서는 낮은 임피던스를 나타내므로 안테나 회로가 병렬 공진 유형 (다른 주파수에서 낮은 임피던스)이기 때문에 입력 신호가 아닌 LO 신호에 대해서는 접지 상태를 유지합니다. 공진, 공진 주파수에서 거의 무한 임피던스).
- 첫 번째 IF 필터: 네 번째 블록은 첫 번째 IF 필터입니다. 대부분의 AM 수신기에서 이것은 IF 주파수와 동일한 공진 주파수로 믹서 트랜지스터의 컬렉터에 배치 된 공진 회로입니다. 그 목적은 IF 주파수와 다른 주파수를 가진 모든 신호를 필터링하는 것입니다. 이러한 신호는 원치 않는 믹싱 제품이고 우리가 듣고 자하는 방송국의 오디오 신호를 전달하지 않기 때문입니다.
- 첫 번째 IF 증폭기: 다섯 번째 블록은 첫 번째 IF 증폭기입니다. 게인이 너무 높으면 왜곡이 발생할 수 있고, 게인이 너무 높으면 IF 필터가 서로 너무 가까워서 적절하게 차폐되지 않으면 각 IF 단계에서 50 ~ 100의 게인이 일반적으로 발생하며 기생 진동이 발생할 수 있습니다. 증폭기는 복조기의 AGC (Automatic Gain Control) 전압에 의해 제어됩니다. AGC는 스테이지의 게인을 낮추어 입력 신호 진폭에 관계없이 출력 신호가 거의 동일하게 만듭니다. 트랜지스터 AM 수신기에서 AGC 신호는 가장 자주베이스에 공급되고 음의 전압을 갖습니다. NPN 트랜지스터에서베이스 바이어스 전압을 낮추면 이득이 감소합니다.
- 두 번째 IF 필터: 여섯 번째 블록은 두 번째 IF 필터이며 첫 번째 블록과 마찬가지로 트랜지스터의 컬렉터에 배치 된 공진 회로입니다. IF 주파수의 신호 만 허용하므로 선택성이 향상됩니다.
- 두 번째 IF 증폭기: 일곱 번째 블록은 두 번째 IF 증폭기이며, AGC 제어 단계가 너무 많으면 왜곡이 증가하므로 AGC에 의해 제어되지 않는다는 점을 제외하면 첫 번째 IF 증폭기와 실질적으로 동일합니다.
- 세 번째 IF 필터: 첫 번째 및 두 번째 블록 과 마찬가지로 여덟 번째 블록은 세 번째 IF 필터이며 트랜지스터의 컬렉터에 배치 된 공진 회로입니다. IF 주파수의 신호 만 허용하므로 선택성이 향상됩니다. IF 신호를 검출기에 공급합니다.
- 검출기: 아홉 번째 블록은 일반적으로 게르마늄 다이오드 또는 다이오드 연결 트랜지스터 형태의 검출기입니다. IF를 정류하여 AM을 복조합니다. 출력에는 저항-커패시터 저역 통과 필터에 의해 필터링되는 강력한 IF 리플 구성 요소가 있으므로 AF 구성 요소 만 남아 오디오 앰프에 공급됩니다. 오디오 신호는 일반 DC 전원 공급 장치에서와 같이 AGC 전압을 제공하기 위해 추가로 필터링됩니다.
- 오디오 증폭기: 열 번째 블록은 오디오 증폭기입니다. 오디오 신호를 증폭하여 스피커로 전달합니다. 감지기와 오디오 증폭기 사이에는 볼륨 제어 전위차계가 사용됩니다.
- 스피커: 마지막 블록은 사용자에게 오디오를 출력하는 스피커 (일반적으로 8 옴, 0.5W)입니다. 스피커는 헤드폰이 연결되어있을 때 스피커를 분리하는 헤드폰 잭을 통해 오디오 증폭기에 연결되는 경우가 있습니다.
수퍼 헤테로 다인 AM 수신기 회로
이제 Superheterodyne Receiver의 기본 기능을 알고 있습니다. Superheterodyne Receiver의 일반적인 회로도를 살펴 보겠습니다. 아래 회로는 Sony의 TR830 초 고감도 트랜지스터를 사용하여 구성된 간단한 트랜지스터 라디오 회로의 예입니다.
회로는 처음 보면 복잡해 보일 수 있지만 앞에서 배운 블록 다이어그램과 비교하면 간단 해집니다. 따라서 회로의 각 섹션을 분할하여 작동을 설명하겠습니다.
