本地振盪器(主振盪器) 在接收器 (發射機) 在大多數情況下稱為信號發生器,它決定了接收頻率。雖然它的作用被稱為輔助,但它對接收或發射設備的質量有非常重要的影響。

本地振盪器的用途和外差接收原理
在無線電接收出現之初,在構建接收器電路時,他們放棄了本地振盪器。輸入振盪電路選擇的信號被放大,然後被檢測並饋送到低頻放大器。隨著電路的發展,出現了構建具有大增益的射頻放大器的問題。
為了覆蓋大範圍,它以較寬的帶寬執行,這使得它容易自激。事實證明,開關放大器過於復雜和笨重。
一切都隨著外差接收的發明而改變。來自可調諧(或固定)振盪器的信號被饋送到混頻器。接收到的信號被饋送到混頻器的另一個輸入端,輸出的是大量的組合頻率,這些組合頻率是本振頻率與接收信號在各種組合中的頻率之和和差。實際應用中通常有兩個頻率:
- 外差-f信號;
- f 信號 - f 外差。
這些頻率相互稱為鏡像頻率。接收在一個通道上進行,第二個由接收器的輸入電路過濾掉。差值稱為中頻(IF),它的值是在設計接收或發射設備時選擇的。剩餘的組合頻率由中頻濾波器濾除。
對於工業設備,有選擇IF值的標準。在業餘設備中,這個頻率是從各種條件中選擇的,包括用於構建窄帶濾波器的組件的可用性。
濾波器選擇的中頻在中頻放大器中被放大。由於這個頻率是固定的,而且帶寬很小(2.5 ... 3 kHz 就足以傳輸語音信息),因此它的放大器可以很容易地製成窄帶高增益。
有些電路使用總頻率 - f 信號 + f 外差。這樣的方案被稱為“向上轉換”方案。這一原理簡化了接收機輸入電路的結構。
還有一種直接轉換技術(不要與直接放大混淆!),其中接收幾乎以本地振盪器頻率進行。這種電路的特點是設計和調整簡單,但直接轉換設備存在固有缺陷,會顯著降低工作質量。
發射器還使用本地振盪器。它們執行相反的功能 - 它們將低頻調製信號傳輸到發射頻率。在通信設備中,可能有幾個本地振盪器。因此,如果使用具有兩個或多個頻率轉換的電路,則它分別使用兩個或多個本地振盪器。此外,該電路可能包含執行附加功能的本地振盪器 - 恢復傳輸期間抑制的載波,形成電報包等。
接收機中本地振盪器的功率很小。在大多數情況下,幾毫瓦就足以完成任何任務。但是,如果接收器電路允許,本地振盪器信號可能會洩漏到天線中,並且可以在幾米的距離內接收到。
業餘無線電愛好者有一個傳說,在禁止收聽西方廣播電台期間,特勤局的代表走在房屋的入口處,接收器調到“敵人的聲音”頻率(調整為中頻) .通過信號的存在,據稱可以確定誰在收聽被禁止的廣播。
對本振參數的要求
對本地振盪器信號的主要要求是頻譜純度。如果本地振盪器產生的電壓不是正弦波,則混頻器中會出現額外的組合頻率。如果它們落入輸入濾波器的透明頻帶,這會導致額外的接收通道,以及出現“打擊點”——在某些接收頻率上,會出現干擾接收有用信號的哨聲。
另一個要求是輸出信號電平及其頻率的穩定性。第二個在處理帶有抑制載波(SSB(OBP)、DSB(DBP)等)的信號時尤為重要。通過使用穩壓器為主振盪器供電並選擇主振盪器,不難獲得輸出電平的不變性。有源元件(晶體管)的正確模式。
頻率的恆定性取決於驅動頻率元件(振盪電路的電容和電感)的穩定性,以及安裝電容的不變性。 LC 元件的不穩定性在很大程度上取決於本地振盪器工作期間的溫度變化。為了穩定電路的元件,它們被放置在恆溫器中,並且還使用特殊措施來補償電容和電感值的溫度偏差。電感器通常被製成完全熱穩定的。
為此,使用了特殊設計 - 線圈以強線張力纏繞,匝填充有化合物以防止匝移動,導線被燒成陶瓷框架等。
為減少溫度對驅動電容電容量的影響,它由兩個或多個元件組成,選用不同的電容溫度係數值和符號,使它們在加熱或冷卻過程中相互補償。
由於熱穩定性的問題,使用變容二極管作為電容的電子控制的本地振盪器沒有被廣泛使用。它們對加熱的依賴是非線性的,很難對其進行補償。因此,變容電容僅用作失諧元件。
貼裝電容加起來就是驅動電容的電容,它的不穩定性也會導致頻率漂移。為避免安裝不穩定,本地振盪器的所有元件都必須非常牢固地安裝,以避免相對於彼此的最小偏移。
上世紀 30 年代德國粉末鑄造技術的發展,是主振子構造的真正突破。這使得可以為無線電設備部件製作複雜的 3D 形狀,從而實現當時前所未有的安裝剛性。這使得國防軍無線電通信系統的可靠性提高到一個新的水平成為可能。
如果本地振盪器是不可調諧的,頻率設置元件通常是 石英諧振器.這使得可以獲得極高的發電穩定性。
近年來,使用數字頻率合成器代替LC振盪器作為本機振盪器出現了過渡趨勢。它們的輸出電壓和頻率的穩定性很容易實現,但光譜純度仍有很多不足之處,特別是如果信號是使用廉價的微電路生成的。
今天,舊的無線電接收技術正在被新的技術所取代,例如 DDC - 直接數字化。接收設備中的本地振盪器作為一類消失的時代已經不遠了。但這不會很快到來,因此在很長一段時間內都需要有關外差和外差接收原理的知識。
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