Oscylator jest urządzeniem elektronicznym lub mechanicznym służącym do generowania oscylującego lub okresowego sygnału elektronicznego, często fali sinusoidalnej. Ogólnie rzecz biorąc, oscylator przekształca prąd stały z zasilacza na sygnał prądu przemiennego. Tak więc mają one zastosowanie do szerokiej gamy urządzeń elektronicznych, od prostych generatorów CLK po urządzenia cyfrowe, złożone komputery itp. Istnieją różne rodzaje oscylatorów dostępne, które są używane w oparciu o wymagania, takie jak Harmonic, Tuned Circuit, RC Crystal itp. W tym artykule omówiono jeden z typów oscylatorów, takich jak lokalny oscylator – praca z aplikacjami.
Co to jest lokalny oscylator?
Oscylator lokalny jest jednym z typów oscylatorów, który służy do modyfikowania częstotliwości sygnału za pomocą miksera w odbiorniku. Ta procedura modyfikacji częstotliwości sygnału, zwana także heterodyningiem, generuje sumę i różnicę częstotliwości z częstotliwości oscylatora i częstotliwości sygnału wejściowego. W różnych odbiornikach te funkcje oscylatora i miksera są połączone w ramach jednego stopnia zwanego konwerterem, co zmniejsza zużycie energii, koszty i miejsce. Lokalny oscylator generuje sygnał sinusoidalny zawierający częstotliwość, dzięki czemu odbiornik jest w stanie wygenerować dokładną częstotliwość pośrednią lub częstotliwość wynikową w celu dalszego wzmocnienia, jak również konwersji na wykrywanie dźwięku.
Lokalny oscylator działa
Poniżej przedstawiono oscylator lokalny współpracujący z mikserem w superheterodynowym odbiorniku radiowym. Ogólnie rzecz biorąc, superheterodynowy odbiornik radiowy miesza częstotliwość odbieranego sygnału z częstotliwością sygnału generowanego przez lokalny oscylator.
Najpierw odbiornik odbiera sygnały z anteny. Następnie sygnały te są podawane do wzmacniacza RF. W tym wzmacniaczu sygnały są dostrojone do usuwania niepożądanych sygnałów z innych częstotliwości.
Ze wzmacniacza RF dostrojone sygnały mieszają się z generowanymi przychodzącymi sygnałami częstotliwości lokalnej z lokalnego oscylatora. Ta procedura mieszania może być wykonana w mikserze i tworzy IF (częstotliwość pośrednia).
IF utworzony przez mieszanie jest bardziej odpowiedni do przetwarzania niż oryginalna częstotliwość nośna.
Następnie częstotliwość pośrednia jest wzmacniana i filtrowana. Tak więc ta amplituda jest po prostu utrzymywana przez ogranicznik. Tak więc podczas filtrowania można wybrać sygnały z określonego kanału. W porównaniu z filtrowaniem RF, filtr IF może być lepiej dostrojony niż filtr RF, ponieważ jest przeznaczony głównie do stałej częstotliwości.
Następnie sygnał ten jest przekazywany do demodulatora, zwanego również detektorem FM. Więc ten detektor po prostu demoduluje wyjście. Możliwe jest więc przełączanie między różnymi demodulatorami w celu uzyskania preferowanej formy wyjściowej.
Następnie ten demodulowany sygnał jest wzmacniany przez głośnik, gdzie zmienia się w sygnały dźwiękowe o słyszalnej częstotliwości.
Tak więc specjalność superheterodynowego odbiornika FM polega na mieszaniu oryginalnej częstotliwości przychodzącej ze źródła z częstotliwością generowaną, co w konsekwencji umożliwia odbiornikowi filtrowanie i wybieranie tylko preferowanych sygnałów RF.
Schemat obwodu lokalnego oscylatora
Tutaj wyjaśnimy działanie lokalnego oscylatora w odbiorniku superheterodynowym. Schemat obwodu odbiornika superheterodynowego wykorzystującego lokalny oscylator pokazano poniżej.
Odbiornik heterodynowy to obwód elektroniczny, który przesyła sygnał z jednego sygnału nośnego do innego sygnału nośnego za pośrednictwem innej częstotliwości. Miksuje sygnał i/p z wygenerowaną falą przez oscylator, aby wygenerować dwa nowe sygnały, które są znane jako dudnienia. Heterodyna to łatwa procedura, która podlega prawom trygonometrii, większość heterodyn to bardzo złożone urządzenia z kilkoma wzmacniacze & filtry.
Tutaj dudnienie jest sygnałem generowanym przez dwa sygnały i/pt o różnych częstotliwościach. Generalnie, odbiornik heterodynowy generuje dwa dudnienia, przy czym jeden dudnienie ma częstotliwość, która jest ilością mieszanych częstotliwości, podczas gdy drugi dudnienie ma częstotliwość, która jest zmiennością pomiędzy mieszanymi częstotliwościami. Tak więc, na przykład, sygnał i/p zawierający falę nośną 10 MHz jest mieszany z sygnałem nośnym 15 MHz, aby uzyskać dwa dudnienia o/p. Wyższe uderzenie ma częstotliwość 25 MHz, a niższe uderzenie ma częstotliwość 5 MHz.
Odbiornik superheterodynowy wykorzystuje zasadę heterodyny, aby umożliwić identyfikację sygnałów o wysokiej częstotliwości przez odbiorniki o niskiej częstotliwości. Gdy sygnał trafia do odbiornika superheterodynowego, jest po prostu wzmacniany i miksowany przez sygnał lokalnego oscylatora, zanim zostanie przefiltrowany w celu wygenerowania IF (częstotliwości pośredniej). Zwykle jest ponownie wzmacniany i filtrowany przed dotarciem do wyjścia. Odbiornik dostraja się poprzez zmianę częstotliwości fali oscylatora.
Istnieje wiele lokalnych oscylatorów, które są szeroko stosowane w odbiornikach radiowych; oscylator Hartleya, oscylator kolektora dostrojonego i oscylator kwarcowy.
Proszę odnieść się do tego linku, aby dowiedzieć się więcej o Oscylator Hartleya .
Proszę odnieść się do tego linku, aby dowiedzieć się więcej o Dostrojony oscylator kolektora .
Proszę odnieść się do tego linku, aby dowiedzieć się więcej o oscylator kwarcowy .
Formuła częstotliwości lokalnego oscylatora
W lokalnym oscylatorze, gdy mikser generuje zarówno sumę, jak i różnicę częstotliwości, możliwe jest wytworzenie sygnału IF 455 kHz, jeśli oscylator znajduje się poniżej lub powyżej IF.
Przypadek 1:
Kiedy lokalny oscylator znajduje się powyżej IF, musi dostroić się od około 1 do 2 MHz. Zwykle jest to kondensator w dostrojonym obwodzie RLC, który jest zmieniany w celu regulacji częstotliwości środkowej, gdy cewka indukcyjna jest nieruchoma.
Odkąd fc = 1/2π√LC
Rozwiązując C = 1/L(2πfc)^2
Gdy częstotliwość strojenia jest najwyższa, kondensator strojenia jest minimalny. Kiedy znamy zakres częstotliwości, który ma zostać utworzony, możemy wydedukować wymagany zakres pojemności.
Cmax/Cmin = L(2πfmax)^2/ L(2πfmin)^2
= L(2MHz)^2/ L(2πfmin)^2
= (2MHz/1MHz)^2 = 4
Przypadek 2:
Gdy lokalny oscylator znajduje się poniżej IF, wówczas oscylator musi dostroić się w przybliżeniu od 45 kHz do 1145 kHz. Więc,
Cmax/Cmin = (1145kHz/45kHz)^2 = 648.
Przy tego typu zakresie wykonanie przestrajanego kondensatora nie jest praktyczne. Zatem oscylator w normalnym odbiorniku AM znajduje się w paśmie radiowym.
Dlaczego stosuje się lokalne oscylatory?
Oscylatory te służą do zmiany częstotliwości sygnału za pomocą miksera w odbiorniku.
Dlaczego częstotliwość lokalnego oscylatora jest wyższa?
Częstotliwość oscylatora jest zawsze wyższa w porównaniu z częstotliwością sygnału, ponieważ wyższa częstotliwość jest zwykle preferowana w odbiorniku superheterodynicznym, aby pozostawić większą odległość między różnicą między częstotliwością pośrednią a pozostałymi dwiema częstotliwościami, dzięki czemu sygnał o częstotliwości pośredniej jest łatwiej przekazywany przez filtr i oryginalne dwa sygnały zostaną stłumione.
Zalety
The zalety lokalnego oscylatora zawierać następujące.
- Oscylator lokalny w systemie łączności radiowej jest głównym źródłem szumu fazowego.
- W odbiornikach radiowych funkcje połączonego lokalnego oscylatora i miksera w jednym aktywnym urządzeniu zmniejszają cenę, miejsce i zużycie energii.
- Ten oscylator przetwarza sygnał ze stałą częstotliwością, aby poprawić wydajność odbiornika radiowego.
Aplikacje
The zastosowania oscylatorów lokalnych zawierać następujące.
- Lokalne oscylatory są wykorzystywane w wielu obwodach komunikacyjnych, takich jak dekodery telewizji kablowej, modemy, systemy telemetryczne, systemy przekaźników mikrofalowych, systemy multipleksowania z podziałem częstotliwości stosowane w liniach telefonicznych, radioteleskopach, zegarach atomowych i wojskowych elektronicznych systemach przeciwdziałania.
- Są one stosowane w odbiornikach superheterodynowych i systemach komunikacji radiowej.
- Te oscylatory są niezbędne, gdy heterodynowanie jest stosowane w architekturach odbiorników do zmiany
- Sygnały HF do widma IF dla łatwego przetwarzania.
- Częstotliwości mikrofalowe w odbiorze telewizji satelitarnej są wykorzystywane od satelity do anteny odbiorczej do konwersji na niższe częstotliwości za pomocą oscylatora i miksera poprzez zamontowanie na antenie.
Tak jest przegląd lokalnego oscylatora – praca z aplikacjami. Oscylator ten odgrywa kluczową rolę w odbiorniku FM. Jest to najbardziej znaczący obwód w całym odbiorniku, ponieważ jakakolwiek niestabilność lub dryft w oscylatorze przekształci się w dryf i niestabilność w odbieranym sygnale. Oto pytanie do ciebie, jaki rodzaj oscylatora jest używany jako oscylator lokalny?
