fig.1

Nella fig.1  è mostrato il funzionamento della supereterodina.

supponiamo che il segnale in arrivo abbia una frequenza di 1.000KHz e che il segnale prododotto dall'oscillatore ne abbia invece una di 1.450 KHz.

La differenza fra le due frequenze è di 450 KHz; i due segnali di differente frequenza vengono iniettati come indicato in fig.2.

Questa differenza di 450 KHz, che  rappresenta la media frequenza Mf, rimane fissa qualunque sia la frequenza dell'onda sontonizzata; infatti nel mentre sintonizzo un' onda di frequenza F_a (frequenza in arrivo) predispongo la frequenza F_l (frequenza dell'oscillatore locale)  al valore Fa + Mf.

fig.2

Il segnale non modulato F_l viene iniettato tramite l'induttanza L₅ nella grigia del triodo mescolatore, anche il segnale F_a viene iniettato nella stessa griglia; ciò provoca dei fastidiosi accoppiamenti infatti il circuito di entrambi i segnali si chiude a terra tramite la stessa capacita C_gk del triodo mescolatore; insomma agendo sul condensatore variabile del triodo mescolatore si provoca uno slittamento della frequenza dell'oscillatore locale che va quindi riportata al suo valore originario.

Così facendo però si ha uno slittamento di frequenza nel circuito del segnale in arrivo  e così di seguito; insomma,  agendo un pò su un condensatore un pò su l'altro si ottengono i giusti valori delle frequenze (i due condensatori sono indipendenti).

Il problema si riduce se i due segnali vengono iniettati su griglie diverse (dovrei avere nel tubo del mescolatore due griglie) anche in questo caso però avrei degli accoppiamenti dovuti alla capacita interelettrolitica fra le due griglie problema che verrebbe ulteriormente ridotto ponendo una griglia schermo fra le due che ridurrebbe notevolmente la capacità interelettrolitica.

Da  questi ragionamenti sono  nati i tubi elettronici appositamente studiati per operare la conversione di frequenza; tali tubi contenendo in se sia l'oscillatore (triodo) che il mescolatore (primo rivelatore) che può essere un tetrodo o un pentodo.

I due segnali L_a ed L_l  trovandosi dunque sulla griglia del triodo mescolatore vengono amplificati e si trovano sulla placca (diagramma C di fig.1) dello stesso.

Come si arriva  alla rettifica del battimento (diagramma D di fig.1)?

per rispondere a questa domanda bisogna supporre che la caratteristica del tubo convertitore sia parabolica ossia che i_a = av_g + bv_g² dove v_g è pari a:

v_g= V_l senω_lt + V_a senω_at;

sostituendo tale espressione nella precedente equazione si ottiene:

i_a= aV_lsenω_lt + aV_asenω_at +bV_l²sen²ω_lt + bV_a²sen²ω_at + bV_lV_aCos( ω_l-ω_a)-bV_lV_acos(ω_l + ω_a)t.

Da questa espressione si osserva che la corrente ha le seguenti frequenze :

F_l, F_a, 2F_l, 2F_a, F_l-F_a, F_l+F_a.

Il filtro di media frequenza mi farà passare solo F_l-F_a cioè la media frequenza.

Una volta ottenuta la media frequenza modulata con la stessa modulazione del segnale in arrivo questa va amplificata e poi rivelata per ottenere l'audio frequenza.

Per capire perchè la media frequenza mantenga la stessa modulazione del segnale in arrivo, facciamo il seguente esempio:

Supponiamo di avere una portante di 1.000KHz modulata a 2.000Hz e di avere una media frequenza di 450KHz, potrò scrivere:

fig.3

nella fig.3 è rappresentato un tubo elettronico (6A7) che assomma le funzioni di oscillatore e di mescolatore.

l'ingresso dell'oscillazione locale è sulla prima griglia, l'ingresso dell'onda sintonizzata e sulla quarta griglia, il fatto che i due segnali entrino in griglie separate, la conformazione della terza griglia che funge da anodo del triodo oscillatore e la presenza delle griglie 3 e 5 che fungono da schermo annullano gli accoppiamenti dannosi fra il circuito oscillante e il circuito di sintonia dell'onda ricevuta.

il funzionamento dello schema di figura 3 è identico a quello di fig.2 con la differenza che in questo caso il tubo è unico ed assoma le funzioni di oscillatore e di mescolatore .

Anche in questo caso si  suppone che la caratteristica del tubo convertitore sia parabolica .

Infatti si può supporre che la corrente anodica sia funzione parabolica di un potenziale globale riferito alla quarta griglia pari a:

v_g= kv_g1 + v_g4 = kV_lsenω_lt + V_asenω_at,  perciò :

i_a= av_g + bv_g²; sostituendo in questa formula il valore di v_g si ottiene un'espressione di i_a che come nel caso precedente di fig.2 comprende componenti aventi le seguenti frequenze:

F_l, F_a, 2F_l, 2F_a, F_l-F_a, F_l+F_a.

Anche in questo caso Il filtro di media frequenza mi farà passare solo F_l-F_a cioè la media frequenza.

fig.4

Il  processo di funzionamento del circuito ultradina è rappresentato in fig.4.

Esso  è completamente diverso da quello illustrato in fig. 2.

La placca della valvola rivelatrice (primo rivelatore)/mescolatrice non è alimentatata dalla tensione anodica continua  ma  unicamente dalla  tensione oscillante prodotta dall'oscillatore locale.

La differenza, rispetto al sistema supereterodina, sta nel fatto che per via della tensione anodica oscillante la corrente anodica circola solo quanto la placca è positiva e pertanto essa assume la forma indicata nel  punto D di fig.4 .

Trattasi in pratica  della media frequenza.

fig.5

Il circuito ultradina è mostrato in fig.5.

Il circuito ultradina è stato molto utilizzato con buoni risultati; l'introduzione però dei tubi a più elettrodi, che consentono l'ottenimento di risultati notevolmente migliori, ha determinato l'abbandono di tale metodo di conversione di frequenza.