En la electrónica, el receptor superheterodino (también sabido por su nombre completo, el receptor heterodyne supersónico, o por el superhet abreviado de la forma) es una técnica para selectivamente recuperar la información de ondas de la radio de una frecuencia particular. Se utiliza en radio y los receptores y los transmisores de televisión para templarlas a una frecuencia particular.

Historia

El principio superheterodino fue concebido original en el 1918 por el Edwin Armstrong durante la Primera Guerra Mundial como medio para la superación de las deficiencias de los triodos tempranos del vacío usados como amplificadores de alta frecuencia en el equipo de la goniometría (RDF) de radio. En un amplificador del RF del triodo, si la placa y la rejilla están conectadas con los circuitos resonantes templados a la misma frecuencia, el acoplador capacitivo del parásito entre la rejilla y la placa hará el amplificador entrar la oscilación si el aumento de la etapa es mucho más que la unidad. En diseños tempranos que las docenas de bajo-ganan etapas del triodo tuvo que ser conectado a veces en cascada para hacer los diseños realizables, que dibujaron las cantidades de energía enormes en funcionamiento. Sin embargo el valor estratégico era tan alto que el Ministerio de marina británico sentía que era dinero bien empleado.

Armstrong había realizado que un equipo más alto de la frecuencia permitiría que detectaran a enemigo el enviar mucho más con eficacia, pero en ese entonces ningún " práctico; wave" corto; (entonces definido como cualquier frecuencia sobre 500 kilociclos) el amplificador existió.

Había sido notado que una cierta hora que si un receptor regenerador fuera permitido entrar la oscilación, otros receptores cerca comenzarían repentinamente a coger estaciones en las frecuencias diferentes de ésas ellos fue transmitida antes realmente encendido. Armstrong (y otros) pronto realizaron que esto fue causada por un " supersonic" heterodino (o golpe, como en el de derrota acústico) entre la frecuencia portadora de la estación y la frecuencia del oscilador. Por ejemplo, si una estación transmitiera en 300 kilociclos y el oscilador fuera fijado a 400 kilociclos, tan bien como la original 300 kilociclos, la misma estación también serían oídos en 100 kilociclos y 700 kilociclos. La mezcla de dos frecuencias crea dos nuevas frecuencias, una en la suma de las dos frecuencias mezcladas, y la otra en su diferencia. Esto se conoce como heterodinación .

Inmediatamente de la penetración, Armstrong realizó repentinamente que esto era una solución potencial al " wave" corto; problema de la amplificación. Para supervisar una frecuencia de 1500 kilociclos, él podría fijar un oscilador a, por ejemplo, 1560 kilociclos, que abajo-convierten la señal a un portador de 60 kilociclos, que era lejos más favorable a la alta amplificación del aumento usar los triodos.

Los primeros circuitos superheterodinos utilizaron la uno mismo-resonancia de los transformadores inter-etapas hierro-quitados el corazón del acoplador para filtrar la frecuencia intermedia, y esta es la razón por la cual los circuitos templados de la frecuencia intermedia todavía fueron referidos como si " transformers", largo después de que hubieran sido substituidos por las bobinas armoniosas apropiadas. Los superhets tempranos utilizaron a IFs de hasta sólo 20 kilociclos, que los hicieron extremadamente susceptibles a interferencia de la frecuencia de imagen pero el interés principal era en ese entonces sensibilidad algo que selectividad.

Armstrong podía poner sus ideas en práctica absolutamente rápidamente, y la técnica fue adoptada rápido por los militares; sin embargo, era menos popular cuando la difusión de radio comenzó en los años 20, la deuda ambas a la necesidad de un tubo adicional para el oscilador, y la cantidad de conocimiento técnico requerida para funcionarla. Para las radios domésticas, un acercamiento alternativo al " de la onda corta; " templado del RF ; (" TRF") la amplificación llamada el neutrodino llegó a ser más popular por razones de simplicidad y economía.

Sin embargo, por los años 30, las mejoras en tecnología del tubo de vacío erosionaron rápido estas ventajas. Primero, el desarrollo de cátodos indirecto-heated prácticos permitió las funciones del mezclador y del oscilador que se combinarán en un solo tubo del pentodo, en el mezclador autodino supuesto . Esto fue seguida rápido por la introducción de tubos con varios elementos baratos diseñados específicamente para la operación superheterodina y por el mid-30s la técnica de TRF fue dejada obsoleta. Apenas sobre todos los receptores de radio, incluyendo las secciones del receptor de las televisiones, ahora utilizar el principio superheterodino.

Descripción

El principio del receptor superheterodino supera ciertas limitaciones de los diseños anteriores del receptor. El templó los receptores (TRF) de la radiofrecuencia sufrido de la selectividad pobre, puesto que incluso los filtros con un alto factor de Q tienen una anchura de banda amplia en las radiofrecuencias. El regenerador y los receptores estupendo-regeneradores ofrecen una mejor sensibilidad que un receptor de TRF, pero sufren de problemas de la estabilidad y de la selectividad.

En receptores usar el principio superheterodino, una señal en el variable f de la frecuencia se convierte a una frecuencia más baja fija, f _IF, antes de la detección. El f _IF de la frecuencia se llama la frecuencia intermedia, o " IF". En receptores caseros típicos de la modulación de amplitud (est, e.g según lo utilizado en onda media), que la frecuencia es generalmente 455  kilociclo; para los receptores del VHF FM, es generalmente 10.7  Megaciclo; para la televisión, 45  Megaciclo.

" de los receptores Heterodyne; mix" todas las señales entrantes con una forma de onda interno generada llamaron el el oscilador local usar un mezclador de la frecuencia. El usuario templa la radio ajustando la frecuencia del oscilador del sistema, f _LO. En la etapa del mezclador de un receptor, la señal del oscilador local se multiplica con las señales entrantes, que las cambia de puesto todas abajo en frecuencia. El que cambia de puesto al f _IF es pasado encendido por los circuitos templados, amplificado, y después desmodulado para recuperar la señal audio original. El oscilador también cambia de puesto un " copy" de cada señal entrante up en frecuencia por el f _LO de la cantidad. Eso " el mismo de alta frecuencia; images" son todos rechazados por los circuitos templados en SI etapa.

Alto-lado e inyección del bajo-lado

La cantidad que una señal es desplazada hacia abajo por el oscilador local depende encendido si su f de la frecuencia es más alto o más bajo que el f _LO. Eso es porque es su nueva frecuencia | f _LO del − del f | en cualquier caso. Por lo tanto, hay potencialmente dos señales que podrían ambo cambio al mismo f _IF uno en el f = el f _LO + el f _IF y otro en el f = el f _IF del − del f _LO. Una o la otra de esas señales tiene que ser filtrado hacia fuera antes del mezclador para evitar el alias . Cuando el superior se filtra hacia fuera, se llama la inyección del alto-lado del, porque el f _LO está sobre la frecuencia de la señal recibida. El otro caso se llama la inyección del bajo-lado del . la inyección del Alto-lado también invierte la pedido de los componentes de la frecuencia de una señal. Independientemente de si eso cambia realmente la señal depende encendido si tiene simetría espectral o no. La revocación se puede deshacer más adelante en el receptor, en caso de necesidad.

Diseño y su evolución

El diagrama abajo demuestra los elementos básicos de un solo receptor del superhet de la conversión. No cada diseño tendrá en la práctica todos estos elementos, ni éste transporta la complejidad de otros diseños, pero los elementos esenciales de un oscilador local y un mezclador seguido por un filtro y SI el amplificador es común a todos los circuitos del superhet. los diseños Coste-optimizados pueden utilizar un dispositivo activo para el oscilador local y el mixer— esto a veces se llama un " converter" etapa. Un tal ejemplo es el convertidor de Pentagrid.

