מתנד מקומי (מתנד מאסטר) במקלט (מַשׁדֵר) ברוב המקרים נקרא מחולל אותות, שקובע את תדירות הקליטה. למרות שתפקידו נקרא עזר, יש לו השפעה משמעותית מאוד על איכות המכשיר הקולט או המשדר.
מטרת המתנד המקומי ועיקרון הקליטה ההטרודינית
עם שחר קליטת הרדיו, בעת בניית מעגלי מקלט, הם ויתרו על מתנדים מקומיים. האות שנבחר על ידי מעגל תנודת הכניסה הוגבר, ולאחר מכן זוהה והוזנה למגבר בתדר נמוך. עם התפתחות המעגלים נוצרה הבעיה של בניית מגבר תדר רדיו עם רווח גדול.
כדי לכסות טווח גדול, הוא בוצע ברוחב פס רחב, מה שהפך אותו לנטייה לעירור עצמי. מגברים מוחלפים התבררו כמורכבים ומסורבלים מדי.
הכל השתנה עם המצאת הקבלה ההטרודינית.האות מהמתנד המתכוונן (או הקבוע) מוזן למיקסר. האות המתקבל מוזן לכניסה האחרת של המיקסר, והמוצא הוא מספר עצום של תדרים שילוב, שהם הסכומים וההפרשים של התדרים של המתנד המקומי והאות המתקבל בשילובים שונים. ליישומים מעשיים יש בדרך כלל שני תדרים:
- fheterodyne-fsignal;
- f אות - f heterodyne.
תדרים אלו נקראים תדרי מראה אחד ביחס לשני. הקליטה מתבצעת בערוץ אחד, השני מסונן על ידי מעגלי הקלט של המקלט. ההבדל נקרא תדר ביניים (IF), ערכו נבחר בעת תכנון המכשיר הקולט או המשדר. שאר תדרי השילוב מסוננים על ידי מסנן תדר ביניים.
עבור ציוד תעשייתי, ישנם תקנים לבחירת ערך ה-IF. בציוד חובבני, תדר זה נבחר מתוך תנאים שונים, כולל זמינות רכיבים לבניית מסנן צר פס.
תדר הביניים שנבחר על ידי המסנן מוגבר במגבר ה-IF. מכיוון שתדר זה קבוע, ורוחב הפס קטן (2.5 ... 3 קילו-הרץ מספיקים להעברת מידע קולי), ניתן להפוך את המגבר עבורו לצר פס עם רווח גבוה בקלות.
ישנם מעגלים שבהם נעשה שימוש בתדר הכולל - אות f + f heterodyne. תוכניות כאלה מכונות תוכניות "טרנספורמציה כלפי מעלה". עיקרון זה מפשט את בניית מעגלי הקלט של המקלט.
ישנה גם טכניקת המרה ישירה (לא להתבלבל עם הגברה ישירה!), שבה הקליטה מתבצעת כמעט בתדר המתנד המקומי.מעגלים כאלה מתאפיינים בפשטות של תכנון והתאמה, אך לציוד המרה ישיר יש פגמים מובנים הפוגעים באופן משמעותי באיכות העבודה.
המשדר משתמש גם במתנדים מקומיים. הם מבצעים את הפונקציה ההפוכה - הם מעבירים את האות המאופנן בתדר נמוך לתדר השידור. בציוד תקשורת, עשויים להיות מספר מתנדים מקומיים. לכן, אם נעשה שימוש במעגל עם שתי המרות תדר או יותר, הוא משתמש, בהתאמה, בשני מתנדים מקומיים או יותר. כמו כן, המעגל עשוי להכיל מתנדים מקומיים המבצעים פונקציות נוספות - שחזור של נשא מדוכא במהלך השידור, היווצרות חבילות טלגרף וכו'.
הספק של המתנד המקומי במקלט קטן. כמה מיליוואטים ברוב המקרים מספיקים לכל משימה. אבל אות המתנד המקומי, אם מעגל המקלט מאפשר זאת, יכול לדלוף לתוך האנטנה, והוא יכול להתקבל למרחק של כמה מטרים.
ישנה אגדה בקרב חובבי רדיו שבזמן האיסור להאזין לתחנות רדיו מערביות, צעדו נציגי השירותים המיוחדים לאורך פתחי הבתים עם מקלטים מכוונים לתדרים של "קולות אויב" (מותאם לתדר ביניים) . בהימצאות האותות ניתן היה לכאורה לקבוע מי מאזין לשידורים אסורים.
דרישות לפרמטרים של המתנד המקומי
הדרישה העיקרית לאות מתנד מקומי היא טוהר ספקטרלי. אם המתנד המקומי מייצר מתח שאינו סינוסואיד, אזי מופיעים תדרי שילוב נוספים במיקסר.אם הם נופלים לפס השקיפות של מסנני הקלט, זה מוביל לערוצי קליטה נוספים, כמו גם להופעת "נקודות מכות" - בתדרי קליטה מסוימים, מתרחשת שריקה שמפריעה לקבל אות שימושי.
דרישה נוספת היא היציבות של רמת אות המוצא והתדר שלו. השני חשוב במיוחד בעת עיבוד אותות עם נשא מדוכא (SSB (OBP), DSB (DBP) וכו'. לא קשה להשיג את השונות של רמת המוצא על ידי שימוש בווסת מתח כדי להפעיל את המתנדים הראשיים ובחירת מצב נכון של האלמנט הפעיל (טרנזיסטור).
הקביעות של התדר תלויה ביציבות של רכיבי תדר ההנעה (קיבול והשראות של המעגל המתנודד), כמו גם בחוסר השונות של קיבול ההרכבה. חוסר היציבות של אלמנטים LC נקבעת, על פי רוב, על ידי שינוי הטמפרטורה במהלך פעולת המתנד המקומי. כדי לייצב את רכיבי המעגל, הם ממוקמים בתרמוסטטים, ואמצעים מיוחדים משמשים גם כדי לפצות על סטיות טמפרטורה בערכי הקיבול וההשראות. משרנים עשויים בדרך כלל להיות יציבים תרמית לחלוטין.
לשם כך נעשה שימוש בעיצובים מיוחדים - הסלילים מלופפים במתח חוטים חזק, הסיבובים ממולאים בתרכובת למניעת הזזה של הסיבובים, החוט נשרף למסגרת קרמית וכו'.
כדי להפחית את השפעת הטמפרטורה על הקיבול של הקבל המניע, הוא מורכב משני אלמנטים או יותר, בוחר אותם עם ערכים וסימנים שונים של מקדם הטמפרטורה של הקיבול כך שהם יפוצו הדדית במהלך חימום או קירור.
עקב בעיות ביציבות תרמית, מתנדים מקומיים מבוקרים אלקטרונית, שבהם משתמשים ב-varicaps כקיבול, אינם נמצאים בשימוש נרחב. התלות שלהם בחימום אינה ליניארית, וקשה מאוד לפצות על כך. לכן, וריקאפים משמשים רק כאלמנטים ניתוקים.
קיבול ההרכבה מצטבר לקיבול הקבל המניע, וחוסר היציבות שלו מוביל גם לסחיפה בתדר. כדי למנוע חוסר יציבות בהרכבה, יש להרכיב את כל האלמנטים של המתנד המקומי בצורה נוקשה מאוד כדי למנוע אפילו תזוזות מינימליות ביחס זה לזה.
פריצת דרך אמיתית בבניית מתנדים מאסטר הייתה הפיתוח בשנות ה-30 של המאה הקודמת של טכנולוגיית יציקת האבקה בגרמניה. זה איפשר לייצר צורות תלת מימדיות מורכבות עבור רכיבי ציוד רדיו, מה שאפשר להשיג קשיחות הרכבה חסרת תקדים באותה תקופה. זה איפשר להביא את האמינות של מערכות תקשורת הרדיו של הוורמאכט לרמה חדשה.
אם המתנד המקומי אינו ניתן לכוונון, רכיב הגדרת התדר הוא בדרך כלל מהוד קוורץ. זה מאפשר להשיג יציבות דור גבוהה במיוחד.
בשנים האחרונות חלה מגמת מעבר בשימוש בסינתיסייזרים תדרים דיגיטליים כמתנדים מקומיים במקום מתנדים LC. היציבות של מתח המוצא והתדר בהם מושגת בקלות, אך הטוהר הספקטרלי משאיר הרבה לרצוי, במיוחד אם האות נוצר באמצעות מיקרו-מעגלים לא יקרים.
כיום, טכנולוגיות קליטת רדיו ישנות מוחלפות בחדשות, כמו DDC – דיגיטציה ישירה.לא רחוק הזמן שבו מתנדים מקומיים בציוד קליטה ייעלמו כמחלקה. אבל זה לא יגיע כל כך מהר, אז ידע על הטרודינים ועקרונות הקבלה של הטרודינים יהיה מבוקש עוד הרבה זמן.
מאמרים דומים:
