SuperminarenandClaude Sonnet 5.5
f7fa8cfbc1
- Sections and slides rewritten in Swedish; German law and institutions replaced by Swedish/CEPT/ITU equivalents (PTS, SSA, PTSFS 2025:1, SSMFS 2008:18), unverified statements marked "% TODO VERIFY" - New toc: INSTEG, HAREC, UPPGRADERING; section idents are Swedish (see ident-map.tsv) - Exam-question tags, BNetzA question pool, solutions and the German SWL course removed - Static pages, snippets, applets, READMEs and image alt-texts translated - TikZ labels translated; SVG drawings regenerated (drawing 689 still fails to build upstream: it references a missing photo) - Changed from the original: not endorsed by DARC e.V., SSA or PTS Co-Authored-By: Claude Sonnet 5.5 <[email protected]>
4.3 KiB
Som den enklaste mottagaren lärde vi känna detektormottagaren i föregående kapitel. En detektormottagare är en s.k. raktmottagare, som vi också redan träffat på på instegsnivån. I en raktmottagare, som i figur [ref:e_geradeausempfänger], demoduleras signalen bara efter mottagning och eventuell förstärkning. Det här mottagarkonceptet har dock nackdelen dålig selektivitet. För att förbättra den kunde man kombinera flera filter i ingångsfilterblocket (2) för att öka selektiviteten. Men då skulle alla dessa filter behöva justeras när mottagningsfrekvensen byts, och det är mycket besvärligt. Därför utvecklades superheterodynmottagaren (jfr figur [ref:ueberlagerungsempfaenger_einfachsuper]), som i fackspråk också kallas superheterodyn eller superhet.
[picture:736:e_geradeausempfänger:Raktmottagare] [picture:803:ueberlagerungsempfaenger_einfachsuper:Superheterodynmottagare med förstärkare]Idén med superheterodynmottagaren är lika enkel som genial. I stället för avstämbara filter används en variabel oscillator (VFO, engelska Variable Frequency Oscillator), med vars hjälp den mottagna signalen först omsätts till en fast frekvens, den så kallade mellanfrekvensen f_\mathrm{MF} (ofta förkortad MF). För denna fasta mellanfrekvens går det att bygga mycket selektiva och högkvalitativa filter. Figur [ref:ueberlagerungsempfaenger_einfachsuper_filter] illustrerar principen.
Ingångsfiltret släpper först bara igenom det önskade frekvensområdet, till exempel kortvågsområdet. Därefter omsätter en blandare ingångssignalen tillsammans med VFO-frekvensen till den konstanta mellanfrekvensen, till exempel \qty{455}{\kilo\hertz}. I det konkreta exemplet kan VFO:n ställas in mellan \qty{3,455}{\mega\hertz} och \qty{30,455}{\mega\hertz} för att kunna blanda ned hela kortvågsområdet. Den avgörande fördelen med superheterodynmottagaren jämfört med raktmottagaren ligger just i denna konstanta mellanfrekvens: Filtreringen av signalen kan optimeras för en fast frekvens, vilket ger mycket hög selektivitet.
Eftersom filtren inte behöver vara avstämbara kan de optimeras med avseende på bandbredd och flanktäthet, till exempel genom att använda kristall-, keramik- eller digitala filter. Så kan man till exempel för talöverföring (SSB) använda filter med en bandbredd på ca \qty{2,4}{\kilo\hertz} och för telegrafi (CW) smalbandiga filter på ca \qty{300}{\hertz}. Även för andra överföringsmetoder som AM, FM eller digitala moder kan motsvarande anpassade filter användas.
Med det här konceptet uppnår superheterodynmottagaren en betydligt högre selektivitet än raktmottagaren. En ytterligare fördel är att alla efterföljande delar alltid arbetar med samma mellanfrekvens och därför inte heller behöver vara avstämbara, vilket förenklar uppbyggnaden och förbättrar mottagningskvaliteten.
Superheterodynmottagare kan arbeta med en eller flera mellanfrekvenser. I det enklaste fallet är det en direktblandande mottagare, där mellanfrekvensen är den önskade LF-frekvensen. För det ändamålet måste oscillatorfrekvensen ligga mycket nära mottagningsfrekvensen.
En superheterodynmottagare har dock också vissa nackdelar, framför allt förekomsten av så kallade spegelfrekvenser. Den problematiken samt avancerade mottagarkoncept som dubbelsuper med flera mellanfrekvenser tar vi upp närmare först på HAREC-nivån.
Uppfinnaren av superheterodynmottagaren kan inte entydigt anges. Det beror bland annat på att utvecklingen sammanfaller med första världskriget, då alla inblandade krigsparter arbetade intensivt på att förbättra radiotekniken. Oberoende av varandra sysslade omkring år 1918 flera forskare med denna funktionsprincip, bland andra Edwin Armstrong i USA, Lucien Lévy i Frankrike och Walter Schottky i Tyskland.Begreppet heterodyn respektive superheterodyn är en nybildning. Det består av det latinska super (”över”) samt de grekiska orden hetero (”olika”) och dynamis (”kraft” respektive ”verkan”). Namnet beskriver superheterodynmottagarens grundläggande funktionsprincip: blandning av två signaler med olika frekvens för att skapa en ny frekvens.