Superheterodynmottaker
Fra Wikipedia, den frie encyklopedi
En superheterodynmottaker er en radiommottaker som utnytter en spesiell kopling for å unngå problemene som en såkalt rettmottaker oppviser. Superheterodynteknikken er en frekvensblandemetode som gjør det lett å ta imot et signal på en frekvens/kanal og dempe signalene på nærliggende frekvenser/kanaler. Superheterodynmottakeren ble oppfunnet rundt 1918 og er den vanligste radiomottakertypen i dag, også i satelittmottakere. Den har gitt navn til flere radioapparater, blant annet forkortelsen super i Tandbergs klassiske sølvsuper-serie. Navnet superheterodyn er dannet av det latinske ordet super («over») og de greske hetero («forskjellig») og dyn («kraft»).
Innhold |
[rediger] Radiomottakere
[rediger] Rettmottaker
Oppgaven til elektronikken i enhver radiomottaker er å forsterke antennesignalet fra den senderen som en vil høre på. Andre sendere må ikke forsterkes for ikke å forstyrre signalet som en ønsker å motta. Følgelig må forsterkningen være svært smalbåndet, for vanlig AM 2x nyttesignalets båndbredde, eller ca. 9 kHz. For å oppnå både høy forsterkning og smal båndbredde må det forsterkes over flere trinn (3-6 er typisk; jo flere jo bedre). For valg av sender må alle disse trinnene avstemmes for denne; alle trinnene må varieres samtidig og alle må forsterke samme frekvens. Dette er ikke helt lett å få til i høy kvalitet, tatt temperatursvingninger og elde med i betraktningen. Avvik i senterfrekvensen mellom trinnene fører til lavere forsterkning og større båndbredde; mere støy i signalet.
[rediger] Superheterodynmottaker
Superheterodynmottaker omgår disse problemene ved å innføre en flertrinns smalbåndet forsterker med fast senterfrekvens (mellomfrekvensforsterker), samt en oscillator og et såkalt blandetrinn ved antenneinngangen. Oscillatoren utføres slik at den følger sendefrekvensen som en ønsker å motta, men med en fast avstand til denne. Denne frekvensavstanden kalles mellomfrekvensen. Både antennesignalet og oscillatorsignalet tilføres blandetrinnet, som må være ulinjært for å fungere.
Det kan vises at det på utgangen av blandetrinnet oppstår frekvenskomponenter n*fo +/- m*fs, hvor m og n er heltall. Mottakeren konstrueres oftest for m og n lik 1, og fo-fs, mellomfrekvensen, forsterkes videre. Slik oppnår en i prinsippet å bare trenge en eneste variabel avstemte krets. Oscillatoren kalles gjerne lokaloscillator.
Frekvensblandingen kan også forklares ved at når antennesignalet blandes med den rene frekvensen fra lokalocillatoren i blandetrinnet oppstår det nye frekvenser som er forskjellen og summen av de to frekvensene. Den viktigste er signalet som er forskjellen mellom signalet fra antennen som vi vil høre på og frekvensen til lokaloscillatoren. I mellomfrekvensforsterkeren er alle kretsene avstemt ved 455 kHz og det er mulig å dempe nabokanalene på 465 og 445 kHz. Skal vi høre på kortbølge på 6000 kHz er det vanskeligere å dempe nabokanaler på 6010 og 5990 kHz. Med lokaloscillator på (6000 + 455)= 6455 kHz lager blandetrinnet et nytt radiosignal av 6000kHz kanalen med all lydinformasjon på frekvensen 455 kHz som er lett å forsterke og skille fra nabokanalene i mellomfrekvensforsterkeren.
Superen innfører imidlertid ett nytt problem. Den forsterker også fs'-fo hvor fs' ligger to mellomfrekvenser unna den ønskede fs. (Talleksempel: Vi vil høre på en sender som sender på fs = 6 MHz, mellomfrekvensen er 0.455 MHz. Oscillatoren gir derfor fo = 6.455 MHz. Mottakeren forsterker derved også fs' = 6.455 + 0.455 = 6.91 MHz. Siden denne frekvensen er speilet mot oscillatorfrekvensen fra den ønskede senderfrekvensen fs kalles den speilfrekvensen. En sender som sender på speilfrekvensen vil også mottas.
For å redusere dette problemet innføres et forsterkertrinn for antennesignalet, avstemt etter senderen som en ønsker å motta. Her vil speilfrekvensen forsterkes adskillig mindre enn hovedfrekvensen. I praksis trenger en altså et minimum av to variabelt avstemte kretser i en super. Bedre mottakere har gjerne to avstemte antenneforsterkertrinn, altså tre frekvensvariable trinn til sammen. Speifrekvensen blir da dempet skikkelig.
Lokaloscillatorens frekvens kan legges over eller under hovedsignalet, med mellomfrekvensen som avstand. For frekvenser lavere enn mellomfrekvensen (langbølgen) kan lokaloscillatoren kun ligge over hovedfrekvensen. Speilfrekvensen ligger under hovedfrekvensen hvis lokaloscillatoren gjør det, og omvendt.
I radioer som tar imot høye radiofrekvenser, brukes ofte superkoblingen 2 ganger med mellomfrekvenser på både 455kHz og på 10,5MHz.
Superen er nesten enerådende som mottaker i dag, også for moderne teknologi som satelittmottakere.
Siden de forskjellige senderne mottas med svært varierende signalstyrke har både rett- og superheterodynmottakeren automatisk kontroll av forsterkningen. Forsterkningen reguleres både i inngangstrinnet (antenneforsterkeren) og i de videre trinnene. Mekanismen forkortes oftest med AGC fra engelsk Automatic Gain Control.
For militære formål er superen noe suspekt siden lokaloscillatoren kan lekke frekvensen sin ut til antennen og slik avsløre lyttere. Siden vanlige fjernsynsapparater og radioer også sender et svakt signal fra lokaloscillatoren til antennen, kan Radioinspeksjonen finne fram til fjernsynsapparater på adresser uten kringkastingslisens og til de tidligere ulovlige politiradioene.
[rediger] Reaksjonsmottaker
En meget billig (og tilsvarende ustabil) metode for å oppnå høy forsterkning med smal båndbredde er å sende antennesignalet til et trinn som er på grensen til å oscillere ved senderfrekvensen. Å benytte noe av et forsterket signal i foregående forsterkertrinn kalles tilbakekobling. Denne grensen må innstilles nøye når senderen er funnet. Grensen flytter seg med innstilt frekvens; reaksjonsmottakere er svært upraktiske og ikke i bruk i dag. Den sender dessuten ut et kraftig signal hvis den skulle oscillere, noe som vel gjør hele prinsippet ulovlig.
