osilator lokal (osilator utama) di penerima (pemancar) dalam banyak kasus disebut generator sinyal, yang menentukan frekuensi penerimaan. Meskipun perannya disebut bantu, ia memiliki dampak yang sangat signifikan terhadap kualitas perangkat penerima atau transmisi.
Isi
Tujuan osilator lokal dan prinsip penerimaan heterodyne
Pada awal penerimaan radio, ketika membangun sirkuit penerima, mereka mengeluarkan osilator lokal. Sinyal yang dipilih oleh rangkaian osilasi input diperkuat, dan kemudian dideteksi dan diumpankan ke penguat frekuensi rendah. Dengan perkembangan sirkuit, masalah membangun penguat frekuensi radio dengan penguatan besar telah muncul.
Untuk mencakup rentang yang besar, itu dilakukan dengan bandwidth yang lebar, yang membuatnya rentan terhadap eksitasi diri. Amplifier yang diaktifkan ternyata terlalu rumit dan tidak praktis.
Semuanya berubah dengan penemuan penerimaan heterodyne.Sinyal dari osilator merdu (atau tetap) diumpankan ke mixer. Sinyal yang diterima diumpankan ke input lain dari mixer, dan outputnya adalah sejumlah besar frekuensi kombinasi, yang merupakan jumlah dan perbedaan frekuensi osilator lokal dan sinyal yang diterima dalam berbagai kombinasi. Aplikasi praktis biasanya memiliki dua frekuensi:
- fheterodyne-fsinyal;
- sinyal f - f heterodyne.
Frekuensi ini disebut frekuensi cermin terhadap satu sama lain. Penerimaan dilakukan pada satu saluran, yang kedua disaring oleh sirkuit input penerima. Perbedaannya disebut frekuensi menengah (IF), nilainya dipilih saat merancang perangkat penerima atau transmisi. Frekuensi kombinasi yang tersisa disaring oleh filter frekuensi menengah.
Untuk peralatan industri, ada standar untuk memilih nilai IF. Pada peralatan amatir, frekuensi ini dipilih dari berbagai kondisi, termasuk ketersediaan komponen untuk membangun filter pita sempit.
Frekuensi menengah yang dipilih oleh filter diperkuat dalam penguat IF. Karena frekuensi ini tetap, dan lebar pitanya kecil (2,5 ... 3 kHz cukup untuk mengirimkan informasi suara), penguat untuknya dapat dengan mudah dibuat pita sempit dengan penguatan tinggi.
Ada sirkuit di mana frekuensi total digunakan - sinyal f + f heterodyne. Skema semacam itu disebut sebagai skema "transformasi ke atas". Prinsip ini menyederhanakan konstruksi sirkuit input penerima.
Ada juga teknik konversi langsung (jangan dikelirukan dengan amplifikasi langsung!), Di mana penerimaan dilakukan hampir pada frekuensi osilator lokal.Sirkuit seperti itu dicirikan oleh kesederhanaan desain dan penyesuaian, tetapi peralatan konversi langsung memiliki kekurangan bawaan yang secara signifikan menurunkan kualitas pekerjaan.
Pemancar juga menggunakan osilator lokal. Mereka melakukan fungsi yang berlawanan - mereka mentransfer sinyal termodulasi frekuensi rendah ke frekuensi transmisi. Dalam peralatan komunikasi, mungkin ada beberapa osilator lokal. Jadi, jika rangkaian dengan dua atau lebih konversi frekuensi digunakan, ia menggunakan, masing-masing, dua atau lebih osilator lokal. Juga, sirkuit dapat berisi osilator lokal yang melakukan fungsi tambahan - pemulihan pembawa yang ditekan selama transmisi, pembentukan paket telegraf, dll.
Kekuatan osilator lokal di penerima kecil. Beberapa miliwatt dalam banyak kasus sudah cukup untuk tugas apa pun. Tetapi sinyal osilator lokal, jika sirkuit penerima mengizinkannya, dapat bocor ke antena, dan dapat diterima pada jarak beberapa meter.
Ada legenda di kalangan amatir radio bahwa selama masa larangan mendengarkan stasiun radio Barat, perwakilan dari layanan khusus berjalan di sepanjang pintu masuk rumah dengan penerima disetel ke frekuensi "suara musuh" (disesuaikan dengan frekuensi menengah) . Dengan adanya sinyal, diduga mungkin untuk menentukan siapa yang mendengarkan siaran terlarang.
Persyaratan untuk parameter osilator lokal
Persyaratan utama untuk sinyal osilator lokal adalah kemurnian spektral. Jika osilator lokal menghasilkan tegangan selain sinusoid, maka frekuensi kombinasi tambahan muncul di mixer.Jika mereka jatuh ke pita transparansi filter input, ini mengarah ke saluran penerimaan tambahan, serta munculnya "titik pukulan" - pada beberapa frekuensi penerimaan, peluit terjadi yang mengganggu penerimaan sinyal yang berguna.
Persyaratan lain adalah stabilitas level sinyal keluaran dan frekuensinya. Yang kedua sangat penting ketika memproses sinyal dengan pembawa yang ditekan (SSB (OBP), DSB (DBP), dll.) Tidak sulit untuk mendapatkan invarian level output dengan menggunakan regulator tegangan untuk memberi daya pada osilator master dan memilih mode yang benar dari elemen aktif (transistor).
Keteguhan frekuensi tergantung pada stabilitas elemen frekuensi penggerak (kapasitansi dan induktansi dari rangkaian osilasi), serta pada invarian kapasitansi pemasangan. Ketidakstabilan elemen LC ditentukan, sebagian besar, oleh perubahan suhu selama pengoperasian osilator lokal. Untuk menstabilkan komponen sirkuit, mereka ditempatkan di termostat, dan tindakan khusus juga digunakan untuk mengkompensasi penyimpangan suhu dalam nilai kapasitansi dan induktansi. Induktor biasanya dibuat agar benar-benar stabil secara termal.
Untuk ini, desain khusus digunakan - gulungan dililit dengan tegangan kawat yang kuat, belokan diisi dengan senyawa untuk mencegah pergeseran belokan, kawat dibakar menjadi bingkai keramik, dll.
Untuk mengurangi efek suhu pada kapasitansi kapasitor penggerak, itu terdiri dari dua elemen atau lebih, memilihnya dengan nilai dan tanda yang berbeda dari koefisien suhu kapasitansi sehingga mereka saling mengimbangi selama pemanasan atau pendinginan.
Karena masalah dengan stabilitas termal, osilator lokal yang dikontrol secara elektronik, di mana varicaps digunakan sebagai kapasitansi, tidak banyak digunakan. Ketergantungan mereka pada pemanasan tidak linier, dan sangat sulit untuk mengimbanginya. Oleh karena itu, varicaps hanya digunakan sebagai elemen detuning.
Kapasitansi pemasangan menambah kapasitansi kapasitor penggerak, dan ketidakstabilannya juga menyebabkan penyimpangan frekuensi. Untuk menghindari ketidakstabilan pemasangan, semua elemen osilator lokal harus dipasang dengan sangat kaku untuk menghindari pergeseran minimal yang relatif satu sama lain.
Terobosan nyata dalam konstruksi osilator master adalah pengembangan teknologi pengecoran bubuk di Jerman pada tahun 30-an abad terakhir. Hal ini memungkinkan untuk menghasilkan bentuk tiga dimensi yang kompleks untuk komponen peralatan radio, yang memungkinkan untuk mencapai kekakuan pemasangan yang belum pernah terjadi sebelumnya pada waktu itu. Ini memungkinkan untuk membawa keandalan sistem komunikasi radio Wehrmacht ke tingkat yang baru.
Jika osilator lokal tidak dapat disetel, elemen pengaturan frekuensi biasanya resonator kuarsa. Hal ini memungkinkan untuk memperoleh stabilitas generasi yang sangat tinggi.
Dalam beberapa tahun terakhir, telah terjadi tren transisi dalam penggunaan synthesizer frekuensi digital sebagai osilator lokal daripada osilator LC. Stabilitas tegangan keluaran dan frekuensi di dalamnya mudah dicapai, tetapi kemurnian spektral meninggalkan banyak hal yang diinginkan, terutama jika sinyal dihasilkan menggunakan sirkuit mikro yang murah.
Saat ini, teknologi penerimaan radio lama digantikan oleh yang baru, seperti DDC - digitalisasi langsung.Waktunya tidak lama lagi ketika osilator lokal dalam peralatan penerima akan menghilang sebagai sebuah kelas. Tapi ini tidak akan datang begitu cepat, sehingga pengetahuan tentang heterodyne dan prinsip-prinsip penerimaan heterodyne akan dibutuhkan untuk waktu yang lama.
Artikel serupa:
