Супергетеродинный передатчик

Супергетеродинный передатчик — это радио- или телевизионный передатчик, который помимо радиочастотного сигнала 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 с прямой модуляцией являются относительно простыми передатчиками.

В более сложных передатчиках, которые называются супергетеродинными, информационный сигнал модулирует сигнал промежуточной частоты (ПЧ) . После этапов коррекции, выравнивания и иногда усиления сигнал ПЧ преобразуется в радиочастотный сигнал с помощью каскада, называемого смесителем частоты или преобразователем частоты. Супергетеродинные передатчики более сложны, чем передатчики с прямой модуляцией.

Математический подход

Позволять

$f(t)$ быть информационным сигналом

$\omega _{R}$ быть угловым RF,

$\omega _{I}$ быть угловым IF и

$\omega _{s}$ быть угловой поднесущей частотой.

В передатчике с прямой модуляцией информационный сигнал модулирует радиочастотную несущую. Если тип модуляции — обычная амплитудная модуляция , то РЧ-выход будет

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

Аналогично в супергетеродинном передатчике модулированная ПЧ;

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

Этот сигнал подается на смеситель частот. Другим входом микшера является высокочастотный сигнал поднесущей.

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

Два сигнала умножаются, чтобы дать;

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

Применение известных правил тригонометрии ;

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

Фильтр на выходе смесителя отфильтровывает одно из членов справа (обычно суммирование), оставляя RF

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

Здесь $\omega _{s}-\omega _{I}$ – требуемый угловой RF; то есть, $\omega _{R}=\omega _{s}-\omega _{I}$

После выравнивания фазы и амплитуды

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

Преимущества супергетеродина

• В передатчиках после модуляции используется несколько ступеней коррекции и выравнивания. При прямой модуляции эти этапы необходимо разрабатывать отдельно для каждого выходного ВЧ (так называемого канала). С другой стороны, в супергетеродинных передатчиках, поскольку используется один сигнал промежуточной частоты, разработан только один тип каскада ПЧ. Таким образом, указанные каскады более надежны в супергетеродинном режиме. Кроме того, заниматься исследованиями и разработками . проектировщику намного проще
• Операторы могут изменить выходную мощность передатчика. При прямой модуляции очень сложно изменить выходной радиочастотный сигнал. Потому что в этом случае практически все ступени необходимо перенастраивать под новый РФ. С другой стороны, в супергетеродине перенастройке подлежат только выходные каскады.
• При наличии достаточно быстрого ЦАП модулированный сигнал ПЧ может генерироваться напрямую, в цифровом виде, с помощью микропроцессора или процессора цифровых сигналов . Это позволит использовать более совершенные методы модуляции без использования сложного аппаратного модулятора и сделает возможным программно-определяемую радиосвязь .

См. также

• Супергетеродинный приемник
• Темы ТВ-передатчиков
• ТВ-передатчики