振荡器是一种电子或机械设备,用于产生振荡或周期性的电子信号,通常是正弦波。通常,振荡器将电源的直流电转换为交流信号。因此,这些振荡器适用于广泛的电子设备,从简单的CLK发生器到数字设备、复杂的计算机等。根据需要可以使用不同类型的振荡器,如谐波、调谐电路、RC晶体等本机振荡器–使用应用程序。


什么是本地振荡器?

本地振荡器是一种类型的振荡器,用于通过接收机中的混频器来修改信号频率。这种信号频率修改过程也称为外差,从振荡器的频率和输入信号的频率生成和差频率。在各种接收机中,这种振荡器和混频器功能被组合在一个称为转换器的单个级中,这降低了功耗、成本和空间。本地振荡器生成包括频率的正弦信号,使得接收器能够生成用于进一步放大以及转换为音频检测的精确中频或所得频率。

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本地振荡器

本地振荡器工作

超外差无线电接收机中与混频器一起工作的本地振荡器如下所示。通常,超外差无线电接收机通过本地振荡器将接收信号的频率与生成信号的频率混合。

Local Oscillator Block Diagram
本地振荡器框图

首先,接收器接收来自天线的信号。之后,这些信号被馈送到RF放大器。在该放大器中,对信号进行调谐以从其他频率去除不需要的信号。
来自RF放大器的调谐信号与来自本地振荡器的生成的输入本地频率信号混合。这个混频过程可以在混频器中完成,它会产生中频。

通过混频形成的IF比原始载波频率更适合于处理。
然后,中频被放大和滤波。因此,这个振幅只是通过一个限制器来维持。因此,在整个滤波过程中,可以选择特定频道的信号。与RF滤波相比,IF滤波器可以比RF滤波器调谐得好,因为它主要是为固定频率设计的。

之后,该信号被提供给解调器,该解调器也被称为FM检测器。所以这个检测器只是对输出进行解调。因此,在不同的解调器之间切换以获得优选的输出形式也是可以实现的。

之后,这个解调的信号用扬声器放大,在那里它变为具有可听频率的声音信号。

因此,超外差FM接收器的专长是将来自源的原始输入频率与生成的频率混合,因此,这允许接收器仅过滤和选择优选的RF信号。

本地振荡器电路图

在这里,我们将解释在超外差接收机中工作的本地振荡器。使用本地振荡器的超外差接收机的电路图如下所示。

Superheterodyne Receiver with Local Oscillator
带本地振荡器的超外差接收机

外差接收机是一种电子电路,通过不同的频率将信号从一个载波信号传输到另一个载波。它通过振荡器将i/p信号与生成的波混合,以生成两个新的信号,这两个信号被称为拍频。外差是一个受三角定律控制的简单过程,大多数外差都是带有几个放大器和滤波器的非常复杂的设备。

这里,拍频是由不同频率的两个i/pt信号产生的信号。一般来说,外差接收机产生两个拍频,其中一个拍频的频率是混合频率的量,而另一个拍拍的频率是在混合频率之间的变化。因此,例如,包括10MHz载波的i/p信号与15MHz载波信号混合,以产生两个o/p拍频。较高拍频具有25MhHz的频率,而较低拍频具有5MHz的频率。

超外差接收机利用外差原理,允许通过低频接收机识别高频信号。一旦信号进入超外差接收机,则在滤波以生成IF(中频)之前,它被本地振荡器信号简单地放大和混合。通常,在到达输出之前,它会被再次放大和滤波。接收机通过改变振荡波的频率进行调谐。

有许多在无线电接收机中广泛使用的本地振荡器;哈特利振荡器、调谐集电极振荡器和晶体振荡器。

请参阅此链接以了解更多关于哈特利振荡器的信息。
请参阅此链接以了解有关调谐集电极振荡器的更多信息。
请参阅此链接以了解有关晶体振荡器的更多信息。

本地振荡器频率公式

在本地振荡器中,当混频器产生和频和差频时,如果振荡器低于或高于IF,则可以产生455kHz的IF信号。

情况1:

当本机振荡器高于中频时,则需要从大约1 MHz调谐到2 MHz。通常,它是调谐RLC电路中的电容器,当电感器固定时,它被改变以调节中心频率。

自从fc=1/2π√LC

通过解决C=1/L(2πfc)^2

一旦调谐频率最高,则调谐电容器最小。当我们知道要创建的频率范围时,我们可以推断出所需的电容范围。

Cmax/Cmin=L(2πfmax)^2/L(2πfmin)^2

=L(2MHz)^2/L(2πfmin)^2

=(2MHz/1MHz)^2=4

情况2:

当本地振荡器低于IF时,则振荡器需要从大约45kHz调谐到1145kHz。所以

Cmax/Cmin=(1145kHz/45kHz)^2=648。

对于这种类型的范围,制造可调谐电容器是不实际的。因此,普通AM接收机中的振荡器在无线电频带上。

为什么使用本地振荡器?

这些振荡器用于通过接收机中的混频器来改变信号频率。

为什么本振频率更高?

与信号频率相比,振荡器频率总是更高,因为在超外差接收机中通常优选更高的频率,以在其他中频和其他两个频率之间的差之间留出更大的距离,从而使中频信号更简单地通过整个滤波器&原始的两个信号将衰减。

优势

这个本地振荡器的优点包括以下内容。

  • 无线电通信系统中的本地振荡器是主要的相位噪声源。
  • 在无线电接收机中,单个有源设备内的组合本地振荡器和混频器的功能降低了价格、空间和功耗。
  • 该振荡器处理固定频率的信号以提高无线电接收机的性能。

应用

这个本地振荡器的应用包括以下内容。

  • 本地振荡器用于许多通信电路,如有线电视机顶盒、调制解调器、遥测系统、微波中继系统、电话干线中使用的频分复用系统、射电望远镜、原子钟和军事电子对抗系统。
  • 这些用于超外差接收机和无线电通信系统。
  • 无论何时在接收器架构中使用外差来改变,这些振荡器都是必要的
  • HF信号转换为IF频谱以便于处理。
  • 卫星电视接收中的微波频率从卫星一直到接收天线,通过安装在天线上的振荡器和混频器转换为较低的频率。

因此,这是本地振荡器的概述——与应用程序一起工作。这个振荡器在调频接收机中起着关键作用。它是整个接收机中最重要的电路,因为振荡器中的任何不稳定性或漂移都将转化为接收信号中的漂移和不稳定性。这里有一个问题要问你,哪种类型的振荡器被用作本地振荡器?