안테나 및 믹서 – L1은 페라이트로드 안테나로 C2-1 및 C1-1 가변 커패시터와 병렬로 공진 회로를 형성합니다. 2 차 권선은 믹서 트랜지스터 X1의베이스에 연결됩니다. LO 신호는 C5에 의해 LO에서 이미 터로 공급됩니다. 출력 IF는 IFT1에 의해 컬렉터에서 취해지며, 코일은 자동 변압기 방식으로 컬렉터에 탭됩니다. 높음 – 약 200kHz. 이 탭은 대역폭을 30kHz로 줄입니다.
LO – 표준 공통 기반 암스트롱 발진기, C1-2는 LO와 RF 주파수의 차이가 항상 455kHz가되도록 C1-1과 함께 조정됩니다. LO 주파수는 L2와 C8과 직렬로 연결된 C1-2 및 C2-2의 총 커패시턴스에 의해 결정됩니다. L2는 컬렉터에서 이미 터로의 진동에 대한 피드백을 제공합니다. 베이스는 RF 접지입니다.
X3는 최초의 IF 앰프 입니다. 트랜스포머를 사용하여 트랜지스터 증폭기의베이스에 공급하기 위해베이스와 바이어스 사이에 2 차측을 배치하고 바이어스와 2 차측 트랜스포머 사이에 디커플링 커패시터를 배치하여 신호 회로를 닫습니다. 이것은 결합 커패시터를 통해 바이어스 저항에 직접 연결된베이스에 신호를 공급하는 것보다 더 효율적인 솔루션입니다.
TM은 IF 앰프로 흐르는 전류를 측정하는 신호 강도 측정기입니다. 입력 신호가 높을수록 IF 변압기를 통해 두 번째 IF 앰프로 더 많은 전류가 흐르게되어 미터가 측정하는 IF 앰프 공급 전류가 증가합니다. RF 및 전기 그리드 험이 TM 미터의 코일로 유도 될 수 있으므로 C14는 R9 (오프 스크린)와 함께 공급 전압을 필터링합니다.
X4는 두 번째 IF 앰프 이고, 바이어스는 R10 및 R11에 의해 고정 설정되며, C15는 IF 신호의베이스를 접지합니다. 디커플링되지 않은 R12에 연결되어 왜곡을 줄이기 위해 네거티브 피드백을 제공합니다. 그 밖의 모든 것은 첫 번째 앰프와 동일합니다.
D는 검출기 입니다. IF를 복조하고 네거티브 AGC 전압을 공급합니다. 게르마늄 다이오드는 순방향 전압이 실리콘 다이오드보다 2 배 낮기 때문에 수신기 감도를 높이고 오디오 왜곡을 낮추기 때문에 사용됩니다. R13, C18 및 C19는 PI 토폴로지 저역 통과 오디오 필터를 형성하고 R7은 AGC 강도를 제어하고 IF 및 AF 신호 모두에서 AGC 전압을 필터링하는 C10의 저역 통과 필터입니다.
X5는 오디오 프리 앰프 이고 R4는 볼륨을 제어하며 C22는 더 높은 주파수에서 네거티브 피드백을 제공하여 추가적인 저역 통과 필터링을 제공합니다. X6는 파워 스테이지 의 드라이버입니다. S2 및 C20은 톤 제어 회로를 형성합니다. 스위치를 누르면 C20이 더 높은 오디오 주파수를 접지하여 조잡한 저역 통과 필터 역할을합니다. 이는 스피커가 저주파 성능이 매우 나쁘고 오디오를 수신했기 때문에 초기 AM 라디오에서 중요했습니다. 하찮은". 출력의 네거티브 피드백은 드라이버 트랜지스터의 이미 터 회로에 적용됩니다.
T1은 X7의베이스에 들어오는 신호의 위상을 X8의베이스에있는 위상과 반전시키고, T2는 각 트랜지스터의 반파 전류 풀을 전체 파형으로 되돌리고 더 높은 트랜지스터 앰프 임피던스 (200 옴)를 8에 일치시킵니다. -옴 스피커. 하나의 트랜지스터는 입력 신호가 양의 파형 일 때 전류를 끌어오고 다른 하나는 파형이 음일 때 전류를 끌어냅니다. R26 및 C29는 부정적인 피드백을 제공하여 왜곡을 줄이고 오디오 품질 및 주파수 응답을 개선합니다. J와 SP는 헤드폰이 꽂혀있을 때 스피커를 끄는 방식으로 연결됩니다. 오디오 앰프는 전체 공간에 충분한 약 100mW의 전력을 제공합니다.