Ein Oszillator ist ein elektronisches oder mechanisches Gerät, das verwendet wird, um ein oszillierendes oder periodisches elektronisches Signal zu erzeugen, häufig eine Sinuswelle. Im Allgemeinen wandelt ein Oszillator Gleichstrom von einer Stromversorgung in ein Wechselstromsignal um. Diese sind also auf eine breite Palette elektronischer Geräte anwendbar, die von einfachen CLK-Generatoren bis hin zu digitalen Geräten, komplexen Computern usw. reichen. Es gibt verschiedene Arten von Oszillatoren verfügbar, die je nach Anforderung verwendet werden, wie Harmonic, Tuned Circuit, RC Crystal usw. In diesem Artikel wird also einer der Oszillatortypen wie a lokaler Oszillator – Arbeiten mit Anwendungen.
Was ist ein lokaler Oszillator?
Ein lokaler Oszillator ist ein Oszillatortyp, der verwendet wird, um die Signalfrequenz mit einem Mischer in einem Empfänger zu modifizieren. Dieses Signalfrequenzmodifikationsverfahren, auch Heterodyning genannt, erzeugt die Summen- und Differenzfrequenzen aus der Frequenz des Oszillators und der Frequenz des Eingangssignals. In verschiedenen Empfängern sind diese Oszillator- und Mischerfunktionen in einer einzigen Stufe kombiniert, die als Konverter bekannt ist, was den Stromverbrauch, die Kosten und den Platzbedarf reduziert. Ein lokaler Oszillator erzeugt ein sinusförmiges Signal mit einer Frequenz, so dass der Empfänger in der Lage ist, die genaue Zwischenfrequenz oder resultierende Frequenz für eine weitere Verstärkung sowie eine Umwandlung in eine Audiodetektion zu erzeugen.
Funktion des lokalen Oszillators
Der lokale Oszillator, der mit einem Mischer in einem Superheterodyn-Funkempfänger arbeitet, ist unten gezeigt. Im Allgemeinen mischt ein Superheterodyn-Funkempfänger die Frequenz des empfangenen Signals mit der Frequenz des erzeugten Signals durch einen lokalen Oszillator.
Zuerst empfängt der Empfänger die Signale von der Antenne. Danach werden diese Signale dem HF-Verstärker zugeführt. In diesem Verstärker werden die Signale abgestimmt, um unerwünschte Signale von anderen Frequenzen zu entfernen.
Vom HF-Verstärker mischen sich die abgestimmten Signale mit den erzeugten ankommenden lokalen Frequenzsignalen von einem lokalen Oszillator. Dieser Mischvorgang kann im Mischer durchgeführt werden und erzeugt eine ZF (Zwischenfrequenz).
Die durch das Mischen gebildete ZF ist für die Verarbeitung besser geeignet als die ursprüngliche Trägerfrequenz.
Danach wird die Zwischenfrequenz verstärkt und gefiltert. Diese Amplitude wird also einfach über einen Limiter gehalten. Während des Filterns können also die Signale eines bestimmten Kanals ausgewählt werden. Im Vergleich zur HF-Filterung lässt sich das ZF-Filter besser abstimmen als das HF-Filter, da es hauptsächlich auf eine feste Frequenz ausgelegt ist.
Danach wird dieses Signal einem Demodulator zugeführt, der auch als FM-Detektor bekannt ist. Dieser Detektor demoduliert also einfach die Ausgabe. So ist es auch möglich, zwischen verschiedenen Demodulatoren umzuschalten, um die bevorzugte Ausgabeform zu erreichen.
Danach wird dieses demodulierte Signal mit einem Lautsprecher verstärkt, wo es in Schallsignale mit hörbarer Frequenz übergeht.
Daher besteht die Spezialität des Superheterodyn-FM-Empfängers darin, die ursprünglich eingehende Frequenz von einer Quelle mit der generierten Frequenz zu mischen, wodurch der Empfänger folglich nur die bevorzugten HF-Signale filtern und auswählen kann.
Schaltplan des Lokaloszillators
Hier erklären wir den Lokaloszillator, der im Überlagerungsempfänger arbeitet. Das Schaltbild eines Überlagerungsempfängers mit einem lokalen Oszillator ist unten dargestellt.
Ein Überlagerungsempfänger ist eine elektronische Schaltung, die ein Signal von einem Trägersignal zu einem anderen Trägersignal über eine andere Frequenz überträgt. Es mischt das I/P-Signal mit einer erzeugten Welle durch einen Oszillator, um zwei neue Signale zu erzeugen, die als Beats bekannt sind. Überlagerung ist ein einfaches Verfahren, das den Gesetzen der Trigonometrie unterliegt. Die meisten Überlagerungen sind sehr komplexe Geräte mit mehreren Verstärker & Filter.
Hier ist ein Schwebung ein Signal, das durch zwei i/pt-Signale mit unterschiedlichen Frequenzen erzeugt wird. Im Allgemeinen erzeugt ein Überlagerungsempfänger zwei Schwebungen, wobei eine Schwebung eine Frequenz hat, die der Betrag der gemischten Frequenzen ist, während die andere Schwebung eine Frequenz hat, die die Variation zwischen den gemischten Frequenzen ist. So wird beispielsweise ein i/p-Signal mit einer 10-MHz-Trägerwelle mit einem 15-MHz-Trägersignal gemischt, um zwei o/p-Schwebungen zu erzeugen. Der höhere Beat hat eine Frequenz von 25 MHz und der untere Beat hat eine Frequenz von 5 MHz.
Der Überlagerungsempfänger nutzt das Überlagerungsprinzip, um zu ermöglichen, dass hochfrequente Signale durch niederfrequente Empfänger identifiziert werden. Sobald ein Signal in einen Überlagerungsempfänger gelangt, wird es einfach durch das lokale Oszillatorsignal verstärkt und gemischt, bevor es gefiltert wird, um eine ZF (Zwischenfrequenz) zu erzeugen. Normalerweise wird es erneut verstärkt und gefiltert, bevor es den Ausgang erreicht. Der Empfänger stimmt ab, indem er die Oszillatorwellenfrequenz ändert.
Es gibt viele Lokaloszillatoren, die in Funkempfängern weit verbreitet sind; der Hartley-Oszillator, der abgestimmte Kollektor-Oszillator und der Kristalloszillator.
Bitte beziehen Sie sich auf diesen Link, um mehr darüber zu erfahren Hartley-Oszillator .
Bitte beziehen Sie sich auf diesen Link, um mehr darüber zu erfahren Abgestimmter Kollektor-Oszillator .
Bitte beziehen Sie sich auf diesen Link, um mehr darüber zu erfahren Kristalloszillator .
Formel für die Frequenz des lokalen Oszillators
Wenn der Mischer im lokalen Oszillator sowohl die Summen- als auch die Differenzfrequenz erzeugt, ist es möglich, das 455-kHz-ZF-Signal zu erzeugen, wenn der Oszillator entweder unter oder über der ZF liegt.
Fall 1:
Wenn sich der lokale Oszillator über der ZF befindet, muss er von ungefähr 1 auf 2 MHz abgestimmt werden. Normalerweise ist es der Kondensator in einem abgestimmten RLC-Kreis, der geändert wird, um die Mittenfrequenz zu regulieren, wenn der Induktor fest ist.
Seit fc = 1/2π√LC
Durch Lösen C = 1/L(2πfc)^2
Sobald die Abstimmfrequenz am höchsten ist, ist der Abstimmkondensator minimal. Wenn wir den zu erzeugenden Frequenzbereich kennen, können wir den erforderlichen Kapazitätsbereich ableiten.
Cmax/Cmin = L(2πfmax)^2/ L(2πfmin)^2
= L(2MHz)^2/ L(2πfmin)^2
= (2MHz/1MHz)^2 = 4
Fall2:
Wenn der lokale Oszillator unterhalb der ZF liegt, muss der Oszillator ungefähr von 45 kHz auf 1145 kHz abstimmen. So,
Cmax/Cmin = (1145 kHz/45 kHz)^2 = 648.
Bei dieser Art von Bereich ist es nicht praktikabel, einen abstimmbaren Kondensator herzustellen. Somit befindet sich der Oszillator in einem normalen AM-Empfänger über dem Funkband.
Warum werden lokale Oszillatoren verwendet?
Diese Oszillatoren werden zum Ändern einer Signalfrequenz mit einem Mischer in einem Empfänger verwendet.
Warum ist die Lokaloszillatorfrequenz höher?
Die Oszillatorfrequenz ist im Vergleich zur Signalfrequenz immer höher, da eine höhere Frequenz normalerweise in einem Superheterodyn-Empfänger bevorzugt wird, um mehr Abstand zwischen der Differenz zwischen ansonsten Zwischenfrequenz und anderen zwei Frequenzen zu lassen, so dass das Zwischenfrequenzsignal einfacher durchgelassen wird ein Filter & die beiden ursprünglichen Signale werden gedämpft.
Vorteile
Die Vorteile eines lokalen Oszillators füge folgendes hinzu.
- Der lokale Oszillator in einem Funkkommunikationssystem ist die Hauptquelle des Phasenrauschens.
- In Funkempfängern reduzieren die Funktionen sowohl des kombinierten lokalen Oszillators als auch des Mischers in einem einzigen aktiven Gerät den Preis, den Platzbedarf und den Stromverbrauch.
- Dieser Oszillator verarbeitet ein Signal mit einer festen Frequenz, um die Leistung eines Funkempfängers zu verbessern.
Anwendungen
Die Anwendungen lokaler Oszillatoren füge folgendes hinzu.
- Lokale Oszillatoren werden in vielen Kommunikationsschaltkreisen wie Set-Top-Boxen für Kabelfernsehen, Modems, Telemetriesystemen, Mikrowellenrelaissystemen, Frequenzmultiplexsystemen, die in Fernsprechleitungen verwendet werden, Radioteleskopen, Atomuhren und militärischen elektronischen Gegenmaßnahmensystemen verwendet.
- Diese werden in Überlagerungsempfängern und Funkkommunikationssystemen verwendet.
- Diese Oszillatoren sind immer dann erforderlich, wenn Überlagerung in Empfängerarchitekturen verwendet wird, um sich zu ändern
- HF-Signale zu einem ZF-Spektrum zur einfachen Verarbeitung.
- Die Mikrowellenfrequenzen beim Satellitenfernsehempfang werden vom Satelliten bis zur Empfangsantenne verwendet, um durch einen Oszillator und Mischer durch Montage an der Antenne in niedrigere Frequenzen umgewandelt zu werden.
Das ist also eine Übersicht über einen lokalen Oszillator – Arbeiten mit Anwendungen. Dieser Oszillator spielt eine Schlüsselrolle im FM-Empfänger. Es ist die bedeutendste Schaltung innerhalb des gesamten Empfängers, da jede Instabilität oder Drift innerhalb des Oszillators sich in Drift und Instabilität innerhalb des empfangenen Signals umwandelt. Hier ist eine Frage an Sie, welcher Oszillatortyp wird als lokaler Oszillator verwendet?
