ΡΑΔΙΟΦΩΝΙΚΟΙ ΔΕΚΤΕΣ
7.1 Γενικά χαρακτηριστικά ραδιοφωνικού δέκτη
7.1.1 Εισαγωγή
Ο δέκτης δέχεται ένα μικρό ποσοστό της ηλεκτρομαγνητικής (ραδιοηλεκτρικής) ενέργειας του πομπού μαζί με πολλά άγνωστα σήματα, μικρότερης ή μεγαλύτερης ισχύος και πολύ θόρυβο. Ο ρόλος του είναι να ενισχύει επιλεκτικά και να επεξεργάζεται μόνο το ωφέλιμο φέρον, ώστε να αποδίδει στην έξοδο την πληροφορία.
Κατά τη σχεδίαση και την κατασκευή του δέκτη πρέπει να ληφθούν υπόψη πολλοί παράγοντες καθώς και οι παράμετροι που επηρεάζουν τις επιδόσεις του. Γενικά, επειδή ο δέκτης επεξεργάζεται σήματα μικρής ισχύος, απαιτεί πιο ευαίσθητα κυκλώματα από τον πομπό.
Ένα συνοπτικό διάγραμμα απλού δέκτη φαίνεται στο σχήμα 7.1.1 και περιλαμβάνει:
Σχήμα 7.1.1: Απλός δέκτης άμεσης ενίσχυσης
- Την κεραία και το φίλτρο εισόδου, που αποτελούν ουσιαστικά το στάδιο προσαρμογής του δέκτη στον ηλεκτρομαγνητικό φορέα.
- Τον επιλεκτικό ενισχυτή υψηλών συχνοτήτων (Β΄) ο οποίος ενισχύει το ασθενές φέρον σήμα E(t) που φτάνει στην είσοδο του δέκτη.
- Τον αποδιαμορφωτή, που προορίζεται να αποδιαμορφώνει το φέρον και να αποκαθιστά το βασικό σήμα s(t).
- Τον ενισχυτή χαμηλών συχνοτήτων (Α΄) του βασικού σήματος.
- Τον αισθητήρα / μετατροπέα (μεγάφωνο) που αποδίδει τελικά το αρχικό μήνυμα στον τελικό αποδέκτη.
Οι επιδόσεις του δέκτη χαρακτηρίζονται από:
- Τη σταθερότητα (stability): Χαρακτηρίζει την ικανότητα του δέκτη να διατηρεί την αρχική του ρύθμιση και το συντονισμό του σε ορισμένη συχνότητα. Σε δεδομένη συχνότητα μετριέται σε Hz ή kHz απόκλισης από την αρχική του ρύθμιση (αρχικό συντονισμό).
- Την ευαισθησία ( sensibility): Πρόκειται για την ελάχιστη τιμή του σήματος εισόδου E(t) στο δέκτη, ώστε το ωφέλιμο σήμα s(t) στην έξοδο να είναι καθαρό. Η καθαρότητα του σήματος εκτιμάται έμμεσα από το πόσο ισχυρότερο είναι το ωφέλιμο σήμα από το θόρυβο στην έξοδο του δέκτη. Αυτό εκφράζεται ποσοτικά από το λόγο της ισχύος (S) του ωφέλιμου σήματος προς την ισχύ του ανεπιθύμητου θορύβου (Ν) που εμφανίζεται στην έξοδο. Μετριέται σε μV σήματος στην είσοδο. Συνήθως ο λόγος ισχύων S/N δίνεται σε dB.
- Την πιστότητα (fidelity): Χαρακτηρίζει την ικανότητα του δέκτη να αποδίδει στην έξοδο το σήμα της πληροφορίας χωρίς παραμορφώσεις.
- Την επιλεκτικότητα (selectivity): Χαρακτηρίζει την ιδιότητα του δέκτη, αφού συντονιστεί, να επιλέγει, να ενισχύει και να αποδιαμορφώνει το επιθυμητό φέρον και να μην επηρεάζεται από άλλες εκπομπές, ιδιαίτερα αυτές που λαμβάνουν χώρα στα γειτονικά κανάλια. Η επιλεκτικότητα εξαρτάται σημαντικά από τη σταθερότητα και την ποιότητα των φίλτρων εισόδου και των φίλτρων του σταδίου ενδιάμεσης συχνότητας, που θα μελετηθεί σε επόμενη παράγραφο.
Στο σχήμα 7.1.2 απεικονίζονται τα φάσματα διαδοχικών ραδιοφωνικών εκπομπών που λαμβάνουν χώρα σε δεδομένη ζώνη συχνοτήτων και με κόκκινη γραμμή σημειώνεται η ζώνη διέλευσης του φίλτρου εισόδου και του επιλεκτικού ενισχυτή υψηλών συχνοτήτων (RF), που ρυθμίζονται είτε με χέρι είτε αυτόματα, για να επιλέξουν τη μία ή την άλλη εκπομπή.
Σχήμα 7.1.2: Δίαυλοι εκπομπής και συντονισμός του δέκτη
Η επιλεκτικότητα ορίζεται από την ελάχιστη απόσταση συχνοτήτων όπου ο δέκτης μπορεί να διακρίνει ανεξάρτητες εκπομπές. Μετριέται σε Hz ή kHz. Η επιλεκτικότητα χαρακτηρίζεται επίσης από το πόσο τα φίλτρα εισόδου απορρίπτουν τα ενοχλητικότερα σήματα, που είναι οι γειτονικοί δίαυλοι (adjacentchannelrejection).
- Τη γραμμικότητα (linearity): Χαρακτηρίζει την ικανότητα του δέκτη να συμπεριφέρεται με τον ίδιο τρόπο για ασθενή και ισχυρά σήματα στην είσοδό του.
- Την έλλειψη παρασιτικών εκπομπών: Αφορά τη μη εκπομπή παρασιτικών ραδιοσημάτων (μικροεκπομπών) από τα ίδια τα κυκλώματα του δέκτη. Τέτοιες παρασιτικές εκπομπές, έστω και ασθενούς ισχύος, οι οποίες προέρχονται συνήθως από τοπικούς ταλαντωτές στο δέκτη επηρεάζουν ενδεχομένως τη λειτουργία άλλων γειτονικών συσκευών με δυσάρεστα αποτελέσματα.
Παράδειγμα: Σταθερότητα συντονισμού: 5 kHz
Επιλεκτικότητα λήψης : 10 kHz
Απόρριψη γειτονικών διαύλων: > 70 dB
Ευαισθησία δέκτη: 5 μV για S/N = 14 dB
Παρασιτικές εκπομπές: < -60 dB
.
7.1.2 Απλός ραδιοφωνικός δέκτης άμεσης ενίσχυσης
Διερευνώντας τα προηγούμενα χαρακτηριστικά εύκολα καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι ο απλός δέκτης του σχήματος 7.1.1, που ονομάζεται δέκτης άμεσης ενίσχυσης ή ομόδυνος δέκτης, δεν έχει μεγάλη πρακτική αξία. Μια τέτοια απλή συσκευή μπορεί να χρησιμοποιηθεί για εργαστηριακούς σκοπούς, όμως οι επιδόσεις της δεν είναι ικανοποιητικές. Ένα, δύο απλά παραδείγματα είναι πειστικά.
Ας θεωρήσουμε ένα ραδιοφωνικό δέκτη μεσαίων που λειτουργεί στη ζώνη 531 kHz έως 1602 kHz και λαμβάνει εκπομπές με διαμόρφωση πλάτους. Κάθε ραδιοφωνική εκπομπή καταλαμβάνει ζώνη περίπου 10 kHz ( ακριβώς 9 kHz) από τη μια και την άλλη πλευρά της φέρουσας. Απαιτείται λοιπόν η δυνατότητα συντονισμού των σταδίων εισόδου (ρύθμιση των φίλτρων L-C και του επιλεκτικού ενισχυτή) σε όλες τις συχνότητες της συγκεκριμένης ζώνης με εύρος ζώνης διέλευσης 10 kHz. Η συμπεριφορά του δέκτη χαρακτηρίζεται από συντελεστή ποιότητας Q μη σταθερής τιμής. Πράγματι:
Qmin = 531 / 10 =53 και
Qmax = 1602 / 10 = 160 .
Ένα τέτοιο φίλτρο με μεταβλητό συντελεστή ποιότητας δεν κατασκευάζεται εύκολα. Από την άλλη πλευρά, αν χρησιμοποιηθεί φίλτρο σταθερού συντελεστή ποιότητας, τότε στις υψηλότερες συχνότητες της ζώνης αντικειμενικά η ζώνη διέλευσης του δέκτη είναι μεγαλύτερη. Αυτό σημαίνει ότι η επιλεκτικότητα του δέκτη δεν είναι σταθερή για όλη την ζώνη λειτουργίας του και αυτό δεν είναι ανεκτό.
Ένα άλλο σημαντικό πρόβλημα του απλού δέκτη του σχήματος 7.1.1 είναι η γραμμικότητά του, που έμμεσα χαρακτηρίζει τη δυναμική εισόδου. Αν το φέρον σήμα στην είσοδο του δέκτη παρουσιάζει διακυμάνσεις (μεταβολές) ένταση είναι προφανές ότι στην έξοδο το σήμα s(t) παρουσιάζει αντίστοιχες μεταβολές, πολύ δυσάρεστες στην ακρόαση. Για παράδειγμα, σκεφτείτε, όταν ακούμε ραδιόφωνο στο αυτοκίνητο ενώ κινούμαστε, ανάλογα με το σήμα που λαμβάνει ο δέκτης στην είσοδο του, να έχουμε ανεπιθύμητες αυξομειώσεις του ακουστικού σήματος στο μεγάφωνο. Σε κάποιες περιπτώσεις πολύ ισχυρού φέροντος στην είσοδο ενδεχομένως δημιουργηθεί κορεσμός του σήματος σε κάποιο στάδιο ενίσχυσης και τελικά να εμφανιστούν παραμορφώσεις στην έξοδο.
Η σταθεροποίηση του σήματος στην έξοδο απαιτεί να προικιστεί ο δέκτης με διάταξη αυτόματης ρύθμισης του κέρδους των σταδίων ενίσχυσης, ώστε, πριν την αποδιαμόρφωση, να έχουμε πάντοτε το ίδιο πλάτος σήματος, ανεξάρτητα από την ένταση του φέροντος σήματος στην είσοδο. Μπορούν να αναφερθούν και άλλα παραδείγματα, που τεκμηριώνουν ότι ο ραδιοφωνικός δέκτης του σχήματος 7.1.1 δεν ανταποκρίνεται σε υψηλές απαιτήσεις ποιότητας και λειτουργίας.
7.2 Υπερετερόδυνος δέκτης
7.2.1 Γενικό διάγραμμα υπερετερόδυνου δέκτη
Το πρόβλημα της επιλεκτικότητας και του συντονισμού του δέκτη αντιμετωπίζεται με τη γενική δομή, που φαίνεται στο σχήμα 7.2.1.
Σχήμα 7.2.1: Υπερετερόδυνος δέκτης
Το φίλτρο εισόδου και ο επιλεκτικός ενισχυτής (RF) έχουν ζώνη διέλευσης ολόκληρη τη ραδιοφωνική ζώνη που καλύπτει ο δέκτης (δηλαδή, για τη ραδιοφωνία ΑΜ από 531 – 1602 kHz, για τη ραδιοφωνία FM από 88 – 108 MHz). Έτσι, το φίλτρο εισόδου από φίλτρο επιλογής καναλιού μετατρέπεται σε φίλτρο προεπιλογής ζώνης. Είναι προφανές ότι και πιο εύκολα κατασκευάζεται και δεν απαιτεί ευαίσθητες ρυθμίσεις, όπως στην προηγούμενη περίπτωση. Στη συνέχεια το σήμα υφίσταται μετάθεση συχνότητας. Η μετάθεση συχνότητας επιτυγχάνεται με πολλαπλασιασμό του φέροντος σήματος με το σήμα ενός τοπικού ταλαντωτή που έχει συχνότητα (fT) και στη συνέχεια με τη διεύλευση του σήματος που προκύπτει από φίλτρο ζώνης σταθερής συχνότητας (fI). Το φίλτρο αυτό έχει εύρος ζώνης όσο το φασματικό εύρος του διαμορφωμένου σήματος και προσδιορίζει την επιλεκτικότητα του δέκτη.
Η διαδικασία της μετάθεσης αφήνει αναλλοίωτη τη φυσιογνωμία του σήματος, ανεξάρτητα από το αν έχουμε διαμόρφωση πλάτους ή διαμόρφωση συχνότητας.
Πράγματι, στην περίπτωση της διαμόρφωσης πλάτους έχουμε το φέρον δίνεται από την σχέση:
Ε(t) = [Eo + s(t)]cos(ωοt)
Το σήμα του τοπικού ταλαντωτή συχνότητας fT είναι:
Μ(t) = Mo cos(ωΤt)
(στη συνέχεια, για απλούστευση, θα θεωρήσουμε Μο = 1 V).
Στην έξοδο του φίλτρου προκύπτει σήμα διαμορφωμένο κατά πλάτος (δεν αλλοιώθηκε η φυσιογνωμία του), αλλά σε νέα συχνότητα φέροντος (fI).
Ε(t) = [Eo + s(t)]cos(ωΙt)) (1)
Το ίδιο επαληθεύεται και για την περίπτηση της FM.
Καθώς το φίλτρο (ΙF) είναι σταθερό, η διαδικασία του συντονισμού του δέκτη σε συγκεκριμένη συχνότητα φέροντος (fo) είναι απλά η ρύθμιση της συχνότητας του τοπικού ταλαντωτή σε τιμή (fT) τέτοια, ώστε:
fI = fT – fo ή fo = fT - fI (2)
Η συχνότητα (fI) ονομάζεται ενδιάμεση συχνότητα του δέκτη και συμβολίζεται I.F. (Intermediary Frequency). Όλο το στάδιο της μετάθεσης της συχνότητας ονομάζεται στάδιο ενδιάμεσων συχνοτήτων.
Από την έξοδο του φίλτρου ενδιάμεσων συχνοτήτων η συχνότητα (fI), που είναι αρκετά μικρότερη από την αρχική (fo), παίζει το ρόλο του φέροντος σήματος έως το στάδιο της αποδιαμόρφωσης.
Αυτή η παρατήρηση είναι σημαντική από την άποψη ότι απλοποιεί τη σχεδίαση του σταδίου αποδιαμόρφωσης, του οποίου η λειτουργία έχει αποδεσμευτεί από την τιμή της συχνότητας (fo) του φέροντος που λαμβάνει ο δέκτης. Με άλλα λόγια, ο αποδιαμορφωτής βλέπει πάντοτε στην είσοδό του φέρον σε συχνότητα (fI).
Σχήμα 7.2.2: Αποτέλεσμα της μετάθεσης της συχνότητας
Συμπερασματικά, η διαδικασία της μετάθεσης της συχνότητας στο δέκτη, γνωστή με τον όρο ‘ετεροδύνωση’, ουσιαστικά αντικατέστησε όλο τα μεταβλητά στοιχεία και τις λεπτές ρυθμίσεις συντονισμού του απλού δέκτη με τη ρύθμιση της συχνότητας του τοπικού ταλαντωτή. Τα πλεονεκτήματα είναι προφανή.
7.2.2 Επιλογή της ενδιάμεσης συχνότητας του υπερετερόδυνου δέκτη
Ας υποθέσουμε ένα δέκτη με στάδιο ενδιάμεσης συχνότητας (fI). Όταν ο τοπικός ταλαντωτής είναι ρυθμισμένος σε συχνότητα (fT), ο δέκτης είναι συντονισμένος να λάβει επιθυμητό φέρον σήμα E(t) συχνότητας (fο), για την οποία ισχύει:
fI = fT – fo ή fo = fT - fI (3)
Με αυτή τη ρύθμιση του τοπικού ταλαντωτή μια δεύτερη συχνότητα (fo΄) αποδεικνύεται ενοχλητική. Πρόκειται για τη συχνότητα ενός άλλου φέροντος που, αν εμφανιστεί στην είσοδο του δέκτη ταυτόχρονα με το επιθυμητό φέρον και συνδυαστεί με τη συχνότητα του τοπικού ταλαντωτή, δίνει
fI = fo΄ – fT ή fo΄ = fI + fT , (4)
οπότε εκλαμβάνεται από το δέκτη επίσης ως δεύτερο ωφέλιμο σήμα.
Η συχνότητα (fo΄) ονομάζεται συχνότητα ‘είδωλο’ ή συχνότητα ‘εικόνα’ και απέχει από την ωφέλιμη συχνότητα λήψης 2fI. Πράγματι, από τις προηγούμενες σχέσεις:
2fI= fo΄ – fo ή fo΄ = fo + 2fI (5)
Η ταυτόχρονη λήψη δύο φερόντων με διαφορετικές συχνότητες αποτελεί βασικό πρόβλημα για τον υπερετερόδυνο δέκτη. Έτσι, η επιλογή της ενδιάμεσης συχνότητας λειτουργίας στη σχεδίαση του δέκτη υπόκειται σε κανόνες που εμφανίζονται αντιφατικοί.
Αν επιλεγεί σχετικά μεγάλη ενδιάμεση συχνότητα, η ωφέλιμη φέρουσα συχνότητα fo και η συχνότητα είδωλο fo΄ απέχουν πολύ και εύκολα η τελευταία περιορίζεται εύκολα και σημαντικά με το φίλτρο εισόδου. Βέβαια στην περίπτωση αυτή το φίλτρο και τα στάδια ενίσχυσης της ενδιάμεσης συχνότητας είναι πιο ευαίσθητα στην κατασκευή και τη ρύθμισή τους, ιδιαίτερα, όταν το φασματικό εύρος κάθε διαύλου είναι μικρό (άρα, απαιτείται υψηλή επιλεκτικότητα) και ο συντελεστής ποιότητας είναι μεγάλος. Έτσι, ο στόχος της μετάθεσης συχνότητας, ώστε στην συνέχεια να γίνει πιο εύκολα η περαιτέρω επεξεργασία του σήματος, δεν επιτυγχάνεται πλήρως. Η τελική επιλογή της τιμής της ενδιάμεσης συχνότητας στο δέκτη γίνεται σε συνδυασμό με το ολικό φασματικό εύρος της ζώνης, στην οποία προορίζεται να λειτουργήσει ο δέκτης.
Στο σχήμα αποδίδεται το συνολικό εύρος ζώνης ενός δέκτη που περιλαμβάνει Ν διαφορετικά κανάλια εκπομπής και εκτείνεται από fοmin έως fοmax. Έτσι, η φασματική ζώνη είδωλο εκτείνεται από :
[f΄omin , f΄omax ] = [ fomin +2fI , fomax + 2fI] (6)
Το φίλτρο εισόδου, δεν απαιτεί συντονισμό και αγκαλιάζει όλο το φασματικό εύρος που πρέπει να λαμβάνει ο δέκτης, δηλαδή (fomin, fomax). Η ζώνη - είδωλο δεν ενοχλεί το δέκτη, όταν η τιμή της ενδιάμεσης συχνότητας έχει επιλεγεί έτσι, ώστε:
f´omin > fomax ή
fomin + 2fI > fomax ή fI > (fomax – fomin) / 2 (7)
Σχήμα 7.2.3: Ζώνη λειτουργίας του δέκτη και ζώνη - είδωλο
Αν μείνουμε πιστοί στην προηγούμενη συνθήκη και αν το φίλτρο εισόδου είναι ιδανικό, έχουμε πλήρη απόρριψη της ζώνης- ειδώλου. Στην πράξη το φίλτρο εισόδου δεν είναι ιδανικό, Έτσι έχουμε μερική απόσβεση της ζώνης - ειδώλου και ορίζουμε το ποσοστό απόσβεσής της.
Με αυτές τις προϋποθέσεις, μεταβάλλοντας τη συχνότητα fTτου τοπικού ταλαντωτή από fTmin = fomin + fI έως fTmax= fomax + fI , ο δέκτης λαμβάνει τα Ν διαφορετικά κανάλια που εκπέμπονται στη συγκεκριμένη ραδιοφωνική ζώνη.
Η ρύθμιση της συχνότητας του τοπικού ταλαντωτή απαιτεί ακρίβεια. Γι’ αυτό στους σύγχρονους δέκτες ο τοπικός ταλαντωτής έχει αντικατασταθεί από συνθέτη συχνοτήτων όπου ο προσδιορισμός της συχνότητας γίνεται ψηφιακά. Το βήμα προγραμματισμού (συχνότητα αναφοράς) είναι το ίδιο που χρησιμοποιείται στον πομπό για τον προγραμματισμό των συχνοτήτων εκπομπής (σχήμα 7.2.4).
Σχήμα 7.2.4: Το στάδιο ενδιάμεσης συχνότητας με συνθέτη συχνοτήτων
Αυτή η διάταξη του δέκτη είναι ικανοποιητική, διότι ουσιαστικά δεν υπάρχουν στον δέκτη, λεπτές και ευαίσθητες ρυθμίσεις. Μάλιστα, αν ο συνθέτης συχνοτήτων του τοπικού ταλαντωτή διαθέτει σύστημα συνεχούς σάρωσης όλης της ζώνης, τότε ο δέκτης αναζητά αυτόματα κάποιο σταθμό εκπομπής, χωρίς ο χειριστής να ασχοληθεί καθόλου με το συντονισμό του δέκτη.
Πρέπει να επισημανθεί ότι στην είσοδο του δέκτη υπάρχει ένα μίγμα σημάτων, που προέρχονται από την ταυτόχρονη εκπομπή πλήθους ραδιοφωνικών σημάτων στην ζώνη λήψης του δέκτη, καθώς επίσης και ανεξέλεκτος θόρυβος από άλλα παρασιτικά σήματα, όπως βιομηχανικά παράσιτα, σήματα ισχυρών εκπομπών από άλλα ραδιοσυστήματα, κοσμικός θόρυβος κλπ. Το αθροιστικό αποτέλεσμα αυτών των σημάτων παρουσιάζει μεταβαλλόμενη ένταση (ισχύ) και μέσω του φίλτρου εισόδου εφαρμόζεται στον ενισχυτή υψηλών συχνοτήτων και στη συνέχεια στο στάδιο ετεροδύνωσης (μίκτη). Το γεγονός αυτό επιβάλλει στα δύο αυτά στάδια αυστηρές απαιτήσεις γραμμικής συμπεριφοράς και ευρείας δυναμικής για τα σήματα εισόδου (σ’ αυτό συνεισφέρει και η διάταξη αυτόματου ελέγχου του κέρδους, που αναφέρεται στην επόμενη παράγραφο). Πρακτικά, για να περιοριστεί το πρόβλημα αυτό, υιοθετείται η χρήση ρυθμιζόμενου φίλτρου εισόδου μικρότερης ζώνης διέλευσης (σε σχέση με ολόκληρη τη ζώνη
λειτουργίας του δέκτη). Έτσι, το ισοδύναμο εύρος λειτουργίας του δέκτη για δεδομένο συντονισμό περιορίζεται σε μικρό αριθμό (3 έως 4) διαδοχικών καναλιών, όπως φαίνεται στο σχήμα 7.2.5.
Σχήμα 7.2.5: Ετερόδυνος δέκτης με ρυθμιζόμενο φίλτρο εισόδου
Στην περίπτωση αυτή η ρύθμιση του φίλτρου εισόδου είναι συζευγμένη με τη ρύθμιση της συχνότητας του τοπικού ταλαντωτή (ή του συνθέτη) του σταδίου ετεροδύνωσης και επιτυγχάνεται με την ίδια διάταξη ελέγχου. Για παράδειγμα, στο φίλτρο εισόδου οι μεταβλητοί πυκνωτές έχουν αντικατασταθεί από διόδους μεταβλητής χωρητικότητας (Varicap) και ελέγχονται ουσιαστικά από την τάση ε(t) που ελέγχει και τον ταλαντωτή VCO του μίκτη στο βρόχο PLL.
Ο μηχανισμός λήψης συγκεκριμένης συχνότητας εκπομπής (καναλιού) παραμένει ο ίδιος. Η συχνότητα λήψης είναι αυτή για την οποία ισχύει: fo = fT – fI. Τα άμεσα διαδοχικά κανάλια που βρίσκονται από τη μία και από την άλλη πλευρά με συχνότητες αντίστοιχα fo – (BW) και fo + (BW) (όπου BW – Bandwith, το καταχωρισμένο εύρος ζώνης της κάθε εκπομπής) μετά τη μετάθεση συχνότητας που υφίστανται έχουν συχνότητες αντίστοιχα fI – (BW) και fI+ (BW) και απορρίπτονται από το φίλτρο ενδιάμεσων συχνοτήτων.
Το φίλτρο ενδιάμεσης συχνότητας έχει σταθερή συχνότητα λειτουργίας και σταθερή ζώνη διέλευσης ίση με το φάσμα του φέροντος (BW), που πρέπει να περάσει χωρίς παραμόρφωση. Δηλαδή, το φίλτρο έχει συντελεστή ποιότητας:
QI = fI / (BW) (8)
Ο αντίστοιχος συντελεστής ποιότητας του φίλτρου RF σ’ ένα απλό δέκτη, χωρίς στάδιο ενδιάμεσων συχνοτήτων, είναι:
QRF = fo / (BW) (9)
Καθώς ισχύει QRF > QI , προκύπτει ότι το φίλτρο ενδιάμεσης συχνότητας κατασκευάζεται σαφώς πιό εύκολα. Πάντως οι αυστηρές απαιτήσεις ποιότητας και σταθερότητας των φίλτρων I.F. οδηγούν στην επιλογή και αξιοποίηση κρυσταλλικών φίλτρων υψηλού βαθμού.
Εφαρμογή 1: Η χρησιμοποιούμενη ραδιοφωνική ζώνη τωνμεσαίων με διαμόρφωση ΑΜ εκτείνεται περίπου από 600 έως 1500 kHz. Να προσδιοριστεί η ελάχιστη συχνότητα που μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ενδιάμεσο στάδιο σε συσκευές ραδιοφώνου, που προορίζονται να λειτουργήσουν σ’ αυτή τη ζώνη.
Λύση: Για να μην υπάρχει πρόβλημα με τις συχνότητες – είδωλο, πρέπει 2fI > 1500 – 600 = 900 kHz. Άρα, fI > 450 kHz.
Στην πράξη έχει υιοθετηθεί ενδιάμεση συχνότητα 455 kHz.
Εφαρμογή 2: Στη ραδιοφωνία FM η ζώνη συχνοτήτων είναι από 88 έως 108 MHz. Τι ενδιάμεση συχνότητα πρέπει να επιλέξουμε;
Λύση: Πρέπει 2fI > 108 –88 = 20 ΜΗz. Άρα, fI > 10 MHz.
Στην πράξη στα ραδιόφωνα FM έχει υιοθετηθεί ενδιάμεση συχνότητα 10,7 MHz.
Εφαρμογή 3: Σε δέκτη που προορίζεται να λειτουργεί στη ζώνη από 1 MHz 2500 MHz κάθε ανεξάρτητος δίαυλος έχει εύρος ζώνης 10 kHz. Να προσδιοριστεί η ενδιάμεση συχνότητα που πρέπει να έχει ο δέκτης. Επίσης, να προσδιοριστούν οι συχνότητες λειτουργίας του τοπικού ταλαντωτή και ο συντελεστής ποιότητας του φίλτρου ενδιάμεσης.
Λύση: - fI > (2500 – 1000)/2 = 750 kHz.
Aς θεωρήσουμε ότι επιλέγεται fI = 800 kHz.
- Ο τοπικός ταλαντωτής πρέπει να λειτουργεί από 1000 + 800 = 1800 kHz έως 2500 +800 = 3300 kHz.
- To φίλτρο ενδιάμεσης για να εξασφαλίζει την απαιτούμενη επιλεκτικότητα πρέπει να έχει συντελεστή ποιότητας Q = 800/10 =80.
