Wadley-loop

Radiomodtageren Yaesu FRG-7000 anvender "Wadley-loop".[1]

En "Wadley-drift-canceling-loop" eller kortere "Wadley-loop" er et system af to oscillatorer, frekvenssyntese - og to blandere i radiosignalvejen. Systemet blev designet af Dr. Trevor Wadley i 1940'erne i Sydafrika og kredsløbet blev først anvendt til et frekvensstabilt wavemeter. (Et wavemeter anvendes til at måle bølgelængde og dermed også frekvensen af et signal)

Der er ikke nogen reguleringsløkke i en "Wadley-loop" og det er grunden til at navnene er sat i gåseøjne, men kredsløbstopologien er ikke kendt under bedre termer.[2] En tentativ bedre frase kunne være dual-converter[3] with VCO-Wadley-drift-canceling-system.

"Wadley loopen" blev anvendt i radiomodtagere fra 1950'erne til ca. 1980. "Wadley-loopen" blev mest anvendt i dyrere stationære radiomodtagere, men kredsløbet er også anvendt i en transportabel radiomodtager (Barlow-Wadley XCR-30 Mark II).[4][5]

Problem med superheterodynforsatser

I en traditionel superheterodynmodtager, skyldes det meste oscillatorfrekvensdrift, den første frekvenskonverter, fordi frekvenskonverterens oscillator er variabel og arbejder ved høj frekvens.[6] I teorien kan man eliminere denne drift og i så fald vil radiomodtagerens frekvensindstilling være stabil.

I modsætning til andre frekvensdrift reducerende teknikker (såsom krystalstyrede eller frekvenssyntese, forsøger "Wadley-loopen" ikke at stabilisere oscillatoren. I stedet fjernes frekvensdriften matematisk - i praksis via anvendelse af "Wadley-loop"-kredsløbstopologien.[6]

Arbejdsprincippet

"Wadley-loop"-blokdiagram. Numrene i denne illustration er nummering af de tre blandere. Numrene stemmer ikke med numrene i teksten.

"Wadley-loopen" virker på følgende måde:

  1. blanding af den første oscillators signal med det modtagne signal i en elektronisk blander for at omsætte det ønskede signals frekvensinterval til en mellemfrekvens som er højere end radioforsatens højeste ønskede modtagne radiofrekvens,
  2. blander den samme oscillators signal med en kam af harmoniske overtoner fra en fast frekvensstabil krystaloscillator,
  3. udvælge en af blandingsprodukterne fra (2) via et båndpasfilter, og
  4. blande dette signal med mellemfrekvenssignalet fra (1).

Da høj-mellemfrekvensen fra 1 frekvensdrift er i samme frekvensdrift retning og med samme frekvensdriftsstørrelse, som "synteseoscillatoren" fra del 3, når signalerne blandes i del 4, fjernes frekvensdriften og resultatet er en krystalstabilt signal ved output; den anden mellemfrekvens.[6]

Men frekvensdriften gør det umuligt at anvende høj-mellemfrekvensen med høj selektivitet til at dæmpe stærke uønskede signaler i frekvensintervallet. I stedet designes høj-mellemfrekvensen med vilje med en relativt bred båndpaskarakteristik. Fordi den første oscillator har frekvensdrift og fordi "Wadley-loopen" bevirker, at man kun kan modtage et helt frekvensinterval ad gangen (samme som kam krystaloscillatorens frekvens), kan den første oscillator ikke anvendes til at modtage en bestemt radiokanal. Frekvensintervallet vælges ved at vælge, hvilken harmoniske overtone, som vælges i del 3 ovenfor. En konventionel superheterodynforsats anvender udgangsfrekvensintervallet fra sidste blander til at modtage den radiokanal man ønsker.[6]

Så en typisk fremgangsmåde at justere en "Wadley-loop"-baseret radioforsats med en 1 MHz kam krystaloscillator, er som følger:

  • Grovjuster den første oscillator, så den ønskede MHz-intervalstart af frekvensintervallet kan modtages. Fx 7 MHz. (Det muliggør at man kan modtage en radiokanal i frekvensintervallet 7-8MHz.) Grovjusteringen kræver, at den første oscillators frekvens justeres til en nøjagtighed indenfor 0,1-0,15MHz. Er den det, er "Wadley-loop" "låst" (locked, egentlig output signal band enable). Hvis den er ulåst (unlocked), høres intet signal i hele intervallet 7-8MHz via den efterfølgende superheterodynforsats. Grunden til det er at "Wadley-loopen" i del 3 sender blandingsresultatet ind i et andet filter med en båndpaskarakteristik, der kun er ca. 0,1-0,15MHz bredt. Denne båndpaskarakteristik betyder, at blandingsproduktet skal være indenfor dette frekvensintervals båndbredde. Frekvensdriver den første oscillator "nok" "slukkes" for intervallet 7-8MHz ("Wadley-loopen" er i så fald blevet ulåst) - og dermed slukkes også for radiokanalen.
  • De gamle modtagere med "Wadley-loops" har typisk en separat justering kaldet "preselector". "Preselectoren" er justering af båndpasfiltrene før første "Wadley-loop"-blander. "Preselectoren" skal justeres til 7,5MHz - så burde hele frekvensintervallet 7-8 MHz passere fra antennen og til første blander.
  • Udvælg radiokanalen ved at anvende superheterodynforsatsens frekvensvælger. (her 7-8 MHz)
  • Finjuster "preselectoren", så bedst muligt signal modtages.

Om en "Wadley-loop" er "låst" afgøres på en relativ simpel måde. Er signalstyrken på outputtet fra filteret med båndpaskarakteristikken med en bredde på fx ca. 0,1-0,15MHz, "højt" er "Wadley-loopen" "låst" - det vil sige at der er et brugbart oscillatorsignal, hvilket medfører, at hele frekvensintervallet 7-8 MHz også bliver blandet ned i sidste blander - og er tilgængeligt. Hvis output-signalet er "lavt", er der ikke noget brugbart oscillatorsignal - "Wadley-loopen" er "ulåst".

Eksempler

Et eksempel på en radiomodtager med "Wadley-loop" er Yaesu's FRG-7 kommunikationsmodtager fra 1977.[7][6] Racal RA17[8][9] og Realistic DX-302[10] anvender også "Wadley-loops" i deres design.

Kilder/referencer

  1. ^ radiomuseum.org: Yaesu FRG-7000 Citat: "...Wadley-Loop principle (including dual superhet)..."
  2. ^ Citeringer fra diskusionstråd: The Wadley Loop - A Drift-cancelling Receiver Tuning Principle Citat: "...They, not its creator call it a loop but it is no such thing. In order for it to be a loop it must have feedback, which it does not. There is so much misinformation about the circuit I often wonder if people really understand what it is...The Wadley Loop...it's a tuning concept that cancels the drift of one oscillator in the receiver by using it twice in the conversion scheme...", backup
  3. ^ radioremembered.org: Troubleshooting The Converter Stage Citat: "...Function of the Converter:...", backup
  4. ^ radiomuseum.org: Barlow-Wadley XCR-30 Mark II
  5. ^ manualslib.com: Barlow-Wadley XCR-30 Mark II
  6. ^ a b c d e Youtube: #245: Old Tech: The Wadley Loop Superhet Receiver - Yaesu FRG-7 Example
  7. ^ Wadley Drift Cancelling Loop
  8. ^ The Wadley Loop Citaty: "...One brand of professional communications receivers however, used the Wadley loop. This brand was Racal, producer of the famous RA17 receivers. And yes, it does use a first IF of around 40MHz, hence it does not require special treatment of the lower bands (which would need single conversion if the first IF was lower). Now the RA17 did use mechanical precision engineering for the VFO, but the requirements were less strict than for the EK07 (having only a third of the tuning range). And the number of switches and band-dependent filters was drastically reduced compared to the EK07...", backup
  9. ^ radioblvd.com: RACAL British High-Performance Receivers RA-17 and RA-117. RACAL Company History, RA-17 and the Wadley Loop, RA-17C-12, RA-17 Versions Citat: "...For the Racal receiver project, Wadley proposed using a circuit that he had developed in the 1940s for test equipment (and that Dr. Wadley was planning on incorporating into a receiver design of his own,) as the basis for the new receiver. The "Wadley Loop" became the "heart" of the new Racal receiver design because it radically transformed the then typical receiver's inability to successfully and accurately copy RTTY (called RATT in UK) signals and other data transmissions that required virtually "no drift" in the receiver's frequency control circuits. The Wadley Loop allowed the new Racal receiver perform like a Collins 51J but doing so with an entirely original design...", backup
  10. ^ "DX-302 Owner's manual" (PDF). Arkiveret fra originalen den 12. december 2022. Hentet 3. februar 2018.{{cite web}}: CS1-vedligeholdelse: BOT: original-url status ukendt (link),

Medier brugt på denne side

Wadley-loop FRG-7.svg
Forfatter/Opretter: Paulus 2, Licens: CC BY-SA 4.0
Oscillator drift cancellation circuit
Yaesu FRG-7000.jpg
Forfatter/Opretter: Paulus 2, Licens: CC BY-SA 4.0
Shortwave radio receiver Yaesu FRG-7000 with the Wadley loop