Супергетеродин

В 60-х годах, покупая компактный радиоприемник, можно было увидеть надпись прямо на корпусе «Ласточка, 7 транзисторов». Все потому, что в те времена далеко не все приемники были транзисторные. Однако, увидеть надпись «супергетеродинный» так просто увидеть было нельзя, потому что уже все приемники были супергетеродинными, за исключением самых примитивных детекторных (у которых эта детекторность оговаривалась особо).

Ну давайте разберемся с этим длинным словом — «супергетеродин»…

История эта началась в 1901 году, когда Реджинальд Фессенден продемонстрировал первый гетеродинный приемник, то есть приемник прямого преобразования (не путать с приемником прямого усиления!).

Дело в том, что настроиться на радиостанцию достаточно сложно. Нужен колебательный контур очень высокой добротности, но и в этом случае не будет идеальных результатов. Для улучшения добротности катушки делали из фарфора (не из керамики), а сам провод из серебра (не посеребненный), при этом наматывали его специальным точным методом. Но в любом случае — график избирательности был пологим и зацеплял соседние волны. В случае длинных волн это не было особой проблемой, расстояние между соседними радиостанциями 2-7% от частоты. На средних волнах это уже 0.7-2% частоты, а на коротких волнах — полная катастрофа, различие в частоте 0,08-0,2%. Приемник прямого усиления тут лажает, он может разве что принимать ближайшую самую сильную радиостанцию в надежде, что соседние волны либо незаняты, либо передатчик далеко.

Но в 1901 году было заметно удивительное явление. Если взять маломощный генератор частоты, заставить его работать на частоте принимаемой волны и подать в приемник, то избирательность очень сильно улучшается. Что получается — при складывании двух одинаковых частот (частоты передатчика и частоты внутреннего генератора приемника) образуется биение. И это биение — и есть полезная модуляция, которая переносит информацию. А так как сигнал генератора куда сильнее, чем сигнал, получаемый с антенны, то выделить ее много проще, а избирательность на пару порядков лучше.

Однако, в 1901 году изобретение «не пошло». Причина банальна — тогда не было радиоламп и внутренний генератор был механическим. Как результат — частота плавала. Фессендер тогда заявил, что стабильность частоты его генератора была одна тысячная. Да и голос тогда не передавали, а только азбуку Морзе с амплитудной модуляцией, поэтому и потребности в таком девайсе не было. (надо сказать, что сейчас радиотелеграф с азбукой Морзе в большинстве случаев не идет с амплитудной модуляцией, поэтому сейчас гетеродин нужен). Лично мне было бы очень интересно увидеть этот механический генератор и послушать треск, с которым он крутится… но мы отвлеклись от темы.

Кроме прочих недостатков гетеродина — это невозможность отсеять зеркальный канал. В результате, когда появились лампы и к 40-х годам стало возможным строить массовые гетеродинные приемники, их не было. Их вытеснили приемники прямого усиления (с серебряными катушками) и супергетеродинные. По большому случаю гетеродинные тогда не применялись совсем.

P.S. Есть ненулевая вероятность, что тот «телефункен», что стоял у Штирлица как раз прямого усиления, с серебром и фарфором. И принимать на нем он должен был бы радиотелеграфный сигнал, но кто захочет услышать в кино азбуку Морзе?..

Итак, что же это такое — супергетеродин.
Конструктивно он очень близок к гетеродину, но, частота собственного генератора у него не совпадает с частотой принимаемой волны, а отличается он нее на промежуточную частоту 455 килогерц (это как правило, но цифры могут быть другие). При сложении этих волн получается биение с частотой 455 килогерц, модулированное звуковым сигналом. Сигнал в этом случае очень просто выделить — контур должен быть настроен на единственную частоту и его добротность обеспечить несложно.
С тех пор поменялась терминология — гетеродином стали называть генератор, который внутри супергетеродина, а гетеродинный приемник назвали приемником прямого преобразования или супергетеродином с нулевой промежуточной частотой.
Надо сказать, что классические гетеродины ожили в 70-е в некоторых использованиях и на новой элементной базе, но это отдельная песня.

Как мы видим, супергетеродин изобретение несложное и изобретение, сделанное еще до того, как можно было его применить. Попаданцу тут ловить совсем нечего «все уже украдено до нас».

А теперь из интересного.

Так как гетеродин это генератор, то возникает вопрос просачивания частоты гетеородина в антенну. А так как гетеродин внутри супергетеродинного приемника настроен на частоту «станция плюс 455 кГц», то можно элементарно определить, какую волну в данный момент слушает пользователь. При этом частота гетеродина немодулированная и другим приемником просто несущую услышать нельзя. Конечно, может просочиться и не несущая, а уже модулированная промежуточная, но это совсем жесть конструкция с замыканиями внутри.

Естественно, в СССР такое пропустить не могли. Существовали специальные детекторы частоты гетеродина, которые могли определить «а не смотрят вот там на втором этаже радио «Свобода»?». Чтобы ничего не помешало этому определению, в СССР не строили бытовые приемники с предусилителем перед гетеродином, а если строили, то такой конструкции, что частота гетеродина свободно перетекала через предусилитель. И в учебниках нигде не было описано явление «просачивания частоты гетеродина в антенну», я в 90-х (когда про это узнали) специально смотрел две книги по радиотехническим системам для вузов.

В этом месте есть несколько лирических отступлений.

Во-первых, это делали не только в СССР. В Британии ездили специальные установки, которые определяли кто смотрит телевизор с целью снять налог за телевидение. Я подозреваю, что они также искали частоту гетеродина, хотя могут быть варианты — банально искали низкую частоту строчной развертки телевизора, она также излучает, но частоты очень низкие.

Во-вторых в СССР специалисты по приемникам о просачивании частоты знали. Потому что в военных приемниках предусилители перед гетеродином были и были такие, чтобы ни капли наружу не просочится. Но военные приемники это отдельная тема. Например, для стабилизации частоты гетеродина там стоял кварц и использовались схемы супергетеродина с совсем узкой избирательностью, как результат — слушать разные «радио Свобода» было очень просто и комфортно, глушилки в этом случае оказывались совсем малоэффективными.

Источник: Попаданцев.Нет