Süperheterodin Alıcı Nedir ve Nasıl Çalışır?

Kablosuz iletişimde, özellikle radyo alıcılarında, antenden alınan sinyallerin hoparlörde duyduğumuz hale nasıl geldiğini merak etmiş miydiniz? Peki dış dünyadan alınan değişken frekansa sahip bu sinyaller, nasıl tek bir frekansta sabit tutulup, radyolarda istediğimiz frekansı dinleme imkanı sunuyor? Bu soruların cevabı için süperheterodin alıcıları gelin daha yakından inceleyelim.

Süperheterodin Alıcı Nedir?

Süperheterodin, kablosuz iletişimde, özellikle radyo alıcıları tasarlamak için kullanılan bir yöntemdir. Bu teknolojiyi kullanan bir alıcıya "süperheterodin" veya "superhet" adı verilir.

 
Alınan sinyaller, telsiz uygulamarında bir bant üzerinden çalışır. Bu banttaki en yüksek ve en düşük frekansların çok farklı olması durumunda, modüle edilmiş bir sinyalin banttan geçirilmesi çok daha kolaydır. Süperheterodin alıcı, sinyalin orjinal taşıyıcı frekansını banttan geçirmek yerine, rahat işlenebilen sabit bir ara frekansa dönüştürür. Bunu yapmak içinse karıştırma katı kullanılır.
 

Süperheterodin Alıcı Nasıl Çalışır?                             

Yüksek frekanslı işaretlerden istenen bilgileri almak için, bu işaretlerinin yükseltilmesi ve tekrardan düşük frekanslı bir video işaretine dönüştürülmesi gerekir. Bir süperheterodin alıcının görevi bu işlevleri yerine getirmektir.
 

►İlginizi Çekebilir: Kablosuz İletişimde Mesafe Hesaplamaları

Süperheterodin alıcılarında alınan işaretler, bir anten üzerinden gelir. Antenden birden fazla frekansa sahip sinyaller geldiği için, bir süzgeç yardımıyla yalnızca istenilen frekans bandındaki frekansa sahip işaretler geçirilir. Bu işaretler, bir diğer girişi lokal osilatör olan karıştırıcı katına aktarılır. Bu iki işaret karıştırma katında çarpılır ve karıştırıcı çıkışında iki frekansın toplamı ve farkı oluşur. Böylece ara frekans işaretleri elde edilir. Elde edilen ara frekans  işaretlerinin toplamları reddilir, farkları alınır. Bu iki frekansın karıştırılması “heterodyning (frekansların birleştirilmesi)” olarak adlandırılır. Ara frekans işareti, frekans yükseltecine uygulanır. İşaret yükseltildikten sonra demodülatöre yollanır ve demodülasyon yapılır. Demodülatör çıkışında ise girişteki işaretin video bileşeni elde edilmiş olunur.
 
 

Süperheterodin Alıcının Adımları

Bir süperheterodin alıcısında alınan işaretlerin geçeceği adımlar şu şekilde sıralanabilir:
 

1. Frekans filtresi
2. Karıştırma katı
3. Ara frekanss
4. Ara frekans yükselteci
5. Demodülatör
6. Video yükselteci
7. Osilatör

 
►Frekans Filtresi (Yüksek Frekans Ön Yükselteci)
 
Karıştırıcının önündeki düşük gürültülü RF amplifikatör adımı, istenmeyen sinyalleri bastırarak seçicilik sağlar ve alıcının duyarlılığına katkıda bulunur. Bu amplifakatörün bant genişliği, istenmeyen frekansların bastırılmasını sağlayacak şekilde seçilmiştir.
 
 
►Karıştırma Katı
 
Alıcının en önemli adımı, karıştırma katıdır. Karıştırma katının girişlerine; filtreden geçirilerek seçilen frekans ve lokal osilatör uygulanır. Seçilen sinyalin frekansına göre bir frekans oluşturan lokal osilatörden, başka bir girdi alınır.
 
