paikallinen oskillaattori (pääoskillaattori) vastaanottimessa (lähetin) kutsutaan useimmissa tapauksissa signaaligeneraattoriksi, joka määrittää vastaanottotaajuuden. Vaikka sen roolia kutsutaan apuvälineeksi, sillä on erittäin merkittävä vaikutus vastaanottavan tai lähettävän laitteen laatuun.
Sisältö
Paikallisoskillaattorin tarkoitus ja heterodyne-vastaanoton periaate
Radiovastaanoton kynnyksellä vastaanotinpiirejä rakennettaessa he luopuivat paikallisoskillaattorista. Tulon värähtelypiirin valitsema signaali vahvistettiin, sitten se tunnistettiin ja syötettiin matalataajuiseen vahvistimeen. Piirien kehityksen myötä on syntynyt ongelma suuren vahvistuksen omaavan radiotaajuusvahvistimen rakentamisessa.
Suuren alueen kattamiseksi se suoritettiin laajalla kaistanleveydellä, mikä teki siitä alttiita itseherätykselle. Kytketyt vahvistimet osoittautuivat liian monimutkaisiksi ja hankalia.
Kaikki muuttui heterodyne-vastaanoton keksimisen myötä.Viritettävän (tai kiinteän) oskillaattorin signaali syötetään sekoittimeen. Vastaanotettu signaali syötetään sekoittimen toiseen tuloon ja ulostulona on valtava määrä yhdistelmätaajuuksia, jotka ovat paikallisoskillaattorin ja vastaanotetun signaalin taajuuksien summat ja erot erilaisissa yhdistelmissä. Käytännön sovelluksissa on yleensä kaksi taajuutta:
- fheterodyne-f-signaali;
- f signaali - f heterodyne.
Näitä taajuuksia kutsutaan peilitaajuuksiksi suhteessa toisiinsa. Vastaanotto tapahtuu yhdellä kanavalla, toinen suodatetaan vastaanottimen tulopiireillä. Erotusta kutsutaan välitaajuudeksi (IF), sen arvo valitaan vastaanotto- tai lähetyslaitetta suunniteltaessa. Loput yhdistelmätaajuudet suodatetaan pois välitaajuussuodattimella.
Teollisuuslaitteille on olemassa standardit IF-arvon valitsemiseksi. Amatöörilaitteissa tämä taajuus valitaan useista ehdoista, mukaan lukien komponenttien saatavuus kapeakaistaisen suodattimen rakentamiseen.
Suodattimen valitsema välitaajuus vahvistetaan IF-vahvistimessa. Koska tämä taajuus on kiinteä ja kaistanleveys pieni (2,5 ... 3 kHz riittää puheinformaation välittämiseen), sen vahvistin voidaan helposti tehdä kapeakaistaiseksi suurella vahvistuksella.
On piirejä, joissa käytetään kokonaistaajuutta - f signaali + f heterodyne. Tällaisia järjestelmiä kutsutaan "ylöspäin muunnosjärjestelmiksi". Tämä periaate yksinkertaistaa vastaanottimen tulopiirien rakennetta.
On myös suora muunnostekniikka (ei pidä sekoittaa suoraan vahvistukseen!), Jossa vastaanotto suoritetaan melkein paikallisella oskillaattoritaajuudella.Tällaisille piireille on ominaista suunnittelun ja säädön yksinkertaisuus, mutta suoramuunnoslaitteissa on luontaisia puutteita, jotka heikentävät merkittävästi työn laatua.
Lähetin käyttää myös paikallisoskillaattorit. Ne suorittavat päinvastaisen toiminnon - ne siirtävät matalataajuisen moduloidun signaalin lähetystaajuudelle. Viestintälaitteissa voi olla useita paikallisoskillaattorit. Joten jos käytetään piiriä, jossa on kaksi tai useampia taajuusmuunnoksia, se käyttää vastaavasti kahta tai useampaa paikallisoskillaattoria. Piiri voi myös sisältää paikallisia oskillaattoreita, jotka suorittavat lisätoimintoja - lähetyksen aikana tukahdutetun kantoaallon palauttamisen, lennätinpakettien muodostamisen jne.
Paikallisoskillaattorin teho vastaanottimessa on pieni. Useimmissa tapauksissa muutama milliwatti riittää mihin tahansa tehtävään. Mutta paikallinen oskillaattorisignaali, jos vastaanotinpiiri sallii, voi vuotaa antenniin, ja se voidaan vastaanottaa useiden metrien etäisyydeltä.
Radioamatöörien keskuudessa on legenda, että länsimaisten radioasemien kuuntelukiellon aikana erikoispalveluiden edustajat kävelivät talojen sisäänkäyntiä pitkin vastaanottimilla, jotka oli viritetty "vihollisen äänien" taajuuksille (säädetty välitaajuudelle). . Signaalien perusteella oli väitetysti mahdollista määrittää, kuka kuunteli kiellettyjä lähetyksiä.
Vaatimukset paikallisoskillaattorin parametreille
Paikallisoskillaattorisignaalin päävaatimus on spektrin puhtaus. Jos paikallinen oskillaattori generoi muun jännitteen kuin siniaallon, sekoittimeen ilmestyy ylimääräisiä yhdistelmätaajuuksia.Jos ne putoavat tulosuodattimien läpinäkyvyyskaistalle, tämä johtaa ylimääräisiin vastaanottokanaviin sekä "iskupisteiden" ilmestymiseen - joillain vastaanottotaajuuksilla esiintyy vihellys, joka häiritsee hyödyllisen signaalin vastaanottamista.
Toinen vaatimus on lähtösignaalin tason ja sen taajuuden vakaus. Toinen on erityisen tärkeä käsiteltäessä signaaleja tukahdutetun kantoaallon kanssa (SSB (OBP), DSB (DBP) jne.) Lähtötason invarianssia ei ole vaikea saada aikaan käyttämällä jännitteensäätimiä pääoskillaattorien virransyöttöön ja valitsemalla aktiivisen elementin (transistorin) oikea tila.
Taajuuden pysyvyys riippuu käyttötaajuuselementtien stabiilisuudesta (värähtelypiirin kapasitanssi ja induktanssi) sekä asennuskapasitanssin invarianssista. LC-elementtien epästabiilisuus määräytyy suurimmaksi osaksi paikallisoskillaattorin toiminnan aikana tapahtuvan lämpötilan muutoksen perusteella. Piirin komponenttien stabiloimiseksi ne sijoitetaan termostaatteihin, ja erityisillä toimenpiteillä kompensoidaan myös kapasitanssi- ja induktanssiarvojen lämpötilapoikkeamia. Induktorit tehdään yleensä täysin lämpöstabiileiksi.
Tätä varten käytetään erikoismalleja - kelat kääritään vahvalla langan kireydellä, kierrokset täytetään yhdisteellä kierrosten siirtymisen estämiseksi, lanka poltetaan keraamiseen runkoon jne.
Lämpötilan vaikutuksen vähentämiseksi käyttökondensaattorin kapasitanssiin se koostuu kahdesta tai useammasta elementistä, jotka valitaan eri arvoilla ja kapasitanssin lämpötilakertoimen merkeillä siten, että ne kompensoidaan keskenään lämmityksen tai jäähdytyksen aikana.
Lämpöstabiilisuusongelmien vuoksi elektronisesti ohjatut paikallisoskillaattorit, joissa kapasitanssina käytetään varikaappeja, eivät ole laajalti käytössä. Niiden riippuvuus lämmityksestä on epälineaarinen, ja sitä on erittäin vaikea kompensoida. Siksi varikapeita käytetään vain virityselementteinä.
Asennuskapasitanssi summautuu ajokondensaattorin kapasitanssiin, ja sen epävakaus johtaa myös taajuusryömimään. Asennuksen epävakauden välttämiseksi kaikki paikallisoskillaattorin elementit on asennettava erittäin jäykästi, jotta vältetään vähäisetkin siirtymät toisiinsa nähden.
Todellinen läpimurto mestarioskillaattorien rakentamisessa oli jauhevalutekniikan kehitys Saksassa viime vuosisadan 30-luvulla. Tämä mahdollisti monimutkaisten kolmiulotteisten muotojen valmistamisen radiolaitteiden komponenteille, mikä mahdollisti tuolloin ennennäkemättömän asennusjäykkyyden saavuttamisen. Tämä mahdollisti Wehrmachtin radioviestintäjärjestelmien luotettavuuden nostamisen uudelle tasolle.
Jos paikallisoskillaattori ei ole viritettävä, taajuuden asetuselementti on yleensä kvartsiresonaattori. Tämä mahdollistaa erittäin korkean sukupolven vakauden.
Digitaalisten taajuussyntetisaattoreiden käytössä paikallisoskillaattorina LC-oskillaattorien sijaan on viime vuosina ollut siirtymäsuuntaus. Lähtöjännitteen ja taajuuden vakaus niissä saavutetaan helposti, mutta spektrin puhtaus jättää paljon toivomisen varaa, varsinkin jos signaali tuotetaan edullisilla mikropiireillä.
Nykyään vanhat radiovastaanottotekniikat korvataan uusilla, kuten DDC - suora digitalisointi.Ei ole kaukana aika, jolloin paikallisoskillaattorit vastaanottavista laitteista katoavat luokkana. Mutta tämä ei tule niin pian, joten tietämys heterodyneistä ja heterodyne-vastaanoton periaatteista tulee olemaan kysyntää vielä pitkään.
Samanlaisia artikkeleita:
