Настроенный радиочастотный приемник (или TRF-приемник ) — это тип радиоприемника , который состоит из одного или нескольких настроенных каскадов усилителя радиочастоты (РЧ), за которыми следует схема детектора ( демодулятора ) для извлечения аудиосигнала и обычно усилителя звуковой частоты. . Этот тип приемника был популярен в 1920-х годах. Ранние примеры могли быть утомительными в эксплуатации, потому что при настройке станции каждую ступень приходилось индивидуально настраивать на частоту станции , но более поздние модели имели групповую настройку, механизмы настройки всех ступеней были связаны вместе и управлялись только одной ручкой управления. К середине 1930-х годов его заменил супергетеродинный приемник , запатентованный Эдвином Армстронгом .
Приёмник TRF был запатентован в 1916 году Эрнстом Александерсоном . Его концепция заключалась в том, что каждая ступень будет усиливать полезный сигнал, уменьшая при этом мешающие. Несколько ступеней радиочастотного усиления сделали бы радио более чувствительным к слабым станциям, а несколько настроенных схем обеспечили бы ему более узкую полосу пропускания и большую избирательность , чем однокаскадные приемники, распространенные в то время. Все настраиваемые каскады радио должны отслеживать и настраиваться на нужную частоту приема. В этом отличие от современного супергетеродинного приемника , который должен только настроить ВЧ-интерфейс приемника и гетеродин на нужные частоты; все последующие этапы работают на фиксированной частоте и не зависят от желаемой частоты приема.
Антикварные приёмники TRF часто можно узнать по их корпусам. Обычно они имеют длинный, низкий внешний вид, с откидной крышкой для доступа к электронным лампам и настроенным схемам . На их передней панели обычно есть два или три больших регулятора, каждый из которых управляет настройкой одной ступени. Внутри, наряду с несколькими электронными лампами, будет ряд больших катушек. Обычно их оси располагаются под прямым углом друг к другу, чтобы уменьшить магнитную связь между ними.
Проблема с приемником TRF, построенным на триодных электронных лампах, заключается в межэлектродной емкости триода. Межэлектродная емкость позволяет энергии выходной цепи поступать обратно на вход. Эта обратная связь может вызвать нестабильность и колебания , которые нарушают прием и вызывают визг или воющий шум в динамике. В 1922 году Луи Алан Хейзелтайн изобрел метод нейтрализации , в котором используются дополнительные схемы для частичной компенсации влияния межэлектродной емкости. [1] Нейтрализация использовалась в популярной серии приемников TRF Neutrodyne . При определенных условиях «нейтрализация практически не зависит от частоты в широком диапазоне частот». [2] «Идеальная нейтрализация не может быть обеспечена на практике в широком диапазоне частот, поскольку индуктивности рассеяния и паразитные емкости» не устраняются полностью. [3] Более позднее развитие тетродов и пентодов вакуумных ламп свело к минимуму влияние межэлектродных емкостей и могло сделать нейтрализацию ненужной; дополнительные электроды в этих трубках экранируют пластину и сетку и минимизируют обратную связь. [4]
_receiver_block_diagram_2.svg/1280px-Tuned_radio_frequency_(TRF)_receiver_block_diagram_2.svg.png)
Классические приёмники ТРФ 1920-30-х годов обычно состояли из трёх секций:
Каждый настроенный РЧ-каскад состоит из усилительного устройства, триода (или, в более поздних версиях, тетрода ) , электронной лампы и настроенной схемы , выполняющей функцию фильтрации. Настроенная схема состояла из ВЧ- трансформатора с воздушным сердечником , который также служил для передачи сигнала из пластинчатой цепи одной лампы во входную сеточную цепь следующей лампы. К одной из обмоток трансформатора был подключен конденсатор переменной емкости , образующий настроенную цепь . Для настройки приемника использовался переменный конденсатор (или иногда переменная катушка связи, называемая вариометром ) с ручкой на передней панели. Радиочастотные каскады обычно имели идентичные схемы для упрощения конструкции.
Каждый ВЧ-каскад должен был быть настроен на одну и ту же частоту, поэтому при подключении новой станции конденсаторы приходилось настраивать последовательно. В некоторых более поздних наборах конденсаторы были «соединены», установлены на одном и том же валу или иным образом связаны механически, так что радио можно было настроить с помощью одной ручки, но в большинстве наборов резонансные частоты настроенных цепей нельзя было заставить «отслеживать «достаточно хорошо, чтобы это можно было сделать, и каждая ступень имела свою собственную ручку настройки. [5]
Детектором обычно был детектор утечки в сетке . В некоторых комплектах вместо этого использовался кристаллический детектор ( полупроводниковый диод ). Иногда для повышения селективности использовался регенеративный детектор .
Некоторым наборам TRF, которые слушались через наушники , не требовался аудиоусилитель, но большинство наборов имели от одного до трех каскадов усилителя звука с трансформаторной или RC-связью, чтобы обеспечить достаточную мощность для управления громкоговорителем .
На принципиальной схеме показан типичный приемник TRF. В этом конкретном примере используются шесть триодов. Он имеет два каскада усилителя радиочастоты, один детектор/усилитель утечки в сети и три каскада усилителя звука класса «А». Есть 3 настроенные цепи T1-C1, T2-C2 и T3-C3 . Второй и третий настроечные конденсаторы, C2 и C3 , объединены вместе (обозначены линией, соединяющей их) и управляются одной ручкой для упрощения настройки. Обычно для фильтрации и усиления принимаемого сигнала требовалось два или три радиочастотных усилителя, достаточные для хорошего приема.
Терман характеризует недостатки TRF как «плохую селективность и низкую чувствительность по сравнению с количеством используемых трубок. Соответственно, они практически устарели». [6] Селективность требует узкой полосы пропускания, но полоса пропускания фильтра с заданной добротностью увеличивается с увеличением частоты. Таким образом, для достижения узкой полосы пропускания на высокой радиочастоте требуются фильтры с высокой добротностью или множество секций фильтров. Достижение постоянной чувствительности и пропускной способности во всем диапазоне вещания достигалось редко. Напротив, супергетеродинный приемник преобразует входящую высокую радиочастоту в более низкую промежуточную частоту, которая не изменяется. Задача достижения постоянной чувствительности и ширины полосы в диапазоне частот возникает только в одной схеме (первый каскад) и поэтому существенно упрощается.
Основной проблемой приемника TRF, особенно как потребительского продукта, была его сложная настройка. Все настроенные схемы должны отслеживаться, чтобы поддерживать настройку узкой полосы пропускания. Поддерживать согласованность нескольких настроенных цепей при настройке в широком диапазоне частот сложно. В ранних комплектах TRF эту задачу должен был выполнять оператор, как описано выше. Супергетеродинному приемнику необходимо отслеживать только каскады RF и LO; Обременительные требования к избирательности ограничиваются усилителем ПЧ, который имеет фиксированную настройку.
В 1920-е годы преимущество приемника TRF перед регенеративным приемником заключалось в том, что при правильной настройке он не излучал помех . [7] [8] В популярном регенеративном приемнике, в частности, использовалась лампа с положительной обратной связью , работающая очень близко к точке ее колебаний, поэтому она часто действовала как передатчик, излучая сигнал на частоте, близкой к частоте станции, на которой он находился. настроен. [7] [8] Это вызвало слышимые гетеродины , визги и вой в других близлежащих приемниках, настроенных на ту же частоту, что вызвало критику со стороны соседей. [7] [8] В городских условиях, когда несколько регенеративных установок в одном квартале или многоквартирном доме были настроены на популярную станцию, ее было практически невозможно услышать. [7] [8] Великобритания, [9] и, в конечном итоге, США приняли правила, запрещающие приемникам излучать ложные сигналы, что было в пользу TRF.
Хотя конструкция TRF была в значительной степени заменена супергетеродинным приемником, с появлением полупроводниковой электроники в 1960-х годах конструкция была «возрождена» и использовалась в некоторых простых интегрированных радиоприемниках для любительских радиопроектов, комплектов и недорогих потребительских товаров. Одним из примеров является интегральная радиосхема ZN414 TRF от Ferranti 1972 года, показанная ниже.
Но помехи, возникающие из-за регенеративных приемников в колебательном состоянии, не могут быть устранены ничем, что может сделать принимающий оператор. ... Все типы регенеративных установок заставляют подключенную антенну излучать энергию, если ей позволить колебаться.