La ventaja a este método es que la mayor parte de la trayectoria de la señal de radio tiene que ser sensible solamente a una gama estrecha de frecuencias. Solamente las partes frontales (la parte antes de la etapa del convertidor de frecuencia) necesitan ser sensibles a una gama de frecuencia ancha. Por ejemplo, las partes frontales pudieron necesitar ser sensibles a 1– 30  Megaciclo, mientras que el resto de la radio pudo necesitar ser sensible solamente a 455  kilociclo, un típico SI. Solamente uno o dos templó etapas necesita ser ajustado a la pista sobre la gama de adaptación del receptor; todas las etapas de la intermedio-frecuencia funcionan en un de frecuencia fija que no necesitan ser ajustadas.

A veces, superar obstáculos tales como respuesta de la imagen, más de uno SI se utiliza. En tal caso, las partes frontales pudieron ser sensibles a 1– 30 megaciclos, la primera mitad de la radio a 5  Megaciclo, y la última mitad a 50  kilociclo. Los convertidores de dos frecuencias serían utilizados, y la radio sería un " Conversión doble Heterodyne" estupendo; — un ejemplo común es un receptor de la televisión donde la información audio se obtiene de una segunda etapa de la conversión de frecuencia intermedia. Los receptores de vez en cuando especial utilizarán una frecuencia intermedia mucho más alta que la señal, para obtener el rechazamiento muy alto de la imagen.

Los receptores superheterodinos tienen características superiores a un receptor más simple mecanografían adentro estabilidad y selectividad de la frecuencia. Es mucho más fácil estabilizar un oscilador armonioso que un filtro armonioso, especialmente con tecnología moderna del sintetizador de la frecuencia. SI los filtros pueden dar bandas útiles mucho más estrechas en el mismo factor de Q que un filtro equivalente del RF. Un fijo SI también permite el uso de un filtro cristalino en diseños muy críticos tales como receptores del radioteléfono que tengan selectividad excepcionalmente alta.

En el caso de los receptores de televisión modernos, no hay otra técnica producir el necesario característico sintonizado exacto para la recepción rudimentaria del banda lateral, primero utilizado con el sistema original NTSC introducido en 1941. Este implicado original una colección compleja de inductores armoniosos que necesitaron el ajuste cuidadoso, pero puesto que el principios de los 80 éstos se ha substituido por la onda acústica superficial (SIERRA) electromecánico de la precisión filtra . Fabricado por técnicas que molían del laser de la precisión, VIO que los filtros son mucho más baratos producir, que se pueden hacer para cerrar extremadamente tolerancias, y que son en funcionamiento extremadamente estable.

Está la arquitectura la evolución siguiente del diseño del receptor superheterodino de radio definida software, donde SI procesa después de la inicial SI el filtro se ejecuta en el software . Esta técnica es ya funcionando en los receptores de televisión análogos del último diseño y las cajas superiores determinadas digitales, donde no hay bobinas u otros circuitos resonantes usados en absoluto. La antena conecta simplemente vía un pequeño condensador con un perno en un circuito integrado y todo el tratamiento de señales se realiza digital. Las técnicas similares se utilizan en las radios minúsculas de FM incorporadas en los teléfonos móviles y los jugadores MP3.

Los radiotransmisores pueden también utilizar una etapa del mezclador para producir una frecuencia de la salida, trabajando más o menos como el revés de un receptor superheterodino.

Las desventajas al receptor superheterodino incluyen el coste de las etapas del mezclador y del oscilador local. Los receptores llegan a ser vulnerables a interferencia de señales con excepción de la señal deseada. Una señal fuerte en la frecuencia intermedia puede superar la señal deseada; las autoridades reguladoras evitarán que los transmisores autorizados funcionen en estas frecuencias. En ambientes urbanos con muchas señales fuertes, las señales de transmisores múltiples pueden la cosechadora en la etapa del mezclador interferir con la señal deseada. Un receptor superheterodino puede coger un " supuesto; frequency" de la imagen; señalar que también produce una salida del mezclador en la frecuencia intermedia deseada; este fenómeno se utiliza a veces para la recepción del explorador de transmisiones fuera de las capacidades oficiales del del receptor.

Ver también

Radar H2X
Control de aumento automático
Desmodulador
Receptor de la conversión directa
VFO
Modulación de banda lateral única (desmodulación)
que amplifica directo el receptor
Receptor Reflectional
Frecuencia de golpe
Heterodino

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Zenithic

Aberdeen South

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