Oscilátor je elektronické alebo mechanické zariadenie používané na generovanie oscilačného alebo periodického elektronického signálu, často sínusového signálu. Všeobecne platí, že oscilátor konvertuje jednosmerný prúd z napájacieho zdroja na striedavý signál. Sú teda použiteľné pre širokú škálu elektronických zariadení, ktoré siahajú od jednoduchých generátorov CLK po digitálne zariadenia, zložité počítače atď. typy oscilátorov dostupné, ktoré sa používajú na základe požiadavky, ako je Harmonic, Tuned Circuit, RC Crystal atď. Takže tento článok pojednáva o jednom z typov oscilátorov, ako lokálny oscilátor - práca s aplikáciami.
Čo je to lokálny oscilátor?
Lokálny oscilátor je jeden typ oscilátora, ktorý sa používa na úpravu frekvencie signálu pomocou mixéra v prijímači. Tento postup úpravy frekvencie signálu nazývaný aj heterodyning generuje súčet a rozdiel frekvencií z frekvencie oscilátora a frekvencie vstupného signálu. V rôznych prijímačoch sú funkcie tohto oscilátora a mixéra kombinované v rámci jedného stupňa známeho ako prevodník, ktorý znižuje spotrebu energie, náklady a priestor. Lokálny oscilátor generuje sínusový signál s frekvenciou, takže prijímač je schopný generovať presnú medzifrekvenciu alebo výslednú frekvenciu pre ďalšie zosilnenie, ako aj konverziu na detekciu zvuku.
Miestny oscilátor pracuje
Lokálny oscilátor pracujúci so zmiešavačom v superheterodynnom rádiovom prijímači je znázornený nižšie. Vo všeobecnosti superheterodynný rádiový prijímač zmiešava frekvenciu prijímaného signálu s frekvenciou generovaného signálu prostredníctvom lokálneho oscilátora.
Najprv prijímač prijíma signály z antény. Potom sa tieto signály privedú do RF zosilňovača. V tomto zosilňovači sú signály naladené na odstránenie nežiaducich signálov z iných frekvencií.
Z RF zosilňovača sa naladené signály miešajú s generovanými prichádzajúcimi lokálnymi frekvenčnými signálmi z lokálneho oscilátora. Tento postup miešania možno vykonať v mixéri a vytvorí IF (stredná frekvencia).
IF vytvorený zmiešaním je vhodnejší na spracovanie ako pôvodná nosná frekvencia.
Potom sa medzifrekvencia zosilní a odfiltruje. Takže táto amplitúda je jednoducho udržiavaná cez obmedzovač. Takže počas filtrovania je možné vybrať signály konkrétneho kanála. V porovnaní s RF filtrovaním môže byť IF filter vyladený dobre ako RF filter, pretože je navrhnutý hlavne pre pevnú frekvenciu.
Potom je tento signál odovzdaný demodulátoru, ktorý je známy aj ako FM detektor. Takže tento detektor jednoducho demoduluje výstup. Takže je tiež možné prepínať medzi rôznymi demodulátormi na dosiahnutie preferovanej formy výstupu.
Potom je tento demodulovaný signál zosilnený reproduktorom, kde sa zmení na zvukové signály s počuteľnou frekvenciou.
Špecialitou superheterodynného FM prijímača je teda zmiešať pôvodnú prichádzajúcu frekvenciu zo zdroja s vygenerovanou frekvenciou, čo následne umožňuje prijímaču filtrovať a vyberať len preferované RF signály.
Schéma obvodu lokálneho oscilátora
Tu vysvetlíme lokálny oscilátor pracujúci v superheterodynovom prijímači. Schéma zapojenia superheterodynného prijímača pomocou lokálneho oscilátora je uvedená nižšie.
Heterodynový prijímač je elektronický obvod, ktorý prenáša signál z jedného nosného signálu na iný nosný signál prostredníctvom inej frekvencie. Mieša i/p signál s vygenerovanou vlnou cez oscilátor, aby vytvoril dva nové signály, ktoré sú známe ako údery. Heterodynovanie je jednoduchý postup, ktorý sa riadi zákonmi trigonometrie, väčšina heterodynov sú veľmi zložité zariadenia s niekoľkými zosilňovače a filtre.
Tu je úder signál generovaný dvoma i/pt signálmi s rôznymi frekvenciami. Vo všeobecnosti heterodynový prijímač generuje dva údery, pričom jeden úder má frekvenciu, ktorá je množstvom zmiešaných frekvencií, zatiaľ čo druhý úder má frekvenciu, ktorá je variáciou medzi zmiešanými frekvenciami. Takže napríklad i/p signál obsahujúci 10 MHz nosnú vlnu je zmiešaný s 15 MHz nosným signálom, aby sa vytvorili dva o/p údery. Vyšší úder má frekvenciu 25 MHz a nižší má frekvenciu 5 MHz.
Superheterodynový prijímač využíva princíp heterodynu, aby umožnil identifikáciu vysokofrekvenčných signálov prostredníctvom nízkofrekvenčných prijímačov. Akonáhle signál príde do superheterodynného prijímača, potom je jednoducho zosilnený a zmiešaný signálom lokálneho oscilátora predtým, ako je filtrovaný, aby sa vytvoril IF (stredná frekvencia). Zvyčajne sa pred dosiahnutím výstupu opäť zosilní a filtruje. Prijímač sa ladí zmenou frekvencie vlny oscilátora.
Existuje mnoho lokálnych oscilátorov, ktoré sú široko používané v rádiových prijímačoch; Hartleyho oscilátor, ladený kolektorový oscilátor a kryštálový oscilátor.
Pozrite si tento odkaz a dozviete sa viac o Hartleyho oscilátor .
Pozrite si tento odkaz a dozviete sa viac o Ladený kolektorový oscilátor .
Pozrite si tento odkaz a dozviete sa viac o kryštálový oscilátor .
Vzorec frekvencie lokálneho oscilátora
V lokálnom oscilátore, keď zmiešavač generuje súčet aj rozdielové frekvencie, je možné dosiahnuť 455 kHz IF signál, ak je oscilátor buď pod alebo nad IF.
Prípad 1:
Keď je lokálny oscilátor nad IF, potom potrebuje naladiť približne od 1 do 2 MHz. Normálne je to kondenzátor v ladenom obvode RLC, ktorý sa mení tak, aby reguloval stredovú frekvenciu, keď je tlmivka pevná.
Od r fc = 1/2π√LC
Riešením C = 1/L(2nfc)^2
Keď je ladiaca frekvencia najvyššia, potom je ladiaci kondenzátor minimálny. Keď poznáme frekvenčný rozsah, ktorý sa má vytvoriť, môžeme odvodiť požadovaný kapacitný rozsah.
Cmax/Cmin = L(2πfmax)^2/ L(2nfmin)^2
= L(2MHz)^2/L(2nfmin)^2
= (2 MHz/1 MHz) A2 = 4
Prípad 2:
Keď je lokálny oscilátor pod IF, potom oscilátor potrebuje naladiť približne od 45 kHz do 1145 kHz. takže,
Cmax/Cmin = (1145 kHz/45 kHz)^2 = 648.
Pri tomto type rozsahu nie je praktické vyrobiť laditeľný kondenzátor. Oscilátor v bežnom AM prijímači je teda nad rádiovým pásmom.
Prečo sa používajú lokálne oscilátory?
Tieto oscilátory sa používajú na zmenu frekvencie signálu so zmiešavačom v prijímači.
Prečo je frekvencia lokálneho oscilátora vyššia?
Frekvencia oscilátora je vždy vyššia v porovnaní s frekvenciou signálu, pretože vyššia frekvencia je normálne uprednostňovaná v super heterodynačnom prijímači, aby sa ponechala väčšia vzdialenosť medzi rozdielom medzi inak strednou frekvenciou a ďalšími dvoma frekvenciami, takže medzifrekvenčný signál sa ľahšie prenáša cez filter a pôvodné dva signály budú zoslabené.
Výhody
The výhody lokálneho oscilátora zahŕňajú nasledujúce.
- Lokálny oscilátor v rádiovom komunikačnom systéme je hlavným zdrojom fázového šumu.
- V rádiových prijímačoch funkcie kombinovaného lokálneho oscilátora a zmiešavača v rámci jedného aktívneho zariadenia znižujú cenu, priestor a spotrebu energie.
- Tento oscilátor spracováva signál na pevnej frekvencii, aby zlepšil výkon rádiového prijímača.
Aplikácie
The aplikácie lokálnych oscilátorov zahŕňajú nasledujúce.
- Lokálne oscilátory sa používajú v mnohých komunikačných obvodoch, ako sú káblové televízne set-top boxy, modemy, telemetrické systémy, mikrovlnné reléové systémy, frekvenčné multiplexné systémy používané v telefónnych diaľkových vedeniach, rádiové teleskopy, atómové hodiny a vojenské elektronické protiopatrenia.
- Používajú sa v superheterodynových prijímačoch a rádiokomunikačných systémoch.
- Tieto oscilátory sú potrebné vždy, keď sa heterodyning používa v architektúrach prijímačov na zmenu
- HF signály do IF spektra pre jednoduché spracovanie.
- Mikrovlnné frekvencie pri príjme satelitnej televízie sa používajú od satelitu až po prijímaciu anténu na premenu na nižšie frekvencie pomocou oscilátora a mixéra pripevnením na anténu.
Teda toto je prehľad lokálneho oscilátora - práca s aplikáciami. Tento oscilátor hrá kľúčovú úlohu v FM prijímači. Je to najvýznamnejší obvod v celom prijímači, pretože akákoľvek nestabilita alebo drift v oscilátore sa premení na drift a nestabilitu v rámci prijímaného signálu. Tu je otázka pre vás, ktorý typ oscilátora sa používa ako lokálny oscilátor?
