helyi oszcillátor (mester oszcillátor) a vevőben (adó) a legtöbb esetben jelgenerátornak nevezik, amely meghatározza a vétel gyakoriságát. Bár szerepét segédeszköznek nevezik, igen jelentős hatással van a vevő vagy adó eszköz minőségére.
Tartalom
A lokális oszcillátor célja és a heterodin vétel elve
A rádióvétel hajnalán a vevőáramkörök kiépítésekor eltekintettek a helyi oszcillátoroktól. A bemeneti oszcillációs áramkör által kiválasztott jelet felerősítették, majd detektálták és egy kisfrekvenciás erősítőre táplálták. Az áramkörök fejlődésével felmerült a nagy nyereségű rádiófrekvenciás erősítő megépítésének problémája.
A nagy tartomány lefedése érdekében széles sávszélességgel végezték, ami hajlamossá tette az öngerjesztésre. A kapcsolt erősítők túl bonyolultnak és nehézkesnek bizonyultak.
Minden megváltozott a heterodin vétel feltalálásával.A hangolható (vagy rögzített) oszcillátor jele a keverőbe kerül. A vett jel a keverő másik bemenetére kerül, a kimenet pedig hatalmas számú kombinációs frekvencia, amely a helyi oszcillátor és a vett jel frekvenciáinak összege és különbsége különböző kombinációkban. A gyakorlati alkalmazásoknak általában két frekvenciája van:
- fheterodin-fjel;
- f jel - f heterodin.
Ezeket a frekvenciákat egymáshoz viszonyított tükörfrekvenciáknak nevezzük. A vétel egy csatornán történik, a másodikat a vevő bemeneti áramkörei szűrik ki. A különbséget közbülső frekvenciának (IF) nevezzük, értékét a vevő vagy adó berendezés tervezésekor választjuk meg. A fennmaradó kombinációs frekvenciákat egy köztes frekvenciaszűrő szűri ki.
Az ipari berendezéseknél szabványok vonatkoznak az IF érték kiválasztására. Az amatőr berendezésekben ezt a frekvenciát különféle feltételek közül választják ki, beleértve a keskeny sávú szűrő építéséhez szükséges alkatrészek rendelkezésre állását.
A szűrő által kiválasztott köztes frekvencia az IF erősítőben felerősítésre kerül. Mivel ez a frekvencia fix, és a sávszélesség kicsi (2,5 ... 3 kHz elegendő a hanginformáció továbbításához), az ehhez tartozó erősítő könnyen keskeny sávúvá tehető nagy erősítéssel.
Vannak áramkörök, ahol a teljes frekvenciát használják - f jel + f heterodin. Az ilyen sémákat „felfelé mutató átalakítási” sémáknak nevezzük. Ez az elv leegyszerűsíti a vevő bemeneti áramköreinek felépítését.
Van egy közvetlen konverziós technika is (nem tévesztendő össze a közvetlen erősítéssel!), amelyben a vétel szinte a helyi oszcillátor frekvenciáján történik.Az ilyen áramköröket a tervezés és a beállítás egyszerűsége jellemzi, de a közvetlen átalakító berendezéseknek vannak olyan eredendő hibái, amelyek jelentősen rontják a munka minőségét.
Az adó helyi oszcillátorokat is használ. Ellentétes funkciót látnak el - az alacsony frekvenciájú modulált jelet az adási frekvenciára továbbítják. A kommunikációs berendezésekben több helyi oszcillátor is lehet. Tehát, ha két vagy több frekvenciakonverziós áramkört használunk, az két vagy több helyi oszcillátort használ. Ezenkívül az áramkör tartalmazhat helyi oszcillátorokat, amelyek további funkciókat látnak el - az átvitel során elnyomott hordozó helyreállítása, távirati csomagok kialakítása stb.
A vevőben lévő helyi oszcillátor teljesítménye kicsi. Néhány milliwatt a legtöbb esetben elegendő bármilyen feladathoz. De a helyi oszcillátor jele, ha a vevő áramköre ezt megengedi, beszivároghat az antennába, és több méter távolságból is fogható.
A rádióamatőrök között van egy legenda, hogy a nyugati rádióállomások hallgatásának tilalma idején a speciális szolgálatok képviselői az "ellenséges hangok" frekvenciájára hangolt vevőkkel sétáltak végig a házak bejáratánál (köztes frekvenciára igazítva). . A jelek megléte alapján állítólag meg lehetett állapítani, hogy ki hallgatta a tiltott adásokat.
A lokális oszcillátor paramétereinek követelményei
A helyi oszcillátor jelének fő követelménye a spektrális tisztaság. Ha a helyi oszcillátor a szinuszostól eltérő feszültséget generál, akkor további kombinációs frekvenciák jelennek meg a keverőben.Ha a bemeneti szűrők átlátszósági sávjába esnek, ez további vételi csatornákhoz, valamint "ütési pontok" megjelenéséhez vezet - egyes vételi frekvenciákon síp lép fel, amely zavarja a hasznos jel vételét.
További követelmény a kimeneti jel szintjének és frekvenciájának stabilitása. A második különösen fontos elnyomott vivővel (SSB (OBP), DSB (DBP) stb. történő jelek feldolgozásakor. Nem nehéz meghatározni a kimeneti szint invarianciáját, ha feszültségszabályozókat használnak a fő oszcillátorok táplálására és kiválasztják a az aktív elem (tranzisztor) helyes üzemmódja.
A frekvencia állandósága a hajtófrekvenciás elemek stabilitásától (az oszcillációs áramkör kapacitásától és induktivitásától), valamint a szerelési kapacitás invarianciájától függ. Az LC-elemek instabilitását nagyrészt a helyi oszcillátor működése közbeni hőmérséklet-változás határozza meg. Az áramkör elemeinek stabilizálása érdekében termosztátokba helyezik azokat, és speciális intézkedésekkel kompenzálják a kapacitás és induktivitás értékek hőmérsékleti eltéréseit is. Az induktorok általában teljesen termikusan stabilak.
Ehhez speciális kialakításokat alkalmaznak - a tekercseket erős huzalfeszítéssel tekercselik, a meneteket egy keverékkel töltik fel, hogy megakadályozzák a menetek elmozdulását, a huzalt kerámia keretbe égetik stb.
A hőmérsékletnek a meghajtó kondenzátor kapacitására gyakorolt hatásának csökkentése érdekében két vagy több elemből áll, amelyek különböző értékekkel és a kapacitás hőmérsékleti együtthatójának előjeleivel vannak kiválasztva úgy, hogy a fűtés vagy hűtés során kölcsönösen kompenzálódnak.
A hőstabilitással kapcsolatos problémák miatt az elektronikusan vezérelt helyi oszcillátorokat, ahol a varikapokat kapacitásként használják, nem használják széles körben. A fűtéstől való függésük nem lineáris, és ezt nagyon nehéz kompenzálni. Ezért a varikapokat csak hangolóelemként használják.
A szerelési kapacitás összeadódik a meghajtó kondenzátor kapacitásával, és instabilitása is frekvencia eltolódáshoz vezet. A szerelési instabilitás elkerülése érdekében a helyi oszcillátor minden elemét nagyon mereven kell felszerelni, hogy elkerüljük a minimális egymáshoz képesti eltolódásokat is.
A mesteroszcillátorok gyártásában igazi áttörést jelentett a poröntési technológia múlt század 30-as éveinek németországi fejlesztése. Ez lehetővé tette a rádióberendezések alkatrészeinek összetett háromdimenziós formák előállítását, amelyek lehetővé tették az akkoriban példátlan szerelési merevség elérését. Ez lehetővé tette a Wehrmacht rádiókommunikációs rendszerek megbízhatóságának új szintre emelését.
Ha a helyi oszcillátor nem hangolható, a frekvencia-beállító elem általában az kvarc rezonátor. Ez rendkívül magas generációs stabilitás elérését teszi lehetővé.
Az utóbbi években átalakuló tendencia figyelhető meg a digitális frekvenciaszintetizátorok lokális oszcillátorként való használatában az LC oszcillátorok helyett. A kimeneti feszültség és frekvencia stabilitása könnyen elérhető, de a spektrális tisztaság sok kívánnivalót hagy maga után, különösen, ha a jelet olcsó mikroáramkörök segítségével állítják elő.
Ma a régi rádióvételi technológiákat újak váltják fel, mint például a DDC – közvetlen digitalizálás.Nincs messze az az idő, amikor a helyi oszcillátorok a vevőberendezésben osztályként eltűnnek. De ez nem jön el olyan hamar, így a heterodinokról és a heterodin fogadás alapelveiről szóló ismeretekre még sokáig lesz igény.
Hasonló cikkek:
