מקלט סופרהטרודין

מקלט סופרהטרודין עם המרת תדר יחידה. מרכיבי המקלט: 1. מגבר קדם, 2. ערבל, 3. מגבר תדר ביניים, 4. גלאי, 5. מגבר אות המידע (למשל מגבר שמע), 6. מתנד פנימי

מקלט סופרהטרודין (באנגלית: Superheterodyne receiver), הוא סוג של מעגל חשמלי המשמש לקליטה של אותות רדיו (RF). סוג מקלט זה הוא המקובל והנפוץ וייחודו לעומת סוגי מקלטים אחרים (מקלט ישיר - TRF ומקלט סופררגנרטיבי), הוא בכך שתדר האות הנקלט, עובר שינוי בתחילת תהליך הקליטה.

מבנה המקלט

מקלט סופרהטרודין הוא מקלט רדיו שיש בו שלב של המרת תדר - התדר הנקלט מומר לתדר קבוע, כלומר במקום שהמקלט יגביר את התדר שנקלט מהאנטנה שעשוי להיות תדר שונה בכל פעם, הוא הופך אותו לתדר קבוע אשר נקרא תדר ביניים והוא נמוך, בדרך כלל מהתדר הנקלט. האיור משמאל הוא תרשים מלבנים של מקלט סופרהטרודין. מלבן 1 הוא מגבר קדם (נקרא גם מגבר תדר רדיו, או מגבר RF). תפקידו להגביר את האות הנקלט מהאנטנה ובכך לשפר את רגישות הקליטה. יש תכנונים שאינם כוללים מגבר זה. מלבן 2 הוא ערבל שתפקידו ליצור את תדר הביניים שהוא תדר ההפרש בין התדר הנקלט לתדר המתנד הפנימי שהוא בר שינוי - לצורך שינוי תדר הקליטה - מעבר בין תחנות (מלבן 6. נקרא גם מתנד מקומי). פעולה זו נעשית על ידי ערבול בין שני תדרים, מכאן השם ערבל. לאחר ביצוע המרת התדר בערבל שתוצאתה היא תדר הביניים, האות עובר הגברה במגבר תדר הביניים (3), גילוי (פענוח המידע) בגלאי (4) והגברת אות המידע במגבר (5) שברוב היישומים הוא מגבר שמע).

יתרונות וחסרונות

לתהליך המרת התדר במקלטי סופרהטרודין יש מספר יתרונות:

• ברירות טובה יותר - הפחתת הפרעות מתחנות בתדר קרוב (הסבר בהמשך).
• פישוט של המגבר - שמכוון רק לתדר הביניים ולא נדרש לעבור בין תדרים שונים.
• קלות מימוש המגבר - בעבר היה יותר קל לממש מגברים ככל שהתדר הפעולה שלהם היה נמוך יותר.

חיסרון עיקרי למקלטי סופרהטרודין הוא המבנה היותר מורכב שלהם (בהשוואה למקלט מכוון או מקלט ישיר). אך חסרון זה זניח בימינו. בנוסף, ביצוע ההמרה גורם לייצור אותות נוספים בתוך המקלט, מה שיכול ליצור עוד הפרעות, ביניהן - קליטה אפשרית של תדר בבואה המפריע לקליטת התדר הרצוי. יצוין שמקלט סופרהטרודין בעל המרה כפולה, מתגבר על הבעיה של הפרעת תדר בבואה.

אופן המימוש

המקלט ממומש באמצעות ערבול תדר התחנה עם תדר מתנד מקומי משתנה (G), על ידי ערבל (X). התוצאה היא תדר ביניים קבוע שהוא ההפרש (או במקרים מסוימיים הסכום) של תדר התחנה ותדר המתנד המקומי. מוצא הערבל וכן מגבר תדר הביניים מסוננים על ידי מסננים המעבירים רק את תדר הביניים. מכאן בדומה למקלט ישיר האות מתגלה על ידי הגלאי ומוגבר.

שיפור הברירות

מקלט סופרהטרודין מאפשר יכולת טובה יותר לברור בין התדר הרצוי לבין תדרים מפריעים, אפילו אם הם קרובים מאוד לתדר הרצוי. הסיבה לכך היא שיעילות של מסנן תדר מושפעת באופן ישיר מהיחס בין המרחק מהתדר המפריע (Fn), לבין התדר הרצוי: Fn-Fc) / Fc). לפיכך, מעבר לתדרים יותר נמוכים גורם ליחס בין התדרים להיות גדול יותר, והמסנן יכול להפריד ביניהם בצורה טובה יותר. לדוגמה, תחנה בתדר 30MHz עם הפרעה בתדר 30.1MHz. היחס ביניהם הוא 0.33%. אך אחרי המרה לתדר ביניים של 500KHz יביא את ההפרעה לתדר של 400KHz. הפעם היחס הוא 20% ויעילות הסינון גבוהה בהרבה.

היסטוריה וחשיבות

מקלט הסופרהטרודין הומצא בתקופת מלחמת העולם הראשונה. המצאתו מיוחסת לאדווין ארמסטרונג שלזכותו נזקפות גם המצאת סוגים אחרים של מקלטים והמצאת ה-FM. טכניקת הסופרהטרודין מצויה כמעט בכל מקלט או בחלק המקלט של התקן קשר רדיו ובכלל זה רדיו רגיל, טלוויזיה, מכשירי קשר, טלפון סלולרי, מכ"ם, GPS והתקני קשר רדיו אחרים.

ראו גם

• קליטה, מקלט, אפנון
• מעגל אלקטרוני אנלוגי
• ברירות

קישורים חיצוניים

• כיצד פועל מקלט סופרהטרודין? יוסף, באתר מכון דוידסון