Szerkesztő:ZorróAszter/próbalap/25

https://en.wikipedia.org/wiki/Superheterodyne_receiver https://translate.google.hu/translate?sl=en&tl=hu&js=y&prev=_t&hl=hu&ie=UTF-8&u=https%3A%2F%2Fen.wikipedia.org%2Fwiki%2FSuperheterodyne_receiver&edit-text=&act=url

Egy 5 csöves szuperheterodin vevő, amelyet Japánban gyártottak 1955 körül

Tranzisztoros szuperheterodin zsebrádió a készülék borítójának eltávolítása után

A szuperheterodin rendszerű vevőkészülékek (rövidenː szuper (elvű/rendszerű) készülékek, angol nyelvű rövid névváltozataː superhet) kifejlesztését az tette szükségessé, hogy az 1920-as évek végére rendkívül megnövekedett a rádióadók létesítésére vonatkozó igény. Ugyanakkor a műsorszórásra rendelkezésre álló hullámsávok szűkösek voltak. A hosszúhullámú műsorszóró sávban 15, a középhullámú sávban többszöri bővítés után már körülbelül 120 csatorna volt bezsúfolható a távbeszélő hanghűségét alig meghaladó 9 khz-es (+/- 4 khz-es) szélességű csatornákkal. (Távbeszélőː 300-3400 Hz - AM műsorszórás 0-4000 Hz)

Ez szűkösen kielégítette az európai adóigényeket. Az amerikai és ázsiai hírközlési régióban nem volt ilyen súlyos a frekvenciaelosztási probléma.

Technikailag a legnagyobb problémát olyan szűrő megépítése jelentette, ami megfelelően képes lett volna a 9 khz-es szávszélességű adók megfelelő szelektivitással való kiszűrésére. Ráadásul úgy, hogy ezt a szűrőt a műsorszóró sáv teljes terjedelmén hangolni lehessen változatlan szűrőminőséggel.

Ez az akkori technikai színvonalon a rendelkezésre álló ellenállásokból, tekercsekből, kondenzátorokból, forgókondenzátorokból álló szűrőkkel lehetetlen feladatnak tűnt.

Egyetlen frekvenciára azonban lehetséges volt megfelelő minőségű, sávszélességű, frekvenciamenetű és szelektivitású szűrőt készíteni.

Ezen kívül felhasználták továbbá azt a régóta ismert jelenséget, hogy két különböző frekvenciájú szinuszos jelet összekeverve az eredeti két frekvencia mellett megjelenik a két frekvencia összegének és különbségének megfelelő szinuszos jel is. (Az orgonakészítők a legmélyebb hangokat ennek az akusztikában is megfigyelhető jelenségnek a segítségével, két megfelelően hangolt magas hangú síp együttes megszólaltatásával állították elő.) Valamint hogy a jelenség nem csak egy-egy frekvencián, hanem egész sávokra is biztosítható.

A máig használatos megoldás alkalmas a legkülönfélébb műsorszóró, amatőr, katonai valamint más célú hullámsávokon működő, a legkülönbözőbb modulációs eljárásokat alkalmazó beszéd, zene, televízió, morze, telex, stb. adók vételére.

Alkalmazták az elvet a postai vezetékes távközlésben a kábelek, érpárak többszörös kihasználásához, a földi és űrtávközlésben, rádiócsillagászatban, radartechnikában.

Továbbá ez a megoldás hívta fel a figyelmet olyan lehetőségre, hogy a begerjedés veszélye nélkül az erősíteni kívánt jel többszöri átkonvertálásával korábban lehetetlennek tartott erősítést (>80 dB) valósíthassanak meg.

A rendszer azért is volt mérnöki szempontból is különösen kiváló, mert élesen szétválasztott, strukturált megoldás volt, ami lehetővé tette az egyes részegységek önálló, célirányos fejlesztését.

A kifejezés eredete

Valójában már a szuperheterodin kifejezés is rövidített változata a szuperszonikus heterodinnek. A szuperszonikus (a hallható hangén felüli) kifejezést itt abban az értelemben használják, hogy az eljárásban az ember számára nem hallhatóan magas frekvenciákat felhasználó műszaki megoldásról van szó, ami a maga korában nem volt mindenki számára magától értetődő. A kifejezés furcsasága abból adódik, hogy a későbbi évtizedekben a kifejezést leginkább a hang terjedési sebessége feletti sebességre értették, nem a frekvenciájára.

Heterodin - különböző és din (dyne) erő ógörög szavak összetételével a keverés fogalmát írják körül.

Együtt gyakorlatilag a rádiófrekvencián történő, keveréssel megvalósított sávtranszponálást fejezi ki inkább a jól hangzó elnevezést mint a szabatos, közérthető megfogalmazást szemelőtt tartva.

A heterodin detektor kifejezést Reginald Fessenden kanadai mérnök használta először 1905-ben.

Története

A megoldással Edwin Armstrong amerikai mérnök már az első világháború alatt, 1918-tól folytatott kísérleteket.

Megvalósítás

• A megoldás alapja egy jól kezelhető, hagyományos, nem túl magas, például 455 kHz-es frekvenciára (az un. KF azaz középfrekvenciára,) megfelelő szűrővel (un. KF szűrő) ellátott rádióvevő a szűrő után kapcsolt demodulátorral, hangfrekvenciás erősítővel és hangszóróval. Ez gyakorlatilag egy fixen a 455 kHz-es frekvenciára hangolt, kis érzékenységű de komplett rádió vevőkészülék, amely egy 455 kHz-en sugárzó helyi, nagy teljesítményű adó vételére lenne alkalmas.

• Majd ennek bemenetére egy megfelelő frekvenciasávban hangolható (változtatható frekvenciájú) oszcillátor és keverő egység segítségével a venni kívánt adó frekvenciáját keverik le, transzponálják le erre a 455 kHz-es középfrekvenciára.

Sz

Például 455 kHz-es KF frekvencia esetén az 531-től 1611 kHz-ig terjedő középhullámú műsorszóró sáv adóinak vételéhez olyan oszcillátor szükséges, amelynek frekvenciája folyamatosan változtatható 531-455=76 kHz-től 1611-455=1156 kHz-ig.

Sz

A rendszer un. alsó keverést alkalmaz, ugyanis alacsonyabb frekvenciára egyszerűbb megfelelő minőségű szűrőt tervezni és olcsóbb a gyártása is.

Az összeállítást a megfelelő szelektivitás és jelérzékenység növelése érdekében a bemenetnél előerősítővel és további, kevésbé precíz szűrővel látták el.

Szintén megfelelő szűrővel gondoskodtak róla, hogy az oszcillátor jelét a készülék ne sugározza ki.

Hullámsávok váltásánál csupán az oszcillátor működési tartományát kell megváltoztatni.

Célszerű volt gondoskodni róla, hogy a rádiógyártók által KF frekvenciának választható sávban (450-480 kHz) ne működhessen adó. Illetve ezt az erre ajánlott sávot úgy megválasztani, kijelölni, ahol a természetes rádiófrekvenciás zavarok erőssége sem nagy. (Ez nem a működési elv feltétele, de jelentősen egyszerűsíti a készülék működését, ha a KF-en nem kell számolni különösebb zajforrás kiszűrésével. Különösen ha az egy közeli nagyteljesítményű adó a KF frekvenciáján.)

Mivel a rádiókészülék gyártók számára létrehozott (kiürített) KF sáv a hosszúhullámú műsorszóró sáv felett helyezkedik el, ezért hosszúhullámra 100 kHz-es KF frekvenciát használnak.

Kiegészítő fejlesztések

• A KF szűrők minőségének javítására vonatkozó fejlesztések.
• AGC - hogy a távolabbi vagy kisebb teljesítményű adók közel azonos hangerővel szóljanak. Ne legyenek hatalmas különbségek az adók hangerejében.
• AFC és oszcillátor fejlesztések, hogy beállított adó a rádió készülék melegedése vagy egyéb okból ne hangolódjon el.
• Akusztikus jellegű fejlesztések a hanghűség fokozására. Hangfrekvenciás erősítők, hangszórók.
• Hangszínszabályozási lehetőség.
• Hangfrekvenciás sávszűkítés főleg katonai alkalmazásoknál az érthetőség növelésére.
• AM HIFI kísérletek az 1930-as évek közepén
• A működési tartomány kiterjesztése rövidhullámra, majd egyre magasabb frekvenciákra.
• Más modulációs rendszerek különféle célokra (AM SSB és a hangminőség javítására FM)
• Tranzisztor majd integrált áramkörök alkalmazása elektroncsövek helyett
• Sztereo és kvadrofónikus rendszerek

Későbbi időkben, napjainkig

A rendszer olyan sikeres volt, hogy változatlan formában alkalmas volt a rövidhullámú rádiózás kezelésére is. Az összeállításban a demodulátor változtatásával alkalmas volt minden különösebb átalakítás nélkül más modulációjú, például AM SSB vételére is.

Sőt ugyanezt az elvet követve működtek az URH FM adások természetesen FM demodulátorral és 10,7 MHz környékén működő KF-fel.

s a televízótechnikában 38.9 MHz-es KF frekvenciával. (USAː 45 MHz).

70 MHz műholdas és földi mikrohullámú berendezéseknél.