Ostsillaator on elektrooniline või mehaaniline seade, mida kasutatakse võnkuva või perioodilise elektroonilise signaali, sageli siinuslaine, genereerimiseks. Üldiselt teisendab ostsillaator alalisvoolu toiteallikast vahelduvvoolu signaaliks. Seega on need rakendatavad paljudele elektroonikaseadmetele, alates lihtsatest CLK-generaatoritest kuni digitaalsete seadmete, keerukate arvutiteni jne. ostsillaatorite tüübid saadaval, mida kasutatakse selliste nõuete alusel nagu Harmonic, Tuned Circuit, RC Crystal jne. Seega käsitletakse selles artiklis üht tüüpi ostsillaatoreid, näiteks kohalik ostsillaator – rakendustega töötamine.
Mis on lokaalne ostsillaator?
Kohalik ostsillaator on üht tüüpi ostsillaator, mida kasutatakse signaali sageduse muutmiseks vastuvõtjas oleva segisti abil. See signaali sageduse muutmise protseduur, mida nimetatakse ka heterodünimiseks, genereerib ostsillaatori sageduse ja sisendsignaali sageduse summa ja erinevuse sagedused. Erinevates vastuvõtjates on selle ostsillaatori ja mikseri funktsioonid ühendatud ühes etapis, mida nimetatakse muunduriks, mis vähendab energiatarbimist, kulusid ja ruumi. Kohalik ostsillaator genereerib sinusoidaalse signaali, mis sisaldab sagedust, nii et vastuvõtja on võimeline genereerima täpset vahesagedust või sellest tulenevat sagedust edasiseks võimendamiseks ja muundamiseks helituvastuseks.
Kohalik ostsillaator töötab
Allpool on näidatud lokaalne ostsillaator, mis töötab superheterodüünraadiovastuvõtja mikseriga. Üldiselt segab superheterodüünraadiovastuvõtja kohaliku ostsillaatori kaudu vastuvõetud signaali sagedust genereeritud signaali sagedusega.
Esiteks võtab vastuvõtja antenni signaalid vastu. Pärast seda suunatakse need signaalid RF-võimendisse. Selles võimendis on signaalid häälestatud soovimatute signaalide eemaldamiseks teistelt sagedustelt.
RF-võimendi häälestatud signaalid segunevad kohaliku ostsillaatori poolt genereeritud sissetulevate lokaalse sagedusega signaalidega. Seda segamisprotseduuri saab teha segistis ja see loob IF (vahesagedus).
Segamisel tekkinud IF on töötlemiseks sobivam kui algne kandesagedus.
Pärast seda vahesagedust võimendatakse ja filtreeritakse. Nii et seda amplituudi hoitakse lihtsalt läbi piiraja. Seega saab kogu filtreerimise ajal valida konkreetse kanali signaale. Võrreldes RF-filtrimisega saab IF-filtrit paremini häälestada kui RF-filtrit, kuna see on mõeldud peamiselt fikseeritud sagedusele.
Pärast seda antakse see signaal demodulaatorile, mida tuntakse ka FM-detektorina. Nii et see detektor lihtsalt demoduleerib väljundit. Seega on võimalik ka erinevate demodulaatorite vahel vahetada, et saavutada eelistatud väljundvorm.
Pärast seda võimendatakse seda demoduleeritud signaali valjuhääldiga, kus see muutub kuuldava sagedusega helisignaalideks.
Seega on superheterodüün-FM-vastuvõtja eripäraks allikast algse sissetuleva sageduse segamine genereeritud sagedusega, järelikult võimaldab see vastuvõtjal filtreerida ja valida ainult eelistatud RF-signaale.
Kohaliku ostsillaatori vooluringi skeem
Siin selgitame superheterodüünvastuvõtjas töötavat kohalikku ostsillaatorit. Allpool on näidatud kohalikku ostsillaatorit kasutava superheterodüünvastuvõtja skeem.
Heterodüünvastuvõtja on elektrooniline ahel, mis edastab signaali ühelt kandesignaalilt teisele kandesignaalile erineva sageduse kaudu. See segab i/p signaali genereeritud lainega läbi ostsillaatori, et genereerida kaks uut signaali, mida nimetatakse löökideks. Heterodüünimine on lihtne protseduur, mida reguleerivad trigonomeetria seadused, enamik heterodüüne on väga keerulised seadmed, millel on mitu võimendid ja filtrid.
Siin on löök signaal, mis on genereeritud kahe i/pt signaali poolt erinevatel sagedustel. Üldiselt genereerib heterodüünvastuvõtja kaks lööki, kus ühe löögi sagedus on segatud sageduste kogus, samas kui teise löögi sagedus on segatud sageduste vaheline variatsioon. Näiteks segatakse 10 MHz kandelainet sisaldav i/p signaal 15 MHz kandesignaaliga, et saada kaks o/p lööki. Kõrgemal taktil on sagedus 25 MHz ja madalamal sagedusel 5 MHz.
Superheterodüünvastuvõtja kasutab heterodüüni põhimõtet, et võimaldada kõrgsageduslike signaalide tuvastamist madala sagedusega vastuvõtjate kaudu. Kui signaal jõuab superheterodüünvastuvõtjasse, siis see lihtsalt võimendub ja segatakse kohaliku ostsillaatori signaaliga, enne kui see filtreeritakse, et genereerida IF (vahesagedus). Tavaliselt võimendatakse ja filtreeritakse enne väljundini jõudmist uuesti. Vastuvõtja häälestab ostsillaatori lainesagedust muutes.
Seal on palju kohalikke ostsillaatoreid, mida raadiovastuvõtjates laialdaselt kasutatakse; Hartley ostsillaator, häälestatud kollektorostsillaator ja kristallostsillaator.
Selle kohta lisateabe saamiseks vaadake seda linki Hartley ostsillaator .
Selle kohta lisateabe saamiseks vaadake seda linki Häälestatud kollektorostsillaator .
Selle kohta lisateabe saamiseks vaadake seda linki kristallostsillaator .
Kohaliku ostsillaatori sageduse valem
Kohalikus ostsillaatoris, kui mikser genereerib nii summa kui ka erinevuse sagedusi, on võimalik toota 455 kHz IF-signaali, kui ostsillaator on IF-st allpool või üle selle.
Juhtum1:
Kui kohalik ostsillaator on IF-st kõrgemal, peab see häälestama umbes 1 kuni 2 MHz. Tavaliselt on see häälestatud RLC-ahela kondensaator, mida muudetakse kesksageduse reguleerimiseks, kui induktiivpool on fikseeritud.
Alates fc = 1/2π√LC
Lahendades C = 1/L(2πfc)^2
Kui häälestussagedus on kõrgeim, on häälestuskondensaator minimaalne. Kui teame loodavat sagedusvahemikku, saame järeldada vajaliku mahtuvusvahemiku.
Cmax/Cmin = L(2πfmax)^2/ L(2πfmin)^2
= L(2MHz)^2/ L(2πfmin)^2
= (2MHz/1MHz)^2 = 4
Juhtum2:
Kui kohalik ostsillaator on IF-st allpool, peab ostsillaator häälestama umbes 45 kHz kuni 1145 kHz. Niisiis,
Cmax/Cmin = (1145kHz/45kHz)^2 = 648.
Seda tüüpi vahemiku puhul ei ole otstarbekas teha häälestatavat kondensaatorit. Seega on tavalise AM-vastuvõtja ostsillaator raadiosagedusalas.
Miks kasutatakse kohalikke ostsillaatoreid?
Neid ostsillaatoreid kasutatakse signaali sageduse muutmiseks vastuvõtjas oleva segistiga.
Miks on kohaliku ostsillaatori sagedus kõrgem?
Ostsillaatori sagedus on alati kõrgem võrreldes signaali sagedusega, kuna tavaliselt eelistatakse superheterodünaamilises vastuvõtjas kõrgemat sagedust, et jätta rohkem vahemaad muidu vahepealse sageduse ja kahe teise sageduse vahele, nii et vahesagedussignaali edastatakse lihtsamalt läbi. filter ja kaks algset signaali summutatakse.
Eelised
The lokaalse ostsillaatori eelised sisaldama järgmist.
- Raadiosidesüsteemi lokaalne ostsillaator on peamine faasimüra allikas.
- Raadiovastuvõtjates vähendavad nii kombineeritud lokaalse ostsillaatori kui ka mikseri funktsioonid ühes aktiivses seadmes energiatarbimise hinda, ruumi ja tarbimist.
- See ostsillaator töötleb raadiovastuvõtja jõudluse parandamiseks fikseeritud sagedusega signaali.
Rakendused
The lokaalsete ostsillaatorite rakendused sisaldama järgmist.
- Kohalikke ostsillaatoreid kasutatakse paljudes sideahelates, nagu kaabeltelevisiooni digiboksid, modemid, telemeetriasüsteemid, mikrolaine releesüsteemid, sagedusjaotusega multipleksimissüsteemid, mida kasutatakse telefoni magistraalliinides, raadioteleskoopides, aatomkellades ja sõjaväe elektroonilistes vastumeetmete süsteemides.
- Neid kasutatakse superheterodüünvastuvõtjates ja raadiosidesüsteemides.
- Need ostsillaatorid on vajalikud alati, kui vastuvõtja arhitektuuris kasutatakse muutmiseks heterodünimist
- Kõrgsagedussignaalid IF-spektrisse, et neid oleks lihtne töödelda.
- Satelliittelevisiooni vastuvõtu mikrolainesagedusi kasutatakse satelliidist kuni vastuvõtuantennini, et teisendada antenni külge kinnitatava ostsillaatori ja mikseri kaudu madalamateks sagedusteks.
Seega on see ülevaade lokaalsest ostsillaatorist – rakendustega töötamine. See ostsillaator mängib FM-vastuvõtjas võtmerolli. See on kõige olulisem vooluahel kogu vastuvõtjas, kuna igasugune ebastabiilsus või triiv ostsillaatoris muutub vastuvõetud signaali triiviks ja ebastabiilsuseks. Siin on teile küsimus, millist tüüpi ostsillaatorit kasutatakse lokaalse ostsillaatorina?
