http___radartutorial.de_09.receivers_rx06.tr.html_1.xml
1.1 2.1 3.1 3.2 3.3 3.4 4.1 5.1 6.1 7.1 8.1 9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6 10.1 10.2 10.3 10.4 10.5 11.1 12.1 13.1 14.1 15.1 16.1 17.1 18.1 19.1 20.1 20.2 21.1 22.1 23.1 24.1 25.1 26.1 28.1 29.1 30.1 31.1
Image-Frequency Interferences The Appearance of the Image-Frequency Heterodyning is the combining of the incoming signal with the local oscillator signal. When heterodyning the incoming signal and the local oscillator signal in the mixer stage, four frequencies are produced. They are the two basic input frequencies and the sum and the difference of those two frequencies. It is possible for superheterodyne receivers to receive two different stations at the same point of the dial therefore. - fIF = frx - flocal oscillator - fIF = flocal oscillator – frx There aren't any components which can distinguish a negative frequency of a positive frequency. We can measure the magnitude of the frequency only therefore: fIF = | flocal oscillator – frx | The result is a second reception frequency as a „mirror image” around the intermediate frequency. Assuming an intermediate frequency of 60 MHz, the local oscillator will track at a frequency of 60 MHz higher than the incoming signal. For example, suppose the receiver is tuned to pick up a signal on a frequency of 1030 MHz. The local oscillator will be operating at a frequency of 1090 MHz. The received and local oscillator signals are mixed, or heterodyned, in the converter stage and one of the frequencies resulting from this mixing action is the difference between the two signals, or 60 MHz, the IF frequency. This IF frequency is then amplified in the IF stages and sent on to the detector and audio stages. Any signal at a frequency of 60 MHz that appears on the plate of the converter circuit will be accepted by the IF amplifier and passed on. So on a receiver with no RF amplifier, the input to the converter is rather broadly tuned and some signals other than the desired signal will get through to the input jack of the converter stage. Normally these other signals will mix with the local oscillator signal and produce frequencies that are outside the bandpass of the 60 MHz IF amplifier and will be rejected. However, if there is a station operating on a frequency of 1150 MHz, and this signal passes through the rather broad tuned input circuit and appears on the input jack of the converter stage, it too will mix with the local oscillator and produce a frequency of 60 MHz (1150 - 1090 = 60). This signal will also be accepted by the IF amplifier stage and passed on, thus both signals will be indicated on the screen. Calculation of the Image-Frequency at the example of the FM radio frequencies (87,5 - 108 MHz): Figure 1: Scala of frequencies of an FM radio receiver Figure 1: Scala of frequencies of an FM radio receiver Figure 1: Scala of frequencies of an FM radio receiver If an oscillator frequency is assumed above the reception frequency, then intermediate frequencies have to be expected from two reception frequencies at the exit of the mixer stage. - f1 = foscillator + fIF - f2 = foscillator – fIF (Only the algebraic sign would change at an oscillator frequency below the reception frequency here.) If I want to receive the highest frequency, then the image frequency must be below the receiving frequency more than the bandwidth (and reversed). Well, if i want to receive a frequency of 108 MHz, then a strange transmitter may send at approximately 87 MHz without to disturbe. We insert these two frequencies into the equations and transpose the oscillator frequency: - 108,5 MHz = foscillator + fIF foscillator = 108,5 MHz – fIF - 87,0 MHz = foscillator – fIF foscillator = 87,0 MHz + fIF We can convict both relations in one equation now: 108,5 MHz - fIF = 87,0 MHz + fIF …and can transpose to the IF: fIF = 10,75 MHz By a fluke: All the radio sets for this FM-waveband work on the intermediate frequency of 10,7 MHz! - If frx > fLocal Oscillator then: fimage = ftrx – 2· fIF - if frx < fLocal Oscillator then: fimage = ftrx + 2· fIF
1.1 2.1 3.1 4.1 5.1 6.1 7.1 8.1 9.1 10.1 11.1 12.1 13.1 14.1 15.1 16.1 17.1 18.1 19.1 20.1 21.1 22.1 23.1 24.1 25.1 26.1
Eşlenik Frekanslar Eşlenik frekansların oluşumu Karıştırma katı çıkışında, frekansları farklı birden fazla sayıda sinyal bulunur: - fara frekans = falınan sinyal – fosilatör - fara frekans = fosilatör – falınan sinyal Bir negatif frekansı, pozitif bir frekanstan ayırt edebilen herhangi bir aygıt var olmadığından aşağıda ki formülde verilen frekans farklarının „mutlak değerini” ölçebiliriz: - fara frekans = | fosilatör - falınan sinyal | Sonuçtan farklı anlamlar çıkarabiliriz: osilatör frekansına zıt bir değere sahip „eşleniklenmiş”, bir diğer frekansta keza aynı işi yapar. Örneğin 60 MHz lik ara frekans ve 1090 MHz lik osilatör frekansımız olsun, alıcı hem (1090 + 60 = 1150) MHz ve hemde (1090 - 60 = 1150) MHz ta çalışacaktır. Bunlardan biri istenmeyen eşlenik frekanstır! Bu yüzden eşlenik frekans süzgeci istenmeyen frekansı geçirmez. Eşlenik frekans süzgeci, eşlenik frekansların sınır frekanslarının dışında kalacak şekilde tasarlanmış, çoğunlukla geniş bantlı yüksek frekans bir ön yükseltecidir. Eşlenik frekansların hesaplanması Örnek olarak FM bandı radyo frekanslarını (87,5 - 108 MHz) alalım: Resim 1: Bir FM radyo alıcısı frekanslarının skalası Resim 1: Bir FM radyo alıcısı frekanslarının skalası Resim 1: Bir FM radyo alıcısı frekanslarının skalası Eğer osilatör frekans değeri alınan frekans değerinin üzerinde ise, karıştırıcı çıkışında ara frekans ile alınan sinyallerin frekansların girişmesi sonucu iki farklı frekans beklememiz gerekir: - f1 = fosilatör + fara frekans - f2 = fosilatör - fara frekans (Osilatör frekansı alınan sinyal frekansının altında ise, yukarıdaki formüllerde ki sadece işaretler değişir.) Eğer en büyük frekanstaki sinyal alınmak istenirse, eşlenik frekansın, alınan sinyal frekansının bant genişliği kadar daha altındaki (yada tersi) sinyal bandında bulunması gerekir. 108 MHz te alınan bir sinyalde yabancı 87 MHz ve 87,5 MHz te alınan bir sinyalde ise yabancı bir 108,5 MHz lik bir sinyal, beklenen eşlenik frekansların gürültüsü olmadan temiz alınabilir. Bu her iki değeri aşağıda ki formüle yerleştirelim ve osilatör frekanslarını eşitliğin bir tarafına alalım: Yukarda ki osilatör frekansların solunda kalan ifadeler eşit olduğundan: 108,5 MHz - fara frekans = 87,0 MHz + fara frekans ...buradan ara frekansı çözebiliriz: 2fara frekans = (108,5 - 87,0) MHz fara frekans = 10,75 MHz Ve rastlantıya bakın: Bu bantta kullanılan bir FM radyo alıcısı 10.75 MHz lik bir ara frekansta çalışmaktadır! Bu örnekte eşlenik frekanslar formülünü bir mantık yolunu takip ederek bulduk. Eğer bu formül ilerde de kullanılmak istenirse, yukarıdaki hesaplama adımları atlanabilir: