Super-heteródino

Em eletrónica, um receptor super-heteródino (muitas vezes abreviado a superhet), inventado pelo engenheiro norte-americano Edwin Howard Armstrong em 1918 durante a Primeira Guerra Mundial, usa mistura de frequências ou heteródino para converter um sinal recebido numa frequência fixa intermédia (IF), que pode ser mais convenientemente processada do que a frequência rádio portadora original. O receptor super-heteródino foi criado com o objetivo de reduzir os problemas do receptor AM-DSB padrão, no caso o receptor de Rádio-Frequência Sintonizada. Praticamente todos os receptores rádio modernos usam o princípio de super-heteródino.  

O problema maior do tipo radiofrequência sintonizada era o fato da seletividade variar ao longo da faixa.

Receptor Super-heteródino

Diagrama de blocos:

Visão geral

Os circuitos sintonizados do receptor funcionam em uma frequência fixa e pré-determinada, chamada de F.I (frequência intermediária) para evitar a alteração da banda passante com a variação de frequência. Isso é possível pois há uma etapa de R.F. (radiofrequência), um filtro que seleciona a frequência desejada e é variada junto a outra frequência originária do oscilador local (um gerador de radiofrequência localizado no interior do receptor), é possível modificar as duas frequências simultaneamente através de um capacitor variável de dupla seção.

O misturador efetua o produto das duas tensões recebidas, entre o sinal da emissora e o do oscilador local, tem-se:

fol = frf + F.I.

fol – f0 tem de ser um valor constante para qualquer que seja a frequência do sinal obtido em R.F. e quem faz essa função é o oscilador local, onde o valor da frequência padronizada para AM-DSB é de 455 KHz.

Os amplificadores de F.I. desprezam fol + f0 mas amplificam o sinal fol - f0 para tornar o seu nível adequado para o detetor.

O próximo passo é a passagem por um amplificador de áudio qualquer chegando assim ao seu destino, o alto-falante.

Blocos

1. Etapa de R.F.
2. Misturador
3. Oscilador Local
4. 1º e 2º Amplificador de F.I.
5. Detetor
6. C.A.G. (Controle Automático de Ganho)
7. Amplificador de Áudio

Etapa de radiofrequência

Composta por um circuito LC ajustada através do capacitor variável e o indutor exerce a função de acoplamento à antena ou em muitos casos como a própria antena. Somente recebe o sinal pela antena.

Misturador

Basicamente o sistema é composto por um transistor que na base se conecta ao sinal R.F. escolhido e no emissor recebe o sinal do oscilador local. Gera então no coletor a diferença dos sinais, pois trabalha com o coletor sintonizado na F.I. (455KHz).

Oscilador local

Ele aproveita a corrente de coletor do transistor do misturador para realimentá-la por um circuito sintonizado ao emissor do mesmo transistor, assim obtendo a realimentação positiva levando-o a oscilar. Existem também outros métodos de se montar um oscilador local.

Etapa de F.I.

Constituída por 2 Amplificadores transistorizados, com os coletores sintonizados em 455 KHz por circuitos LC e uma banda passante de 10 KHz. Suas funções básicas são de aumentar a seletividade do receptor, proporcionar um alto ganho no sinal de saída do misturador e a possibilidade de controle do ganho total dado pelo amplificador de F.I.

Detetor

Um simples detetor de envoltória, normalmente um diodo de R.F. e um circuito RC filtrando a portadora e fornecendo a tensão de saída com polaridade compatível para atenuação do C.A.G. Pode ser configurado com 2 células RC ou por uma única célula, possibilitando uma filtragem passa-baixas do sinal retificado pelo diodo.

Controle automático de ganho

Um simples filtro passa-baixas que tem por objetivo recuperar o valor médio do sinal resultante da demodulação aplicando à base do 1º transistor de F.I.. O objetivo do C.A.G. é solucionar o problema do inconveniente causado pela não uniformidade das potências colocadas no ar pelas emissoras e também pelo espaço entre elas e o receptor.

Amplificador de áudio

Composta por um circuito amplificador de áudio qualquer. Apenas para melhor audição do som.

Objeções do receptor AM-DSB

O Receptor AM-DSB tem comportamentos que fogem a sua regra e têm de ser analisados. São eles:

1. Frequência Imagem
2. Erro de Rastreio

Frequência Imagem

O misturador filtra apenas a diferença entre os dois sinais obtidos que chegam até ele, sendo que o resultado tem de ser 455 KHz. Nem sempre isso ocorre. Se o filtro de entrada não atenuar o suficiente, as estações próximas aquela sintonizada podem causar interferência, provocando uma sintonia simultânea de duas emissoras.

Erro de Rastreio

Há uma dificuldade de manter a relação: fol = fr + F.I. constante durante toda a faixa de recepção. Isto ocorre pois o filtro de RF e o osc. local obedecem a equação: 1/√LC , assim isso pode não ocorrer pois temos o inverso de uma raiz tentando manter constante uma soma.

O Erro de rastreio é calculado com a seguinte fórmula:

ε = fr – fol + F.I.

Conclusão

As funções dos blocos são:

1. Etapa de R.F.: Seleciona a emissora.
2. Oscilador local: Gera fol sendo igual f0 + 455 KHz.
3. Misturador: Multiplicador gerando fol - f0 e fol + f0.
4. Amplificador de F.I.: Efeito amplificador e F.P.F. (em fol – f0).
5. Controle automático de ganho: Manter constante o sinal na entrada do amplificador de áudio.

Se o filtro de R.F. for muito seletivo e conseguir rejeitar a frequência imagem qualquer erro de rastreio provocara uma alta atenuação no sinal recebido e se o filtro for pouco seletivo evita-se o problema com o rastreio, mas havendo o risco do efeito frequência imagem.