локални осцилатор (главни осцилатор) у пријемнику (предајник) у већини случајева се назива генератор сигнала, који одређује фреквенцију пријема. Иако се његова улога назива помоћном, она има веома значајан утицај на квалитет пријемног или предајног уређаја.
Садржај
Сврха локалног осцилатора и принцип хетеродинског пријема
У зору радио пријема, када су правили пријемна кола, одбацили су локалне осцилаторе. Сигнал одабран од улазног осцилаторног кола је појачан, а затим је детектован и доведен у нискофреквентни појачавач. Са развојем струјних кола појавио се проблем изградње радио-фреквентног појачала са великим појачањем.
Да би покрио велики опсег, изведен је са широким пропусним опсегом, што га је чинило склоним самопобуђењу. Испоставило се да су прекидачи појачала превише сложени и гломазни.
Све се променило проналаском хетеродинског пријема.Сигнал са подесивог (или фиксног) осцилатора се доводи у миксер. Примљени сигнал се доводи на други улаз миксера, а на излазу је огроман број комбинованих фреквенција, које су збир и разлике фреквенција локалног осцилатора и примљеног сигнала у разним комбинацијама. Практичне апликације обично имају две фреквенције:
- фхетеродине-фсигнал;
- ф сигнал - ф хетеродин.
Ове фреквенције се називају фреквенцијама огледала једна у односу на другу. Пријем се врши на једном каналу, други се филтрира путем улазних кола пријемника. Разлика се назива међуфреквенција (ИФ), њена вредност се бира приликом пројектовања пријемног или предајног уређаја. Преостале комбиноване фреквенције се филтрирају филтером средње фреквенције.
За индустријску опрему постоје стандарди за избор ИФ вредности. У аматерској опреми, ова фреквенција се бира из различитих услова, укључујући доступност компоненти за изградњу ускопојасног филтера.
Међуфреквенција одабрана филтером се појачава у ИФ појачавачу. Пошто је ова фреквенција фиксна, а пропусни опсег је мали (2,5 ... 3 кХз је довољно за пренос гласовних информација), појачало за њу се лако може направити ускопојасним са високим појачањем.
Постоје кола где се користи укупна фреквенција - ф сигнал + ф хетеродин. Такве шеме се називају шемама "навише". Овај принцип поједностављује конструкцију улазних кола пријемника.
Постоји и техника директне конверзије (не треба је мешати са директним појачавањем!), У којој се пријем врши скоро на фреквенцији локалног осцилатора.Таква кола карактерише једноставност дизајна и подешавања, али опрема за директну конверзију има инхерентне недостатке који значајно нарушавају квалитет рада.
Предајник такође користи локалне осцилаторе. Они обављају супротну функцију - преносе нискофреквентни модулисани сигнал на фреквенцију преноса. У комуникационој опреми може постојати неколико локалних осцилатора. Дакле, ако се користи коло са две или више конверзија фреквенције, оно користи два или више локалних осцилатора. Такође, коло може садржати локалне осцилаторе који обављају додатне функције - обнављање носача потиснутог током преноса, формирање телеграфских парцела итд.
Снага локалног осцилатора у пријемнику је мала. Неколико миливата је у већини случајева довољно за било који задатак. Али сигнал локалног осцилатора, ако склоп пријемника то дозвољава, може да процури у антену и може се примити на удаљености од неколико метара.
Међу радио-аматерима постоји легенда да су у време забране слушања западних радио-станица представници специјалних служби шетали дуж улаза кућа са пријемницима подешеним на фреквенције „непријатељских гласова“ (подешених за међуфреквенцију) . По присуству сигнала наводно се могло утврдити ко је слушао забрањене емисије.
Захтеви за параметре локалног осцилатора
Главни захтев за сигнал локалног осцилатора је спектрална чистоћа. Ако локални осцилатор генерише напон који није синусоид, тада се у миксеру појављују додатне комбиноване фреквенције.Ако упадну у опсег провидности улазних филтера, то доводи до додатних пријемних канала, као и до појаве „ударних тачака“ – на неким пријемним фреквенцијама јавља се звиждук који омета пријем корисног сигнала.
Други захтев је стабилност нивоа излазног сигнала и његове фреквенције. Други је посебно важан када се обрађују сигнали са потиснутим носиоцем (ССБ (ОБП), ДСБ (ДБП) итд.) Није тешко постићи инваријантност излазног нивоа коришћењем регулатора напона за напајање мастер осцилатора и избором исправан режим активног елемента (транзистор).
Константност фреквенције зависи од стабилности елемената погонске фреквенције (капацитивност и индуктивност осцилаторног кола), као и од непроменљивости монтажне капацитивности. Нестабилност ЛЦ елемената је одређена, највећим делом, променом температуре током рада локалног осцилатора. За стабилизацију компоненти кола постављају се у термостате, а посебне мере се користе и за компензацију температурних одступања у вредностима капацитивности и индуктивности. Индуктори се обично праве да буду потпуно термички стабилни.
За то се користе посебни дизајни - калемови су намотани са јаком затезањем жице, завоји су напуњени смешом како би се спречило померање завоја, жица се спаљује у керамички оквир итд.
Да би се смањио утицај температуре на капацитивност погонског кондензатора, он се састоји од два или више елемената, бирајући их са различитим вредностима и знацима температурног коефицијента капацитивности тако да се међусобно компензују током загревања или хлађења.
Због проблема са термичком стабилношћу, електронски контролисани локални осцилатори, где се варикапи користе као капацитивност, нису у широкој употреби. Њихова зависност од грејања је нелинеарна, и веома је тешко то надокнадити. Због тога се варикапи користе само као елементи за одређивање.
Капацитет за монтажу повећава капацитет погонског кондензатора, а његова нестабилност такође доводи до померања фреквенције. Да би се избегла нестабилност монтаже, сви елементи локалног осцилатора морају бити монтирани веома круто да би се избегла чак и минимална померања у односу један на други.
Прави искорак у конструкцији мастер осцилатора био је развој 30-их година прошлог века технологије ливења праха у Немачкој. Ово је омогућило производњу сложених тродимензионалних облика за компоненте радио опреме, што је омогућило постизање крутости монтаже без преседана у то време. Ово је омогућило да се поузданост радио комуникационих система Вермахта подигне на нови ниво.
Ако локални осцилатор није подесив, елемент за подешавање фреквенције је обично кварцни резонатор. Ово омогућава постизање изузетно високе стабилности генерације.
Последњих година постоји транзициони тренд у коришћењу дигиталних синтисајзера фреквенције као локалних осцилатора уместо ЛЦ осцилатора. Стабилност излазног напона и фреквенције у њима се лако постиже, али спектрална чистоћа оставља много да се пожели, посебно ако се сигнал генерише коришћењем јефтиних микро кола.
Данас се старе технологије радио пријема замењују новим, као што је ДДЦ – директна дигитализација.Није далеко време када ће локални осцилатори у пријемној опреми нестати као класа. Али то неће доћи тако брзо, па ће знање о хетеродинама и принципима хетеродинског пријема бити тражено још дуго.
Слични чланци:
