oscilator local (oscilator principal) în receptor (transmiţător) în majoritatea cazurilor se numește generator de semnal, care determină frecvența de recepție. Deși rolul său este numit auxiliar, are un impact foarte semnificativ asupra calității dispozitivului de recepție sau de transmisie.
Conţinut
Scopul oscilatorului local și principiul recepției heterodine
În zorii recepției radio, când construiau circuite de recepție, aceștia s-au renunțat la oscilatorii locali. Semnalul selectat de circuitul oscilator de intrare a fost amplificat, apoi a fost detectat și alimentat la un amplificator de joasă frecvență. Odată cu dezvoltarea circuitelor, a apărut problema construirii unui amplificator de radiofrecvență cu un câștig mare.
Pentru a acoperi o gamă largă, a fost realizat cu o lățime de bandă largă, ceea ce l-a făcut predispus la autoexcitare. Amplificatoarele comutate s-au dovedit a fi prea complexe și greoaie.
Totul s-a schimbat odată cu inventarea recepției heterodine.Semnalul de la oscilatorul reglabil (sau fix) este transmis la mixer. Semnalul recepționat este alimentat către cealaltă intrare a mixerului, iar ieșirea este un număr mare de frecvențe combinate, care sunt sumele și diferențele de frecvențe ale oscilatorului local și semnalul primit în diferite combinații. Aplicațiile practice au de obicei două frecvențe:
- fheterodin-fsemnal;
- semnal f - f heterodin.
Aceste frecvențe se numesc frecvențe în oglindă una față de cealaltă. Recepția se realizează pe un canal, al doilea este filtrat de circuitele de intrare ale receptorului. Diferența se numește frecvență intermediară (IF), valoarea acesteia este aleasă la proiectarea dispozitivului de recepție sau de transmisie. Frecvențele combinate rămase sunt filtrate de un filtru de frecvență intermediară.
Pentru echipamentele industriale, există standarde pentru alegerea valorii IF. În echipamentele de amatori, această frecvență este selectată din diferite condiții, inclusiv disponibilitatea componentelor pentru construirea unui filtru de bandă îngustă.
Frecvența intermediară selectată de filtru este amplificată în amplificatorul IF. Deoarece această frecvență este fixă, iar lățimea de bandă este mică (2,5 ... 3 kHz sunt suficiente pentru a transmite informații vocale), amplificatorul pentru aceasta poate fi ușor realizat în bandă îngustă cu un câștig mare.
Există circuite în care se utilizează frecvența totală - f semnal + f heterodin. Astfel de scheme sunt denumite scheme de „transformare ascendentă”. Acest principiu simplifică construcția circuitelor de intrare ale receptorului.
Există și o tehnică de conversie directă (a nu se confunda cu amplificarea directă!), în care recepția se realizează aproape la frecvența oscilatorului local.Un astfel de circuit este caracterizat de simplitatea proiectării și ajustării, dar echipamentul de conversie directă are defecte inerente care degradează semnificativ calitatea muncii.
Transmițătorul folosește și oscilatoare locale. Ei îndeplinesc funcția opusă - transferă semnalul modulat de joasă frecvență la frecvența de transmisie. În echipamentele de comunicație, pot exista mai mulți oscilatori locali. Deci, dacă se folosește un circuit cu două sau mai multe conversii de frecvență, acesta utilizează, respectiv, două sau mai multe oscilatoare locale. De asemenea, circuitul poate conține oscilatori locali care îndeplinesc funcții suplimentare - restabilirea unui purtător suprimat în timpul transmisiei, formarea pachetelor telegrafice etc.
Puterea oscilatorului local din receptor este mică. Câțiva miliwați în majoritatea cazurilor sunt de ajuns pentru orice sarcină. Dar semnalul oscilatorului local, dacă circuitul receptorului o permite, se poate scurge în antenă și poate fi recepționat la o distanță de câțiva metri.
Există o legendă printre amatorii de radio că, în timpul interzicerii de a asculta posturile de radio occidentale, reprezentanții serviciilor speciale se plimbau de-a lungul intrărilor caselor cu receptoare reglate pe frecvențele „vocilor inamice” (ajustate pentru o frecvență intermediară) . Prin prezența semnalelor, ar fi fost posibil să se determine cine asculta emisiunile interzise.
Cerințe pentru parametrii oscilatorului local
Principala cerință pentru un semnal de oscilator local este puritatea spectrală. Dacă oscilatorul local generează o altă tensiune decât o sinusoidă, atunci în mixer apar frecvențe combinate suplimentare.Dacă se încadrează în banda de transparență a filtrelor de intrare, acest lucru duce la canale de recepție suplimentare, precum și la apariția unor „puncte lovite” - la unele frecvențe de recepție, apare un fluier care interferează cu primirea unui semnal util.
O altă cerință este stabilitatea nivelului semnalului de ieșire și a frecvenței acestuia. Al doilea este deosebit de important atunci când se prelucrează semnale cu purtător suprimat (SSB (OBP), DSB (DBP), etc.) Nu este dificil să se obțină invarianța nivelului de ieșire prin utilizarea regulatoarelor de tensiune pentru a alimenta oscilatoarele master și alegând modul corect al elementului activ (tranzistor).
Constanța frecvenței depinde de stabilitatea elementelor de frecvență de antrenare (capacitatea și inductanța circuitului oscilator), precum și de invarianța capacității de montare. Instabilitatea elementelor LC este determinată, în cea mai mare parte, de schimbarea temperaturii în timpul funcționării oscilatorului local. Pentru a stabiliza componentele circuitului, acestea sunt plasate în termostate și sunt utilizate și măsuri speciale pentru a compensa abaterile de temperatură în valorile capacității și inductanței. Inductoarele sunt de obicei făcute pentru a fi complet stabile termic.
Pentru aceasta, se folosesc modele speciale - bobinele sunt înfășurate cu o tensiune puternică a firului, spirele sunt umplute cu un compus pentru a preveni deplasarea spirelor, firul este ars într-un cadru ceramic etc.
Pentru a reduce efectul temperaturii asupra capacității condensatorului de comandă, acesta este alcătuit din două sau mai multe elemente, selectându-le cu valori și semne diferite ale coeficientului de temperatură al capacității, astfel încât să fie compensate reciproc în timpul încălzirii sau răcirii.
Din cauza problemelor legate de stabilitatea termică, oscilatoarele locale controlate electronic, în care varicaps sunt folosite ca capacitate, nu sunt utilizate pe scară largă. Dependența lor de încălzire este neliniară și este foarte dificil de compensat. Prin urmare, varicaps sunt folosite doar ca elemente de detonare.
Capacitatea de montare se adaugă la capacitatea condensatorului de antrenare, iar instabilitatea acestuia duce, de asemenea, la o deviere a frecvenței. Pentru a evita instabilitatea montării, toate elementele oscilatorului local trebuie montate foarte rigid pentru a evita chiar și deplasări minime unul față de celălalt.
O adevărată descoperire în construcția de oscilatoare master a fost dezvoltarea în anii 30 ai secolului trecut a tehnologiei de turnare a pulberii în Germania. Acest lucru a făcut posibilă producerea de forme tridimensionale complexe pentru componentele echipamentelor radio, ceea ce a făcut posibilă obținerea unei rigidități de montare fără precedent la acea vreme. Acest lucru a făcut posibilă aducerea fiabilității sistemelor de comunicații radio Wehrmacht la un nou nivel.
Dacă oscilatorul local nu este reglabil, elementul de setare a frecvenței este de obicei rezonator cu cuarț. Acest lucru face posibilă obținerea unei stabilități de generație extrem de ridicate.
În ultimii ani, a existat o tendință de tranziție în utilizarea sintetizatoarelor digitale de frecvență ca oscilatoare locale în loc de oscilatoare LC. Stabilitatea tensiunii și frecvenței de ieșire în ele este ușor de realizat, dar puritatea spectrală lasă de dorit, mai ales dacă semnalul este generat folosind microcircuite ieftine.
Astăzi, vechile tehnologii de recepție radio sunt înlocuite cu altele noi, precum DDC - digitalizare directă.Momentul nu este departe când oscilatorii locali din echipamentele de recepție vor dispărea ca o clasă. Dar acest lucru nu va veni atât de curând, așa că cunoștințele despre heterodine și principiile recepției heterodine vor fi solicitate pentru o lungă perioadă de timp.
Articole similare:
