発振器は、振動または周期的な電子信号、多くの場合正弦波を生成するために使用される電子または機械デバイスです。一般に、発振器は電源からの DC を AC 信号に変換します。したがって、これらは単純な CLK ジェネレーターからデジタル デバイス、複雑なコンピューターなどに至るまで、幅広い電子デバイスに適用できます。 オシレーターの種類 高調波、同調回路、RC水晶などの要件に基づいて使用される利用可能なものです。したがって、この記事では、 局部発振器 – アプリケーションの操作。
局部発振器とは何ですか?
局部発振器は、受信機のミキサーで信号周波数を変更するために使用される発振器の一種です。ヘテロダインとも呼ばれるこの信号周波数変更手順は、発振器の周波数と入力信号の周波数から合計周波数と差周波数を生成します。さまざまな受信機では、このオシレーターとミキサーの機能がコンバーターと呼ばれる 1 つのステージに組み込まれており、消費電力、コスト、スペースを削減しています。局部発振器は周波数を含む正弦波信号を生成するため、受信機は正確な中間周波数または結果として得られる周波数を生成してさらに増幅し、音声検出に変換することができます。
ローカル発振器の動作
スーパーヘテロダイン無線受信機のミキサで動作する局部発振器を以下に示します。一般に、スーパーヘテロダイン無線受信機は、局部発振器を介して、受信信号の周波数と生成された信号の周波数を混合します。
まず、受信機はアンテナからの信号を受信します。その後、これらの信号は RF アンプに送られます。このアンプでは、他の周波数からの不要な信号を除去するために信号が調整されます。
RF 増幅器からの同調信号は、ローカル発振器から生成された入力ローカル周波数信号と混合されます。このミキシング手順はミキサー内で行うことができ、IF (中間周波数) を作成します。
ミキシングによって形成された IF は、元のキャリア周波数よりも処理に適しています。
その後、中間周波数が増幅され、フィルタリングされます。したがって、この振幅はリミッターによって単純に維持されます。そのため、フィルタリング全体を通して、特定のチャネルの信号を選択できます。 RF フィルタリングと比較すると、IF フィルターは主に固定周波数用に設計されているため、RF フィルターよりも適切に調整できます。
その後、この信号は、FM検波器としても知られる復調器に与えられます。したがって、この検出器は単に出力を復調します。そのため、異なる復調器を切り替えて、望ましい形式の出力を実現することもできます。
その後、この復調された信号はスピーカーで増幅され、可聴周波数の音声信号に変わります。
したがって、スーパーヘテロダイン FM 受信機の専門は、ソースからの元の着信周波数を生成された周波数と混合することです。これにより、受信機は、優先 RF 信号のみをフィルタリングして選択することができます。
局部発振回路図
ここでは、スーパーヘテロダイン受信機で動作する局部発振器について説明します。局部発振器を使用したスーパーヘテロダイン受信機の回路図を以下に示します。
ヘテロダイン受信機は、異なる周波数を介して、あるキャリア信号から別のキャリア信号に信号を送信する電子回路です。 i/p 信号と生成された波をオシレーターを介して混合し、ビートと呼ばれる 2 つの新しい信号を生成します。ヘテロダインは、三角法の法則によって管理される簡単な手順です。ほとんどのヘテロダインは非常に複雑なデバイスです。 アンプ & フィルター。
ここでビートとは、周波数の異なる２つのｉ／ｐｔ信号により生成される信号である。一般に、ヘテロダイン受信機は 2 つのビートを生成します。1 つのビートは混合周波数の量である周波数を持ち、もう 1 つのビートは混合周波数間の変動である周波数を持ちます。したがって、たとえば、10MHz の搬送波を含む i/p 信号と 15MHz の搬送波信号が混合されて、2 つの o/p ビートが作成されます。高いビートの周波数は 25MHz で、低いビートの周波数は 5MHz です。
スーパーヘテロダイン受信機は、ヘテロダインの原理を使用して、低周波受信機を通して高周波信号を識別できるようにします。信号がスーパーヘテロダイン受信機に入ると、IF（中間周波数）を生成するためにフィルタリングされる前に、単純に増幅され、局部発振器信号によって混合されます。通常、出力に到達する前に再度増幅およびフィルタリングされます。受信機は発振波の周波数を変えて同調しています。
ラジオ受信機で広く使用されている多くの局部発振器があります。ハートレーオシレーター、チューンドコレクターオシレーター、クリスタルオシレーター。
詳細については、このリンクを参照してください。 ハートレー発振器 .
詳細については、このリンクを参照してください。 同調コレクター発振器 .
詳細については、このリンクを参照してください。 水晶振動子 .
局部発振器の周波数式
局部発振器では、ミキサが和周波数と差周波数の両方を生成する場合、発振器が IF より下または上にある場合、455 kHz IF 信号を生成することができます。
ケース1:
局部発振器が IF より上にある場合、約 1 ～ 2 MHz に調整する必要があります。通常、それは調整された RLC 回路内のコンデンサであり、インダクタが固定されているときに中心周波数を調整するために変更されます。
以来 fc = 1/2π√LC
解くことで C = 1/L(2πfc)^2
同調周波数が最高になると、同調コンデンサは最小になります。作成する周波数範囲がわかれば、必要な静電容量範囲を推測できます。
Cmax/Cmin = L(2πfmax)^2/ L(2πfmin)^2
= L(2MHz)^2/ L(2πfmin)^2
= (2MHz/1MHz)^2 = 4
ケース 2:
局部発振器が IF を下回る場合、発振器は約 45 kHz から 1145 kHz に調整する必要があります。そう、
Cmax/Cmin = (1145kHz/45kHz)^2 = 648.
このタイプの範囲では、調整可能なコンデンサを作成することは実際的ではありません。したがって、通常の AM 受信機の発振器は無線帯域を超えています。
局部発振器が使用される理由
これらの発振器は、受信機内のミキサで信号周波数を変更するために使用されます。
局部発振器の周波数が高いのはなぜですか?
中間周波数信号がより簡単に通過するように、中間周波数と他の2つの周波数との差の間により多くの距離を残すために、スーパーヘテロダイン受信機では通常、より高い周波数が好まれるため、発振器周波数は信号周波数と比較して常に高くなります。フィルターと元の 2 つの信号が減衰されます。
利点
の 局部発振器の利点 以下のものが含まれます。
- 無線通信システムの局部発振器は、主な位相雑音源です。
- ラジオ受信機では、単一のアクティブ デバイス内に結合されたローカル オシレータとミキサの両方の機能により、価格、スペース、消費電力が削減されます。
- この発振器は、固定周波数で信号を処理して、無線受信機の性能を向上させます。
アプリケーション
の 局部発振器の応用 以下のものが含まれます。
- 局部発振器は、ケーブル テレビのセットトップ ボックス、モデム、テレメトリ システム、マイクロ波中継システム、電話幹線で使用される周波数分割多重システム、電波望遠鏡、原子時計、軍事用電子対抗システムなど、多くの通信回路で使用されます。
- これらは、スーパーヘテロダイン受信機および無線通信システムで使用されます。
- これらの発振器は、受信機アーキテクチャで変更するためにヘテロダインが使用される場合に必要です。
- 簡単な処理のための IF スペクトルへの HF 信号。
- 衛星テレビ受信のマイクロ波周波数は、衛星から受信アンテナまで使用され、アンテナに取り付けられた発振器とミキサーを介してより低い周波数に変換されます。
したがって、これは 局部発振器の概要 – アプリケーションの操作。この発振器は、FM 受信機で重要な役割を果たします。発振器内の不安定性またはドリフトは、受信信号内のドリフトおよび不安定性に変換されるため、これは受信機全体の中で最も重要な回路です。ここで質問ですが、局部発振器としてどのタイプの発振器が使用されていますか?
