lokālais oscilators (galvenais oscilators) uztvērējā (raidītājs) vairumā gadījumu sauc par signāla ģeneratoru, kas nosaka uztveršanas frekvenci. Lai gan tā lomu sauc par palīgierīci, tai ir ļoti būtiska ietekme uz uztverošās vai pārraidītās ierīces kvalitāti.
Saturs
Vietējā oscilatora mērķis un heterodīnas uztveršanas princips
Radio uztveršanas rītausmā, veidojot uztvērēju shēmas, viņi atteicās no vietējiem oscilatoriem. Ieejas oscilācijas ķēdes izvēlētais signāls tika pastiprināts, pēc tam tas tika noteikts un ievadīts zemfrekvences pastiprinātājā. Attīstoties shēmām, radās problēma izveidot radiofrekvenču pastiprinātāju ar lielu pastiprinājumu.
Lai aptvertu lielu diapazonu, tas tika veikts ar plašu joslas platumu, kas padarīja to pakļautu pašaizraušanai. Komutētie pastiprinātāji izrādījās pārāk sarežģīti un apgrūtinoši.
Viss mainījās līdz ar heterodīnas uztveršanas izgudrojumu.Signāls no noskaņojamā (vai fiksētā) oscilatora tiek padots uz mikseri. Saņemtais signāls tiek padots uz otru miksera ieeju, un izejā ir milzīgs kombināciju frekvenču skaits, kas ir lokālā oscilatora un saņemtā signāla frekvenču summas un atšķirības dažādās kombinācijās. Praktiskiem lietojumiem parasti ir divas frekvences:
- fheterodīna-fsignāls;
- f signāls - f heterodīns.
Šīs frekvences sauc par spoguļfrekvencēm attiecībā pret otru. Uztveršana tiek veikta vienā kanālā, otro filtrē uztvērēja ievades ķēdes. Atšķirību sauc par starpfrekvenci (IF), tās vērtību izvēlas, projektējot uztveršanas vai raidīšanas ierīci. Atlikušās kombinācijas frekvences tiek filtrētas ar starpfrekvences filtru.
Rūpnieciskajām iekārtām ir standarti IF vērtības izvēlei. Amatieru iekārtās šī frekvence tiek izvēlēta no dažādiem apstākļiem, tostarp no komponentu pieejamības šaurjoslas filtra izveidei.
Filtra izvēlētā starpfrekvence tiek pastiprināta IF pastiprinātājā. Tā kā šī frekvence ir fiksēta un joslas platums ir mazs (balss informācijas pārsūtīšanai pietiek ar 2,5 ... 3 kHz), tam paredzēto pastiprinātāju var viegli izveidot šaurjoslas ar lielu pastiprinājumu.
Ir shēmas, kurās tiek izmantota kopējā frekvence - f signāls + f heterodīns. Šādas shēmas sauc par "augšupvērsto transformācijas" shēmām. Šis princips vienkāršo uztvērēja ievades ķēžu uzbūvi.
Ir arī tiešās pārveidošanas tehnika (nejaukt ar tiešu pastiprināšanu!), kurā uztveršana tiek veikta gandrīz vietējā oscilatora frekvencē.Šādas shēmas raksturo dizaina un regulēšanas vienkāršība, bet tiešās pārveidošanas iekārtām ir raksturīgi trūkumi, kas būtiski pasliktina darba kvalitāti.
Raidītājs izmanto arī vietējos oscilatorus. Viņi veic pretēju funkciju - tie nodod zemfrekvences modulēto signālu pārraides frekvencei. Sakaru iekārtās var būt vairāki lokālie oscilatori. Tātad, ja tiek izmantota ķēde ar diviem vai vairākiem frekvences pārveidojumiem, tā izmanto attiecīgi divus vai vairākus lokālos oscilatorus. Tāpat ķēdē var būt lokāli oscilatori, kas veic papildu funkcijas - pārraides laikā nomāktā nesēja atjaunošanu, telegrāfa paku veidošanu utt.
Vietējā oscilatora jauda uztvērējā ir maza. Ar dažiem milivatiem vairumā gadījumu pietiek jebkuram uzdevumam. Bet vietējā oscilatora signāls, ja uztvērēja shēma to atļauj, var noplūst antenā, un to var uztvert vairāku metru attālumā.
Radioamatieru vidū klīst leģenda, ka Rietumu radiostaciju klausīšanās aizlieguma laikā specdienestu pārstāvji staigājuši pa māju ieejām ar uztvērējiem, kas noregulēti uz "ienaidnieku balsu" frekvencēm (pielāgoti vidējai frekvencei). . Pēc signālu klātbūtnes esot bijis iespējams noteikt, kurš klausījies aizliegtās pārraides.
Prasības lokālā oscilatora parametriem
Galvenā prasība lokālajam oscilatora signālam ir spektrālā tīrība. Ja vietējais oscilators ģenerē spriegumu, kas nav sinusoīds, tad maisītājā parādās papildu kombinācijas frekvences.Ja tie iekrīt ievades filtru caurspīdīguma joslā, tas noved pie papildu uztveršanas kanāliem, kā arī pie "triecienu punktu" parādīšanās - dažās uztveršanas frekvencēs atskan svilpe, kas traucē uztvert noderīgu signālu.
Vēl viena prasība ir izejas signāla līmeņa stabilitāte un tā frekvence. Otrais ir īpaši svarīgs, apstrādājot signālus ar slāpētu nesēju (SSB (OBP), DSB (DBP) utt.). Nav grūti iegūt izejas līmeņa invarianci, izmantojot sprieguma regulatorus galveno oscilatoru barošanai un izvēloties pareizs aktīvā elementa (tranzistora) režīms.
Frekvences noturība ir atkarīga no piedziņas frekvences elementu stabilitātes (oscilācijas ķēdes kapacitātes un induktivitātes), kā arī no montāžas kapacitātes nemainīguma. LC elementu nestabilitāti lielākoties nosaka temperatūras maiņa lokālā oscilatora darbības laikā. Lai stabilizētu ķēdes komponentus, tie tiek ievietoti termostatos, kā arī tiek izmantoti īpaši pasākumi, lai kompensētu temperatūras novirzes kapacitātes un induktivitātes vērtībās. Induktorus parasti izgatavo tā, lai tie būtu pilnīgi termiski stabili.
Šim nolūkam tiek izmantotas īpašas konstrukcijas - spoles tiek uztītas ar spēcīgu stieples spriegojumu, pagriezieni ir piepildīti ar maisījumu, lai novērstu pagriezienu nobīdi, stieple tiek sadedzināta keramikas rāmī utt.
Lai samazinātu temperatūras ietekmi uz piedziņas kondensatora kapacitāti, to veido divi vai vairāki elementi, izvēloties tos ar dažādām vērtībām un temperatūras kapacitātes koeficienta pazīmēm, lai tie sildīšanas vai dzesēšanas laikā tiktu savstarpēji kompensēti.
Termiskās stabilitātes problēmu dēļ netiek plaši izmantoti elektroniski vadāmi lokālie oscilatori, kur varikaps tiek izmantots kā kapacitāte. To atkarība no apkures ir nelineāra, un to ir ļoti grūti kompensēt. Tāpēc varikapus izmanto tikai kā detuninga elementus.
Montāžas kapacitāte tiek pievienota piedziņas kondensatora kapacitātei, un tās nestabilitāte izraisa arī frekvences novirzi. Lai izvairītos no montāžas nestabilitātes, visi lokālā oscilatora elementi ir jāuzstāda ļoti stingri, lai izvairītos no pat minimālām nobīdēm viens pret otru.
Īsts izrāviens galveno oscilatoru konstrukcijā bija pulverliešanas tehnoloģijas attīstība Vācijā pagājušā gadsimta 30. gados. Tas ļāva ražot sarežģītas trīsdimensiju formas radioiekārtu komponentiem, kas ļāva sasniegt tajā laikā nebijušu montāžas stingrību. Tas ļāva paaugstināt Vērmahta radiosakaru sistēmu uzticamību jaunā līmenī.
Ja vietējais oscilators nav noskaņojams, frekvences iestatīšanas elements parasti ir kvarca rezonators. Tas ļauj iegūt ārkārtīgi augstu paaudzes stabilitāti.
Pēdējos gados ir vērojama pārejas tendence digitālo frekvenču sintezatoru izmantošanā kā lokālos oscilatorus LC oscilatoru vietā. Izejas sprieguma un frekvences stabilitāte tajās ir viegli sasniedzama, taču spektrālā tīrība atstāj daudz vēlamo, it īpaši, ja signāls tiek ģenerēts, izmantojot lētas mikroshēmas.
Mūsdienās vecās radio uztveršanas tehnoloģijas tiek aizstātas ar jaunām, piemēram, DDC – tiešo digitalizāciju.Nav tālu laiks, kad vietējie oscilatori uztveršanas iekārtās pazudīs kā klase. Bet tas nenotiks tik drīz, tāpēc zināšanas par heterodīniem un heterodīna uztveršanas principiem būs pieprasītas vēl ilgi.
Līdzīgi raksti:
