Oscilátor je elektronické nebo mechanické zařízení používané ke generování oscilačního nebo periodického elektronického signálu, často sinusového signálu. Obecně platí, že oscilátor převádí stejnosměrný proud z napájecího zdroje na střídavý signál. Jsou tedy použitelné pro širokou škálu elektronických zařízení, která sahají od jednoduchých generátorů CLK po digitální zařízení, složité počítače atd. typy oscilátorů dostupné, které se používají na základě požadavku, jako je Harmonic, Tuned Circuit, RC Crystal atd. Takže tento článek pojednává o jednom z typů oscilátorů, jako je lokální oscilátor – práce s aplikacemi.
Co je to místní oscilátor?
Lokální oscilátor je jeden typ oscilátoru, který se používá k úpravě frekvence signálu pomocí směšovače v přijímači. Tento postup úpravy frekvence signálu, také nazývaný heterodyning, generuje součet a rozdíl frekvencí z frekvence oscilátoru a frekvence vstupního signálu. V různých přijímačích jsou funkce tohoto oscilátoru a směšovače kombinovány v jediném stupni známém jako konvertor, který snižuje spotřebu energie, náklady a prostor. Lokální oscilátor generuje sinusový signál včetně frekvence, takže přijímač je schopen generovat přesnou mezifrekvenci nebo výslednou frekvenci pro další zesílení a také převod na detekci zvuku.
Místní oscilátor pracuje
Lokální oscilátor pracující se směšovačem v superheterodynním rádiovém přijímači je znázorněn níže. Obecně platí, že superheterodynní rádiový přijímač míchá frekvenci přijímaného signálu s frekvencí generovaného signálu prostřednictvím lokálního oscilátoru.
Nejprve přijímač přijímá signály z antény. Poté jsou tyto signály přiváděny do RF zesilovače. V tomto zesilovači jsou signály vyladěny pro odstranění nežádoucích signálů z jiných frekvencí.
Z RF zesilovače se naladěné signály mísí s generovanými příchozími signály místní frekvence z místního oscilátoru. Tento postup míchání lze provést v mixéru a vytvoří IF (střední frekvence).
IF vzniklý smícháním je pro zpracování vhodnější než původní nosná frekvence.
Poté je mezifrekvence zesílena a filtrována. Takže tato amplituda je jednoduše udržována přes omezovač. Během filtrování lze tedy vybrat signály konkrétního kanálu. Ve srovnání s RF filtrováním lze IF filtr naladit lépe než RF filtr, protože je navržen hlavně pro pevnou frekvenci.
Poté je tento signál předán demodulátoru, který je také známý jako FM detektor. Takže tento detektor jednoduše demoduluje výstup. Je tedy také možné přepínat mezi různými demodulátory pro dosažení preferované formy výstupu.
Poté je tento demodulovaný signál zesílen reproduktorem, kde se mění na zvukové signály se slyšitelnou frekvencí.
Specialitou superheterodynního FM přijímače je tedy smíchat původní příchozí frekvenci ze zdroje s generovanou frekvencí, což umožňuje přijímači filtrovat a vybírat pouze preferované RF signály.
Schéma obvodu místního oscilátoru
Zde vysvětlíme lokální oscilátor pracující v superheterodynním přijímači. Schéma zapojení superheterodynního přijímače využívajícího lokální oscilátor je uvedeno níže.
Heterodynový přijímač je elektronický obvod, který přenáší signál z jednoho nosného signálu na jiný nosný signál prostřednictvím jiné frekvence. Smíchá i/p signál s vygenerovanou vlnou přes oscilátor, aby generoval dva nové signály, které jsou známé jako beaty. Heterodynování je snadný postup, který se řídí zákony trigonometrie, většina heterodynů jsou velmi složitá zařízení s několika zesilovače a filtry.
Beat je zde signál generovaný dvěma i/pt signály o různých frekvencích. Obecně heterodynní přijímač generuje dva údery, kde jeden úder má frekvenci, která je množstvím smíšených frekvencí, zatímco druhý úder má frekvenci, která je variací mezi smíšenými frekvencemi. Takže například i/p signál obsahující 10MHz nosnou vlnu je smíchán s 15MHz nosným signálem, aby se vytvořily dva o/p údery. Vyšší takt má frekvenci 25 MHz a nižší takt má frekvenci 5 MHz.
Superheterodynní přijímač využívá principu heterodynu, aby umožnil identifikaci vysokofrekvenčních signálů prostřednictvím nízkofrekvenčních přijímačů. Jakmile signál přijde do superheterodynního přijímače, pak je jednoduše zesílen a smíchán signálem místního oscilátoru, než je filtrován pro generování IF (střední frekvence). Obvykle je před dosažením výstupu opět zesílen a filtrován. Přijímač se ladí změnou vlnové frekvence oscilátoru.
Existuje mnoho lokálních oscilátorů, které jsou široce používány v rádiových přijímačích; Hartleyho oscilátor, laděný kolektorový oscilátor a krystalový oscilátor.
Chcete-li se o tom dozvědět více, přejděte na tento odkaz Hartleyho oscilátor .
Chcete-li se o tom dozvědět více, přejděte na tento odkaz Vyladěný kolektorový oscilátor .
Chcete-li se o tom dozvědět více, přejděte na tento odkaz krystalový oscilátor .
Vzorec frekvence místního oscilátoru
V lokálním oscilátoru, když směšovač generuje jak součtovou, tak rozdílovou frekvenci, je dosažitelné produkovat 455 kHz IF signál, pokud je oscilátor buď pod nebo nad IF.
Případ 1:
Když je lokální oscilátor nad IF, pak potřebuje naladit přibližně od 1 do 2 MHz. Normálně je to kondenzátor v laděném obvodu RLC, který se mění tak, aby reguloval střední frekvenci, když je induktor pevná.
Od té doby fc = 1/2π√LC
Řešením C = 1/L(2nfc)^2
Jakmile je ladicí frekvence nejvyšší, pak je ladicí kondenzátor minimální. Když známe frekvenční rozsah, který má být vytvořen, můžeme odvodit požadovaný kapacitní rozsah.
Cmax/Cmin = L(2πfmax)^2/ L(2πfmin)^2
= L(2MHz)^2/L(2nfmin)^2
= (2 MHz/1 MHz) 2 = 4
Případ 2:
Když je lokální oscilátor pod IF, pak oscilátor potřebuje naladit přibližně od 45 kHz do 1145 kHz. Tak,
Cmax/Cmin = (1145 kHz/45 kHz)^2 = 648.
U tohoto typu rozsahu není praktické vyrobit laditelný kondenzátor. Oscilátor v normálním AM přijímači je tedy v rádiovém pásmu.
Proč se používají lokální oscilátory?
Tyto oscilátory se používají pro změnu frekvence signálu pomocí směšovače v přijímači.
Proč je frekvence lokálního oscilátoru vyšší?
Frekvence oscilátoru je vždy vyšší ve srovnání s frekvencí signálu, protože vyšší frekvence je normálně upřednostňována v super heterodyningovém přijímači, aby se ponechala větší vzdálenost mezi rozdílem mezi jinak střední frekvencí a dalšími dvěma frekvencemi, takže mezifrekvenční signál je jednodušeji přenášen skrz filtr a původní dva signály budou zeslabeny.
Výhody
The výhody lokálního oscilátoru zahrnout následující.
- Lokální oscilátor v radiokomunikačním systému je hlavním zdrojem fázového šumu.
- V rádiových přijímačích funkce kombinovaného lokálního oscilátoru a směšovače v jediném aktivním zařízení snižují cenu, prostor a spotřebu energie.
- Tento oscilátor zpracovává signál na pevné frekvenci, aby zlepšil výkon rádiového přijímače.
Aplikace
The aplikace lokálních oscilátorů zahrnout následující.
- Lokální oscilátory se používají v mnoha komunikačních obvodech, jako jsou set-top boxy kabelové televize, modemy, telemetrické systémy, mikrovlnné reléové systémy, frekvenční multiplexní systémy používané v telefonních dálkových vedeních, radioteleskopy, atomové hodiny a vojenské elektronické protiopatření.
- Používají se v superheterodynních přijímačích a radiokomunikačních systémech.
- Tyto oscilátory jsou nezbytné vždy, když se heterodynizace používá v architektuře přijímače ke změně
- HF signály do IF spektra pro snadné zpracování.
- Mikrovlnné frekvence při příjmu satelitní televize se používají od satelitu dolů k přijímací anténě k převodu na nižší frekvence pomocí oscilátoru a směšovače upevněním na anténu.
Tedy, toto je přehled lokálního oscilátoru – práce s aplikacemi. Tento oscilátor hraje klíčovou roli v FM přijímači. Je to nejvýznamnější obvod v celém přijímači, protože jakákoli nestabilita nebo drift uvnitř oscilátoru se přemění na drift a nestabilitu v přijímaném signálu. Zde je pro vás otázka, jaký typ oscilátoru se používá jako lokální oscilátor?