Karıştırma katı, diyot gibi doğrusal olmayan bir elemandan oluşur. Diyot kullanılmasının sebebi, aslında bir anahtarlama işlemi yapmaktır. Bu anahtarlama işlemi sonucunda oluşan alıcı frekansı ve osilatör frekansının toplam ve farkları alınarak ara frekans elde edilir.

f_arafr = f_alıcı – f_osilator
f_arafr = f_osilator + f_alıcı
 
Örneğin; f_alıcı = 60 MHz ve  f_osilator=1090 MHz ise, f_arafr =1090+60=1150 MHz ve  f_arafr =1090-60=1030 MHz elde edilir. Alıce hem 1150 MHz’de hem de 1090 MHz de çalışacaktır.
 
Ara frekans (IF) değeri, süperheterodin AM alıcılarında her zaman sabit ve 455 KHz’e eşittir.
 

►İlginizi Çekebilir: Reginald Fessenden-Radyo İletişiminin Öncüsü
 

►Ara Frekans Filtresi
 
Ara frekans filtresi, genellikle bant geçiren süzgeçlerden oluşur. Bant genişliği çoğu kez 3 MHz ile 5 MHz arasındadır ve bu değerleri de aşabilir. Bu filtrede ara frekans hariç bütün frekanslar bastırılır. Osilatör ve alıcının frekans toplamları bu filtrenin bant genişliğinin dışında kaldığı için ara frekans olarak, bu frekansların farkları alınır.
 
►Ara Frekans Yükselteci
 
Ara frekans yükselteci, alıcının kazancını değiştirir. Bunun yanı sıra, bant genişliğini değiştirme yeteneğine de sahiptir. Alıcının bant genişliği, genellikle ara frekans aşamalarında geliştirilir. 

►Demodülatör
 
Demodülatör katında, demodülasyon işlemleri gerçekleşir. Aslında, ara frekans darbelerini çıkışta video darbelerine dönüştürür. Bu işlem birer diyot ve kondansatör ile yapılır.
 

►İlginizi Çekebilir: Bant Genişliği Nedir?

Demodülasyon katında bulunan kondansatör bir alçak geçiren filtre (low pass filter) olarak çalışır. Ara frekansın arta kalan frekanslarını bastırır.

►Video Yükselteci
 
Yükselteç, demodülatörden darbeleri alır ve işlenmesi için güçlendirir. Video yükseltecinde genel olarak yüksek kazançlı transistörler kullanılır.


Yazar: Gökçe Gürbüz


Kaynak:

►radartutorial.eu
►whatis.techtarget.com
 

 

Tweet

Takip et: @elektrikport

YAZAR HAKKINDA

Elektrikport Tüm yazıları Mesaj gönder Yazdır

YAZARIN DİĞER YAZILARI EAE’den Küçük Atölye Çözümleri ABB, Santa Palomba'daki Üretim Tesisinde Karbon Emisyonları Yılda 675 Ton Azaltılıyor ENTES, Hannover Messe 2024’te Endüstriyel İnovasyonlarını Ziyaretçileriyle Buluşturacak Kontaktörler, Uygulama Alanları ve Seçim Kriterleri Enerjinin Kalbi 24-26 Nisan’da 28. kez ICCI’da Atacak Konveyör Uygulamalarında Hassas Kontrol Dünya Çapındaki Mühendislerin Buluştuğu Bilgi Merkezi Platformu Xometry Pro Hayata Geçti ICCI Fuarı’nda Enerji Sektörüne Yenilenebilir Enerji Müjdesi Schneider Electric, 7. IEEE Türkiye Power & Energy Society Kampı’nda Sürdürülebilirlik Odaklı Çözümleri Paylaştı Schneider Electric, 2023 sürdürülebilirlik Hedeflerini Gerçekleştirerek Global ESG Derecelendirmelerinde Liderliğini Sürdürüyor