Осцилаторът е електронно или механично устройство, използвано за генериране на осцилиращ или периодичен електронен сигнал, често синусоида. Обикновено осцилаторът преобразува постоянен ток от захранване в променлив сигнал. И така, те са приложими за широк набор от електронни устройства, които варират от прости CLK генератори до цифрови устройства, сложни компютри и т.н. Има различни видове осцилатори налични, които се използват въз основа на изискването като хармонични, настроени вериги, RC кристали и т.н. Така че тази статия обсъжда един от видовете осцилатори като локален осцилатор – работа с приложения.
Какво е локален осцилатор?
Локалният осцилатор е един вид осцилатор, който се използва за промяна на честотата на сигнала със смесител в приемник. Тази процедура за промяна на честотата на сигнала, наричана още хетеродиниране, генерира сумата и разликата в честотите от честотата на осцилатора и честотата на входния сигнал. В различни приемници тези функции на осцилатор и миксер се комбинират в рамките на един етап, известен като преобразувател, който намалява консумацията на енергия, разходите и пространството. Локален осцилатор генерира синусоидален сигнал, включващ честота, така че приемникът да е способен да генерира точната междинна честота или получената честота за по-нататъшно усилване, както и преобразуване в аудио детекция.
Локалният осцилатор работи
Локалният осцилатор, работещ със смесител в суперхетеродинен радиоприемник, е показан по-долу. Обикновено суперхетеродинният радиоприемник смесва честотата на получения сигнал с честотата на генерирания сигнал чрез локален осцилатор.
Първо, приемникът получава сигналите от антената. След това тези сигнали се подават към RF усилвателя. В този усилвател сигналите са настроени за премахване на нежелани сигнали от други честоти.
От радиочестотния усилвател настроените сигнали се смесват с генерираните входящи локални честотни сигнали от локален осцилатор. Тази процедура на смесване може да се извърши в миксера и тя създава IF (междинна честота).
IF, образуван от смесването, е по-подходящ за обработка от оригиналната носеща честота.
След това междинната честота се усилва и филтрира. Така че тази амплитуда просто се поддържа чрез ограничител. Така че по време на филтрирането могат да бъдат избрани сигналите на определен канал. В сравнение с RF филтрирането, IF филтърът може да се настрои добре от RF филтъра, тъй като е предназначен основно за фиксирана честота.
След това този сигнал се предава на демодулатор, който е известен също като FM детектор. Така че този детектор просто демодулира изхода. Така че също е възможно да превключвате между различни демодулатори, за да постигнете предпочитаната форма на изход.
След това този демодулиран сигнал се усилва с високоговорител, където се променя в звукови сигнали с звукова честота.
По този начин специалността на суперхетеродинния FM приемник е да смесва оригиналната входяща честота от източник с генерирана честота, следователно това позволява на приемника да филтрира и избира само предпочитаните RF сигнали.
Схема на локалния осцилатор
Тук ще обясним локалния осцилатор, работещ в суперхетеродинния приемник. Схемата на веригата на суперхетеродинен приемник, използващ локален осцилатор, е показана по-долу.
Хетеродинен приемник е електронна схема, която предава сигнал от един носещ сигнал към друг носещ сигнал чрез различна честота. Той смесва i/p сигнала с генерирана вълна през осцилатор, за да генерира два нови сигнала, които са известни като удари. Хетеродинирането е лесна процедура, която се управлява от законите на тригонометрията, повечето хетеродини са много сложни устройства с няколко усилватели & филтри.
Тук ударът е сигнал, генериран от два i/pt сигнала с различни честоти. Обикновено хетеродинният приемник генерира два удара, като единият има честота, която е количеството на смесените честоти, докато другият има честота, която е вариацията между смесените честоти. Така, например, i/p сигнал, включващ 10MHz носеща вълна, се смесва с 15MHz носещ сигнал, за да се направят два o/p удара. По-високият ритъм има честота 25MhHz, а по-ниският ритъм има честота 5MHz.
Суперхетеродинният приемник използва принципа на хетеродина, за да позволи идентифицирането на високочестотни сигнали чрез нискочестотни приемници. След като сигналът попадне в суперхетеродинен приемник, той просто се усилва и смесва от сигнала на локалния осцилатор, преди да бъде филтриран за генериране на IF (междинна честота). Обикновено той отново се усилва и филтрира, преди да достигне изхода. Приемникът се настройва чрез промяна на вълновата честота на осцилатора.
Има много локални осцилатори, които се използват широко в радиоприемниците; осцилатора на Хартли, осцилатора на колектора Tuned и кристалния осцилатор.
Моля, вижте тази връзка, за да научите повече за Осцилатор на Хартли .
Моля, вижте тази връзка, за да научите повече за Настроен колекторен осцилатор .
Моля, вижте тази връзка, за да научите повече за кристален осцилатор .
Формула за честота на локален осцилатор
В локалния осцилатор, когато миксерът генерира както сумата, така и разликата в честотите, е постижимо да се произведе 455 kHz IF сигнал, ако осцилаторът е под или над IF.
Случай 1:
Когато локалният осцилатор е над IF, тогава той трябва да се настрои от приблизително 1 до 2 MHz. Обикновено това е кондензаторът в настроена RLC верига, който се променя, за да регулира централната честота, когато индукторът е фиксиран.
От fc = 1/2π√LC
Чрез решаване C = 1/L(2πfc)^2
След като честотата на настройка е най-висока, тогава кондензаторът за настройка е минимален. Когато знаем диапазона на честотите, който трябва да бъде създаден, можем да изведем необходимия диапазон на капацитет.
Cmax/Cmin = L(2πfmax)^2/ L(2πfmin)^2
= L(2MHz)^2/ L(2πfmin)^2
= (2MHz/1MHz)^2 = 4
Case2:
Когато локалният осцилатор е под IF, тогава осцилаторът трябва да се настрои приблизително от 45 kHz до 1145 kHz. Така,
Cmax/Cmin = (1145kHz/45kHz)^2 = 648.
При този тип обхват не е практично да се направи регулируем кондензатор. По този начин осцилаторът в нормален AM приемник е над радиообхвата.
Защо се използват локални осцилатори?
Тези осцилатори се използват за промяна на честотата на сигнала със смесител в приемник.
Защо честотата на локалния осцилатор е по-висока?
Честотата на осцилатора винаги е по-висока в сравнение с честотата на сигнала, тъй като обикновено се предпочита по-висока честота в суперхетеродиниращ приемник, за да остане повече разстояние между разликата между иначе междинната честота и други две честоти, така че сигналът на междинната честота да се предава по-лесно филтър и оригиналните два сигнала ще бъдат отслабени.
Предимства
The предимства на локалния осцилатор включват следното.
- Локалният осцилатор в една радиокомуникационна система е основният източник на фазов шум.
- В радиоприемниците функциите на комбинирания локален осцилатор и миксер в рамките на едно активно устройство намаляват цената, пространството и консумацията на енергия.
- Този осцилатор обработва сигнал с фиксирана честота, за да подобри работата на радиоприемника.
Приложения
The приложения на локални осцилатори включват следното.
- Локалните осцилатори се използват в много комуникационни вериги като приемници за кабелна телевизия, модеми, телеметрични системи, микровълнови релейни системи, системи за мултиплексиране с честотно разделяне, използвани в телефонни магистрали, радиотелескопи, атомни часовници и военни системи за електронно противодействие.
- Те се използват в суперхетеродинни приемници и радиокомуникационни системи.
- Тези осцилатори са необходими винаги, когато хетеродинирането се използва в архитектурите на приемника за промяна
- HF сигнали към IF спектър за лесна обработка.
- Микровълновите честоти при приемане на сателитна телевизия се използват от сателита до приемащата антена за преобразуване в по-ниски честоти чрез осцилатор и миксер чрез монтиране на антената.
По този начин, това е преглед на локален осцилатор – работа с приложения. Този осцилатор играе ключова роля в FM приемника. Това е най-важната верига в целия приемник, тъй като всяка нестабилност или дрейф в осцилатора ще се преобразува в дрейф и нестабилност в рамките на получения сигнал. Ето един въпрос към вас, кой тип осцилатор се използва като локален осцилатор?
