dao động cục bộ (bộ dao động chính) trong máy thu (hệ thống điều khiển) trong hầu hết các trường hợp được gọi là bộ tạo tín hiệu, xác định tần số thu. Mặc dù vai trò của nó được gọi là phụ trợ nhưng nó có ảnh hưởng rất đáng kể đến chất lượng của thiết bị thu hoặc phát.
Nội dung
Mục đích của bộ tạo dao động cục bộ và nguyên tắc tiếp nhận dị bản
Vào buổi bình minh của việc thu sóng vô tuyến, khi xây dựng các mạch thu, họ đã phân phối các bộ dao động cục bộ. Tín hiệu được chọn bởi mạch dao động đầu vào được khuếch đại, sau đó nó được phát hiện và đưa đến bộ khuếch đại tần số thấp. Với sự phát triển của mạch điện, vấn đề xây dựng một bộ khuếch đại tần số vô tuyến có độ lợi lớn đã nảy sinh.
Để bao phủ một phạm vi lớn, nó được thực hiện với một băng thông rộng, khiến nó dễ bị tự kích thích. Bộ khuếch đại đã chuyển đổi hóa ra quá phức tạp và cồng kềnh.
Mọi thứ đã thay đổi với việc phát minh ra chất tiếp nhận dị loại.Tín hiệu từ bộ dao động điều chỉnh được (hoặc cố định) được đưa đến bộ trộn. Tín hiệu nhận được được đưa đến đầu vào khác của bộ trộn và đầu ra là một số lượng lớn các tần số kết hợp, là tổng và sự khác biệt của tần số của bộ dao động cục bộ và tín hiệu nhận được trong các kết hợp khác nhau. Các ứng dụng thực tế thường có hai tần số:
- fheterodyne-fsignal;
- tín hiệu f - f heterodyne.
Các tần số này được gọi là tần số gương đối với nhau. Việc tiếp nhận được thực hiện trên một kênh, kênh thứ hai được lọc ra bởi các mạch đầu vào của máy thu. Sự khác biệt được gọi là tần số trung gian (IF), giá trị của nó được chọn khi thiết kế thiết bị thu hoặc phát. Các tần số kết hợp còn lại được lọc ra bằng bộ lọc tần số trung gian.
Đối với thiết bị công nghiệp, có các tiêu chuẩn để lựa chọn giá trị IF. Trong các thiết bị nghiệp dư, tần số này được chọn từ các điều kiện khác nhau, bao gồm cả sự sẵn có của các thành phần để xây dựng bộ lọc dải hẹp.
Tần số trung gian do bộ lọc chọn được khuếch đại trong bộ khuếch đại IF. Vì tần số này là cố định và băng thông nhỏ (2,5 ... 3 kHz là đủ để truyền thông tin thoại), bộ khuếch đại cho nó có thể dễ dàng được thực hiện ở dải tần hẹp với độ lợi cao.
Có những mạch trong đó tổng tần số được sử dụng - tín hiệu f + f heterodyne. Các chương trình như vậy được gọi là các chương trình "chuyển đổi hướng lên". Nguyên tắc này đơn giản hóa việc xây dựng các mạch đầu vào của máy thu.
Ngoài ra còn có một kỹ thuật chuyển đổi trực tiếp (đừng nhầm với khuếch đại trực tiếp!), Trong đó việc tiếp nhận được thực hiện gần như ở tần số dao động cục bộ.Mạch điện như vậy được đặc trưng bởi sự đơn giản trong thiết kế và điều chỉnh, nhưng thiết bị chuyển đổi trực tiếp có những sai sót cố hữu làm giảm chất lượng công việc một cách đáng kể.
Máy phát cũng sử dụng các bộ dao động cục bộ. Chúng thực hiện chức năng ngược lại - chúng chuyển tín hiệu điều chế tần số thấp sang tần số phát. Trong thiết bị thông tin liên lạc, có thể có một số bộ dao động cục bộ. Vì vậy, nếu một mạch có hai hoặc nhiều chuyển đổi tần số được sử dụng, thì nó sẽ sử dụng tương ứng, hai hoặc nhiều bộ dao động cục bộ. Ngoài ra, mạch có thể chứa các bộ dao động cục bộ thực hiện các chức năng bổ sung - khôi phục sóng mang bị triệt tiêu trong quá trình truyền, hình thành các bưu kiện điện báo, v.v.
Công suất của dao động cục bộ trong máy thu là nhỏ. Một vài miliwat trong hầu hết các trường hợp là đủ cho bất kỳ nhiệm vụ nào. Nhưng tín hiệu dao động cục bộ, nếu mạch thu cho phép, có thể bị rò rỉ vào ăng-ten và nó có thể nhận được ở khoảng cách vài mét.
Có một truyền thuyết trong giới nghiệp dư rằng trong thời gian cấm nghe đài của phương Tây, đại diện của các cơ quan đặc nhiệm đi dọc theo lối vào của các ngôi nhà với máy thu được điều chỉnh theo tần số của "giọng nói của kẻ thù" (được điều chỉnh cho một tần số trung gian) . Bằng sự hiện diện của các tín hiệu, người ta có thể xác định ai đang nghe các chương trình phát sóng bị cấm.
Yêu cầu đối với các tham số của bộ dao động cục bộ
Yêu cầu chính đối với tín hiệu dao động cục bộ là độ tinh khiết của phổ. Nếu bộ dao động cục bộ tạo ra điện áp khác với hình sin, thì các tần số kết hợp bổ sung sẽ xuất hiện trong bộ trộn.Nếu chúng rơi vào dải trong suốt của các bộ lọc đầu vào, điều này dẫn đến các kênh tiếp nhận bổ sung, cũng như xuất hiện "điểm bị đánh" - ở một số tần số tiếp nhận, một tiếng còi xuất hiện gây cản trở việc nhận tín hiệu hữu ích.
Một yêu cầu khác là sự ổn định của mức tín hiệu đầu ra và tần số của nó. Điều thứ hai là đặc biệt quan trọng khi xử lý tín hiệu với sóng mang bị triệt tiêu (SSB (OBP), DSB (DBP), v.v.) Không khó để có được sự bất biến của mức đầu ra bằng cách sử dụng bộ điều chỉnh điện áp để cấp nguồn cho bộ dao động chính và chọn chế độ chính xác của phần tử hoạt động (bóng bán dẫn).
Sự cố định của tần số phụ thuộc vào sự ổn định của các phần tử tần số phát động (điện dung và độ tự cảm của mạch dao động), cũng như sự bất biến của điện dung gắn kết. Phần lớn sự không ổn định của các phần tử LC được xác định bởi sự thay đổi nhiệt độ trong quá trình hoạt động của bộ dao động cục bộ. Để ổn định các thành phần của mạch, chúng được đặt trong bộ điều nhiệt, và các biện pháp đặc biệt cũng được sử dụng để bù cho sự sai lệch nhiệt độ trong các giá trị điện dung và điện cảm. Cuộn cảm thường được chế tạo để hoàn toàn ổn định về nhiệt.
Đối với điều này, các thiết kế đặc biệt được sử dụng - các cuộn dây được quấn với độ căng dây mạnh, các vòng xoắn được làm đầy bằng hợp chất để ngăn chặn sự dịch chuyển của các vòng quay, dây được đốt thành một khung gốm, v.v.
Để giảm ảnh hưởng của nhiệt độ đến điện dung của tụ điện, tụ điện được tạo thành từ hai hoặc nhiều phần tử, chọn chúng có các giá trị và dấu hiệu khác nhau của hệ số nhiệt độ của điện dung để chúng được bù trừ lẫn nhau trong quá trình đốt nóng hoặc làm mát.
Do các vấn đề về ổn định nhiệt, các bộ dao động cục bộ được điều khiển điện tử, trong đó các biến thể được sử dụng làm điện dung, không được sử dụng rộng rãi. Sự phụ thuộc của chúng vào hệ thống sưởi là phi tuyến tính, và rất khó bù đắp cho nó. Do đó, varicaps chỉ được sử dụng như các yếu tố ngăn chặn.
Việc gắn điện dung sẽ làm tăng điện dung của tụ điện dẫn động, và sự không ổn định của nó cũng dẫn đến hiện tượng trôi tần số. Để tránh sự mất ổn định khi lắp đặt, tất cả các phần tử của bộ dao động cục bộ phải được lắp rất chắc chắn để tránh sự thay đổi thậm chí rất nhỏ so với nhau.
Một bước đột phá thực sự trong việc chế tạo bộ dao động chính là sự phát triển vào những năm 30 của thế kỷ trước công nghệ đúc bột ở Đức. Điều này giúp nó có thể tạo ra các hình dạng ba chiều phức tạp cho các bộ phận của thiết bị vô tuyến, giúp nó có thể đạt được độ cứng lắp chưa từng có vào thời điểm đó. Điều này đã giúp nâng độ tin cậy của hệ thống liên lạc vô tuyến Wehrmacht lên một tầm cao mới.
Nếu bộ dao động cục bộ không thể điều chỉnh được, phần tử cài đặt tần số thường là máy cộng hưởng thạch anh. Điều này làm cho nó có thể đạt được độ ổn định thế hệ cực cao.
Trong những năm gần đây, có một xu hướng chuyển đổi trong việc sử dụng bộ tổng hợp tần số kỹ thuật số làm bộ dao động cục bộ thay vì bộ tạo dao động LC. Dễ dàng đạt được sự ổn định của điện áp đầu ra và tần số trong chúng, nhưng độ tinh khiết của phổ vẫn còn nhiều điều mong muốn, đặc biệt nếu tín hiệu được tạo ra bằng cách sử dụng vi mạch rẻ tiền.
Ngày nay, các công nghệ thu sóng vô tuyến cũ đang được thay thế bằng các công nghệ mới, chẳng hạn như DDC - số hóa trực tiếp.Thời gian không còn xa khi các bộ dao động cục bộ trong thiết bị nhận sẽ biến mất dưới dạng một lớp. Nhưng điều này sẽ không đến sớm như vậy, vì vậy kiến thức về dị vật và các nguyên tắc tiếp nhận dị thể sẽ còn cần thiết trong một thời gian dài sắp tới.
Các bài tương tự:
