Un oscillatore è un dispositivo elettronico o meccanico utilizzato per generare un segnale elettronico oscillante o periodico, spesso un'onda sinusoidale. Generalmente, un oscillatore converte la corrente continua da un alimentatore a un segnale CA. Quindi, questi sono applicabili a una vasta gamma di dispositivi elettronici che vanno dai semplici generatori CLK a dispositivi digitali, computer complessi, ecc. Esistono diversi tipi di oscillatori disponibili che vengono utilizzati in base al requisito come Harmonic, Tuned Circuit, RC Crystal, ecc. Quindi questo articolo discute uno dei tipi di oscillatori come un oscillatore locale – lavorare con le applicazioni.
Che cos'è un oscillatore locale?
Un oscillatore locale è un tipo di oscillatore utilizzato per modificare la frequenza del segnale con un mixer in un ricevitore. Questa procedura di modifica della frequenza del segnale, chiamata anche eterodina, genera la somma e la differenza delle frequenze dalla frequenza dell'oscillatore e dalla frequenza del segnale di ingresso. In vari ricevitori, queste funzioni di oscillatore e mixer sono combinate all'interno di un singolo stadio noto come convertitore che riduce il consumo energetico, i costi e lo spazio. Un oscillatore locale genera un segnale sinusoidale comprendente una frequenza in modo che il ricevitore sia in grado di generare la frequenza intermedia precisa o la frequenza risultante per ulteriore amplificazione nonché conversione in rilevamento audio.
Oscillatore locale funzionante
Di seguito è mostrato l'oscillatore locale che lavora con un mixer in un ricevitore radio supereterodina. Generalmente, un ricevitore radio supereterodina mescola la frequenza del segnale ricevuto con la frequenza del segnale generato attraverso un oscillatore locale.
Innanzitutto, il ricevitore riceve i segnali dall'antenna. Successivamente, questi segnali vengono inviati all'amplificatore RF. In questo amplificatore, i segnali sono sintonizzati per rimuovere segnali indesiderati da altre frequenze.
Dall'amplificatore RF, i segnali sintonizzati si mescolano con i segnali di frequenza locale in ingresso generati da un oscillatore locale. Questa procedura di missaggio può essere eseguita all'interno del mixer e crea un IF (frequenza intermedia).
L'IF formato dalla miscelazione è più adatto per l'elaborazione rispetto alla frequenza portante originale.
Successivamente, la frequenza intermedia viene amplificata e filtrata. Quindi questa ampiezza viene semplicemente mantenuta attraverso un limitatore. Pertanto, durante il filtraggio, è possibile selezionare i segnali di un particolare canale. Rispetto al filtraggio RF, il filtro IF può essere regolato bene rispetto al filtro RF perché è progettato principalmente per una frequenza fissa.
Successivamente, questo segnale viene inviato a un demodulatore noto anche come rilevatore FM. Quindi questo rilevatore demodula semplicemente l'uscita. Quindi è anche possibile passare da un demodulatore diverso all'altro per ottenere la forma preferita di output.
Successivamente, questo segnale demodulato viene amplificato con un altoparlante dove si trasforma in segnali sonori con frequenza udibile.
Pertanto, la specialità del ricevitore FM supereterodina è quella di miscelare la frequenza in ingresso originale da una sorgente con la frequenza generata, di conseguenza, ciò consente al ricevitore di filtrare e scegliere solo i segnali RF preferiti.
Schema del circuito dell'oscillatore locale
Qui spiegheremo l'oscillatore locale che lavora nel ricevitore supereterodina. Di seguito è mostrato lo schema circuitale di un ricevitore supereterodina che utilizza un oscillatore locale.
Un ricevitore eterodina è un circuito elettronico che trasmette un segnale da un segnale portante a un altro segnale portante attraverso una frequenza diversa. Mescola il segnale i/p con un'onda generata attraverso un oscillatore per generare due nuovi segnali noti come battiti. L'eterodina è una procedura semplice governata dalle leggi della trigonometria, la maggior parte delle eterodine sono dispositivi molto complessi con diversi amplificatori e filtri.
Qui, un battito è un segnale generato da due segnali i/pt di frequenze diverse. Generalmente, un ricevitore eterodina genera due battiti, in cui un battimento ha una frequenza che è la quantità delle frequenze miste, mentre l'altro battito ha una frequenza che è la variazione tra le frequenze miste. Quindi, ad esempio, un segnale i/p che include un'onda portante da 10 MHz viene mixato da un segnale portante da 15 MHz per creare due battiti o/p. Il battito più alto ha una frequenza di 25 MhHz e il battito più basso ha una frequenza di 5 MHz.
Il ricevitore supereterodina utilizza il principio dell'eterodina per consentire l'identificazione di segnali ad alta frequenza attraverso ricevitori a bassa frequenza. Una volta che un segnale entra in un ricevitore supereterodina, viene semplicemente amplificato e miscelato dal segnale dell'oscillatore locale prima che venga filtrato per generare una IF (frequenza intermedia). Di solito, viene nuovamente amplificato e filtrato prima di raggiungere l'uscita. Il ricevitore si sintonizza modificando la frequenza dell'onda dell'oscillatore.
Esistono molti oscillatori locali ampiamente utilizzati nei ricevitori radio; l'oscillatore Hartley, l'oscillatore del collettore sintonizzato e l'oscillatore a cristallo.
Si prega di fare riferimento a questo link per saperne di più sul Oscillatore di Hartley .
Si prega di fare riferimento a questo link per saperne di più sul Oscillatore collettore accordato .
Si prega di fare riferimento a questo link per saperne di più sul oscillatore a cristallo .
Formula della frequenza dell'oscillatore locale
Nell'oscillatore locale, quando il mixer genera sia la somma che la differenza di frequenza, è possibile produrre il segnale IF a 455 kHz se l'oscillatore è al di sotto o al di sopra dell'IF.
Caso 1:
Quando l'oscillatore locale è al di sopra dell'IF, deve essere sintonizzato da circa 1 a 2 MHz. Normalmente, è il condensatore all'interno di un circuito RLC sintonizzato, che viene modificato per regolare la frequenza centrale quando l'induttore è fisso.
Da fc = 1/2π√LC
Risolvendo C = 1/L(2πfc)^2
Una volta che la frequenza di sintonia è più alta, il condensatore di sintonia è minimo. Quando conosciamo l'intervallo di frequenze da creare, possiamo dedurre l'intervallo di capacità richiesto.
Cmax/Cmin = L(2πfmax)^2/ L(2πfmin)^2
= L(2MHz)^2/ L(2πfmin)^2
= (2MHz/1MHz)^2 = 4
Caso 2:
Quando l'oscillatore locale è al di sotto dell'IF, l'oscillatore deve accordarsi approssimativamente da 45 kHz a 1145 kHz. Così,
Cmax/Cmin = (1145kHz/45kHz)^2 = 648.
Con questo tipo di intervallo, non è pratico realizzare un condensatore sintonizzabile. Pertanto, l'oscillatore in un normale ricevitore AM è sopra la banda radio.
Perché vengono utilizzati gli oscillatori locali?
Questi oscillatori vengono utilizzati per modificare una frequenza del segnale con un mixer in un ricevitore.
Perché la frequenza dell'oscillatore locale è più alta?
La frequenza dell'oscillatore è sempre più alta rispetto alla frequenza del segnale perché una frequenza più alta è normalmente preferita in un ricevitore super eterodina per lasciare più distanza tra la differenza tra la frequenza altrimenti intermedia e le altre due frequenze in modo che il segnale della frequenza intermedia sia più semplicemente passato attraverso un filtro e i due segnali originali verranno attenuati.
Vantaggi
Il vantaggi di un oscillatore locale include il seguente.
- L'oscillatore locale in un sistema di comunicazione radio è la principale sorgente di rumore di fase.
- Nei ricevitori radio, le funzioni dell'oscillatore e del mixer locali combinati all'interno di un singolo dispositivo attivo riducono il prezzo, lo spazio e il consumo di energia.
- Questo oscillatore elabora un segnale a una frequenza fissa per migliorare le prestazioni di un ricevitore radio.
Applicazioni
Il applicazioni di oscillatori locali include il seguente.
- Gli oscillatori locali sono utilizzati in molti circuiti di comunicazione come decoder televisivi via cavo, modem, sistemi di telemetria, sistemi di trasmissione a microonde, sistemi multiplexing a divisione di frequenza utilizzati nelle linee telefoniche, radiotelescopi, orologi atomici e sistemi di contromisure elettroniche militari.
- Questi sono utilizzati nei ricevitori supereterodina e nei sistemi di comunicazione radio.
- Questi oscillatori sono necessari ogni volta che l'eterodina viene utilizzata nelle architetture dei ricevitori per cambiare
- Segnali HF a uno spettro IF per una facile elaborazione.
- Le frequenze a microonde nella ricezione della televisione satellitare vengono utilizzate dal satellite fino all'antenna ricevente per convertirle in frequenze più basse attraverso un oscillatore e un mixer montandolo sull'antenna.
Così, questo è una panoramica di un oscillatore locale – lavorare con le applicazioni. Questo oscillatore svolge un ruolo chiave nel ricevitore FM. È il circuito più significativo all'interno dell'intero ricevitore perché qualsiasi instabilità o deriva all'interno dell'oscillatore si convertirà in deriva e instabilità all'interno del segnale ricevuto. Ecco una domanda per te, quale tipo di oscillatore viene utilizzato come oscillatore locale?
