ออสซิลเลเตอร์ท้องถิ่นคืออะไรในคำง่าย ๆ และใช้ที่ไหน

ออสซิลเลเตอร์ท้องถิ่น (มาสเตอร์ออสซิลเลเตอร์) ในเครื่องรับ (เครื่องส่งสัญญาณ) ในกรณีส่วนใหญ่เรียกว่าเครื่องกำเนิดสัญญาณซึ่งกำหนดความถี่ของการรับสัญญาณ แม้ว่าบทบาทจะเรียกว่าตัวช่วย แต่ก็มีผลกระทบอย่างมากต่อคุณภาพของอุปกรณ์รับหรือส่งสัญญาณ

วัตถุประสงค์ของออสซิลเลเตอร์ในพื้นที่และหลักการของการรับเฮเทอโรไดน์

ในช่วงเริ่มต้นของการรับสัญญาณวิทยุ เมื่อสร้างวงจรเครื่องรับ วงจรจะจ่ายด้วยออสซิลเลเตอร์ในพื้นที่ สัญญาณที่เลือกโดยวงจรออสซิลเลเตอร์อินพุตถูกขยาย จากนั้นจึงตรวจพบและป้อนไปยังแอมพลิฟายเออร์ความถี่ต่ำ ด้วยการพัฒนาวงจรปัญหาในการสร้างเครื่องขยายสัญญาณความถี่วิทยุที่มีอัตราขยายสูงได้เกิดขึ้น

เพื่อให้ครอบคลุมช่วงกว้าง จึงดำเนินการด้วยแบนด์วิดท์ที่กว้าง ซึ่งทำให้มีแนวโน้มที่จะกระตุ้นตัวเองได้ง่าย แอมพลิฟายเออร์แบบสวิตช์นั้นซับซ้อนและยุ่งยากเกินไป

ทุกอย่างเปลี่ยนไปด้วยการประดิษฐ์การรับเฮเทอโรไดน์สัญญาณจากออสซิลเลเตอร์ที่ปรับได้ (หรือคงที่) จะถูกป้อนไปยังมิกเซอร์ สัญญาณที่ได้รับจะถูกป้อนไปยังอินพุตอื่นของมิกเซอร์ และเอาต์พุตเป็นความถี่รวมจำนวนมาก ซึ่งเป็นผลรวมและความแตกต่างของความถี่ของออสซิลเลเตอร์ในพื้นที่และสัญญาณที่ได้รับในการรวมกันแบบต่างๆ การใช้งานจริงมักจะมีสองความถี่:

• เฟเทอโรไดน์-fsignal;
• f สัญญาณ - f heterodyne

ความถี่เหล่านี้เรียกว่าความถี่มิเรอร์ด้วยความเคารพซึ่งกันและกัน การรับจะดำเนินการในช่องเดียวส่วนที่สองจะถูกกรองโดยวงจรอินพุตของเครื่องรับ ความแตกต่างนี้เรียกว่าความถี่กลาง (IF) ค่าของมันจะถูกเลือกเมื่อออกแบบอุปกรณ์รับหรือส่งสัญญาณ ความถี่ผสมที่เหลือจะถูกกรองโดยตัวกรองความถี่กลาง

สำหรับอุปกรณ์อุตสาหกรรมมีมาตรฐานในการเลือกค่า IF ในอุปกรณ์มือสมัครเล่น ความถี่นี้จะถูกเลือกจากสภาวะต่างๆ รวมถึงความพร้อมของส่วนประกอบสำหรับการสร้างตัวกรองแถบความถี่แคบ

ความถี่กลางที่เลือกโดยตัวกรองจะถูกขยายในแอมพลิฟายเออร์ IF เนื่องจากความถี่นี้ได้รับการแก้ไขและแบนด์วิดท์มีขนาดเล็ก (2.5 ... 3 kHz เพียงพอที่จะส่งข้อมูลเสียง) แอมพลิฟายเออร์สำหรับมันจึงสามารถสร้างย่านความถี่แคบได้อย่างง่ายดายด้วยอัตราขยายสูง

มีวงจรที่ใช้ความถี่ทั้งหมด - f สัญญาณ + f heterodyne รูปแบบดังกล่าวเรียกว่าแผน "การเปลี่ยนแปลงขึ้น" หลักการนี้ช่วยลดความยุ่งยากในการสร้างวงจรอินพุตของเครื่องรับ

นอกจากนี้ยังมีเทคนิคการแปลงโดยตรง (เพื่อไม่ให้สับสนกับการขยายสัญญาณโดยตรง!) ซึ่งการรับจะดำเนินการเกือบที่ความถี่ออสซิลเลเตอร์ในพื้นที่วงจรดังกล่าวมีลักษณะเฉพาะในการออกแบบและปรับแต่งที่เรียบง่าย แต่อุปกรณ์แปลงตรงมีข้อบกพร่องโดยธรรมชาติซึ่งทำให้คุณภาพของงานลดลงอย่างมาก

เครื่องส่งสัญญาณยังใช้ออสซิลเลเตอร์ในพื้นที่ พวกเขาทำหน้าที่ตรงกันข้าม - พวกเขาถ่ายโอนสัญญาณมอดูเลตความถี่ต่ำไปยังความถี่การส่ง ในอุปกรณ์สื่อสาร อาจมีออสซิลเลเตอร์ในพื้นที่หลายตัว ดังนั้น หากใช้วงจรที่มีการแปลงความถี่ตั้งแต่สองตัวขึ้นไป วงจรนั้นจะใช้ออสซิลเลเตอร์ในพื้นที่สองตัวหรือมากกว่าตามลำดับ นอกจากนี้ วงจรอาจมีออสซิลเลเตอร์ในพื้นที่ที่ทำหน้าที่เพิ่มเติม - การคืนค่าของผู้ให้บริการที่ถูกระงับระหว่างการส่ง การก่อตัวของพัสดุโทรเลข ฯลฯ

พลังของออสซิลเลเตอร์ในเครื่องรับมีขนาดเล็ก ในกรณีส่วนใหญ่ ไม่กี่มิลลิวัตต์ก็เพียงพอแล้วสำหรับงานใดๆ แต่สัญญาณออสซิลเลเตอร์ในพื้นที่หากวงจรรับสัญญาณอนุญาตก็สามารถรั่วเข้าไปในเสาอากาศและสามารถรับได้ในระยะทางหลายเมตร

มีตำนานในหมู่นักวิทยุสมัครเล่นว่าในช่วงเวลาของการห้ามฟังสถานีวิทยุตะวันตกตัวแทนของบริการพิเศษเดินไปตามทางเข้าบ้านด้วยเครื่องรับที่ปรับความถี่ของ "เสียงของศัตรู" (ปรับความถี่กลาง) . เมื่อมีสัญญาณอยู่ จึงถูกกล่าวหาว่าสามารถระบุได้ว่าใครกำลังฟังการออกอากาศที่ต้องห้าม

ข้อกำหนดสำหรับพารามิเตอร์ของออสซิลเลเตอร์ในพื้นที่

ข้อกำหนดหลักสำหรับสัญญาณออสซิลเลเตอร์ในพื้นที่คือความบริสุทธิ์ของสเปกตรัม หากออสซิลเลเตอร์ในพื้นที่สร้างแรงดันไฟฟ้าที่ไม่ใช่ไซนัส ความถี่ผสมเพิ่มเติมจะปรากฏในเครื่องผสมหากอยู่ในแถบโปร่งใสของตัวกรองอินพุต สิ่งนี้นำไปสู่ช่องรับสัญญาณเพิ่มเติมรวมถึงการปรากฏตัวของ "จุดที่กระทบ" - ที่ความถี่การรับสัญญาณเสียงนกหวีดเกิดขึ้นที่รบกวนการรับสัญญาณที่มีประโยชน์

ข้อกำหนดอีกประการหนึ่งคือความเสถียรของระดับสัญญาณเอาท์พุตและความถี่ ประการที่สองมีความสำคัญอย่างยิ่งเมื่อประมวลผลสัญญาณด้วยตัวพาที่ถูกระงับ (SSB (OBP), DSB (DBP) เป็นต้น) ไม่ยากที่จะได้รับค่าคงที่ของระดับเอาต์พุตโดยใช้ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าเพื่อจ่ายพลังงานให้กับออสซิลเลเตอร์หลักและเลือก โหมดที่ถูกต้องขององค์ประกอบที่ใช้งาน (ทรานซิสเตอร์)

ความคงตัวของความถี่ขึ้นอยู่กับความเสถียรขององค์ประกอบความถี่ในการขับขี่ (ความจุและความเหนี่ยวนำของวงจรออสซิลเลเตอร์) รวมถึงค่าคงที่ของความจุในการติดตั้ง ความไม่เสถียรขององค์ประกอบ LC ส่วนใหญ่ถูกกำหนดโดยอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงระหว่างการทำงานของออสซิลเลเตอร์ในพื้นที่ เพื่อรักษาเสถียรภาพของส่วนประกอบของวงจร พวกมันจะถูกวางไว้ในเทอร์โมสตัท และใช้มาตรการพิเศษเพื่อชดเชยการเบี่ยงเบนของอุณหภูมิในค่าความจุและค่าความเหนี่ยวนำ ตัวเหนี่ยวนำมักจะถูกสร้างมาให้มีความเสถียรทางความร้อนอย่างสมบูรณ์

ด้วยเหตุนี้จึงใช้การออกแบบพิเศษ - ขดลวดถูกพันด้วยแรงตึงของลวด, การหมุนนั้นเต็มไปด้วยสารประกอบเพื่อป้องกันการขยับของการหมุน, ลวดถูกเผาเป็นโครงเซรามิก ฯลฯ

เพื่อลดผลกระทบของอุณหภูมิต่อความจุของตัวเก็บประจุขับ มันประกอบด้วยสององค์ประกอบขึ้นไป โดยเลือกค่าต่าง ๆ และสัญญาณของค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความจุเพื่อให้พวกเขาได้รับการชดเชยร่วมกันในระหว่างการให้ความร้อนหรือความเย็น

เนื่องจากปัญหาเกี่ยวกับความเสถียรทางความร้อน ออสซิลเลเตอร์ในพื้นที่ที่ควบคุมด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ซึ่ง varicaps ถูกใช้เป็นตัวเก็บประจุจึงไม่ได้ใช้กันอย่างแพร่หลาย การพึ่งพาความร้อนไม่เป็นเชิงเส้นและเป็นการยากที่จะชดเชยได้ ดังนั้น varicaps จึงถูกใช้เป็นองค์ประกอบ detuning เท่านั้น

ความจุในการติดตั้งจะเพิ่มขึ้นตามความจุของตัวเก็บประจุแบบขับ และความไม่เสถียรของตัวเก็บประจุยังนำไปสู่การเบี่ยงเบนของความถี่อีกด้วย เพื่อหลีกเลี่ยงความไม่เสถียรในการติดตั้ง องค์ประกอบทั้งหมดของออสซิลเลเตอร์ในพื้นที่จะต้องติดตั้งอย่างแน่นหนาเพื่อหลีกเลี่ยงการเลื่อนที่สัมพันธ์กันเพียงเล็กน้อย

ความก้าวหน้าที่แท้จริงในการสร้างมาสเตอร์ออสซิลเลเตอร์คือการพัฒนาเทคโนโลยีการหล่อแบบผงในประเทศเยอรมนีในช่วงทศวรรษที่ 30 ของศตวรรษที่ผ่านมา ทำให้สามารถผลิตรูปทรงสามมิติที่ซับซ้อนสำหรับส่วนประกอบอุปกรณ์วิทยุ ซึ่งทำให้สามารถติดตั้งได้อย่างแข็งแกร่งอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อนในขณะนั้น ทำให้สามารถยกระดับความน่าเชื่อถือของระบบสื่อสารทางวิทยุของ Wehrmacht ขึ้นอีกระดับ

ถ้าโลคัลออสซิลเลเตอร์ไม่สามารถปรับได้ องค์ประกอบการตั้งค่าความถี่มักจะเป็น เครื่องสะท้อนควอตซ์. ทำให้สามารถรับความเสถียรของรุ่นที่สูงมากได้

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีแนวโน้มการเปลี่ยนผ่านในการใช้ซินธิไซเซอร์ความถี่ดิจิตอลเป็นออสซิลเลเตอร์ในพื้นที่แทนออสซิลเลเตอร์ LC ความเสถียรของแรงดันไฟขาออกและความถี่ในตัวมันทำได้ง่าย แต่ความบริสุทธิ์ของสเปกตรัมไม่เป็นที่ต้องการมากนัก โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากสัญญาณถูกสร้างขึ้นโดยใช้ไมโครเซอร์กิตราคาไม่แพง

ทุกวันนี้ เทคโนโลยีการรับสัญญาณวิทยุแบบเก่ากำลังถูกแทนที่ด้วยเทคโนโลยีใหม่ เช่น DDC - การแปลงเป็นดิจิทัลโดยตรงเวลาไม่ไกลนักเมื่อออสซิลเลเตอร์ท้องถิ่นในอุปกรณ์รับจะหายไปเป็นคลาส แต่สิ่งนี้จะไม่มาในเร็ว ๆ นี้ ดังนั้นความรู้เกี่ยวกับเฮเทอโรดีนและหลักการของการรับเฮเทอโรไดน์จะเป็นที่ต้องการเป็นเวลานาน

บทความที่คล้ายกัน: