τοπικός ταλαντωτής (κύριος ταλαντωτής) στον δέκτη (πομπός) στις περισσότερες περιπτώσεις ονομάζεται γεννήτρια σήματος, η οποία καθορίζει τη συχνότητα λήψης. Αν και ο ρόλος του ονομάζεται βοηθητικός, έχει πολύ σημαντικό αντίκτυπο στην ποιότητα της συσκευής λήψης ή εκπομπής.
Περιεχόμενο
Ο σκοπός του τοπικού ταλαντωτή και η αρχή της ετεροδύνης λήψης
Στην αυγή της ραδιοφωνικής λήψης, όταν κατασκεύαζαν κυκλώματα δέκτη, παραιτήθηκαν από τοπικούς ταλαντωτές. Το σήμα που επιλέχθηκε από το ταλαντευόμενο κύκλωμα εισόδου ενισχύθηκε και στη συνέχεια ανιχνεύτηκε και τροφοδοτήθηκε σε έναν ενισχυτή χαμηλής συχνότητας. Με την ανάπτυξη των κυκλωμάτων, έχει προκύψει το πρόβλημα της κατασκευής ενός ενισχυτή ραδιοσυχνοτήτων με μεγάλο κέρδος.
Για να καλύψει ένα μεγάλο εύρος, εκτελέστηκε με μεγάλο εύρος ζώνης, το οποίο το έκανε επιρρεπές σε αυτοδιέγερση. Οι ενισχυτές με μεταγωγή αποδείχθηκαν πολύ περίπλοκοι και δυσκίνητοι.
Όλα άλλαξαν με την εφεύρεση της ετερόδυνης λήψης.Το σήμα από τον ρυθμιζόμενο (ή σταθερό) ταλαντωτή τροφοδοτείται στον μείκτη. Το λαμβανόμενο σήμα τροφοδοτείται στην άλλη είσοδο του μίκτη και η έξοδος είναι ένας τεράστιος αριθμός συνδυαστικών συχνοτήτων, που είναι τα αθροίσματα και οι διαφορές των συχνοτήτων του τοπικού ταλαντωτή και του λαμβανόμενου σήματος σε διάφορους συνδυασμούς. Οι πρακτικές εφαρμογές έχουν συνήθως δύο συχνότητες:
- fheterodyne-fsignal;
- f σήμα - f ετεροδύναμο.
Αυτές οι συχνότητες ονομάζονται κατοπτρικές συχνότητες μεταξύ τους. Η λήψη πραγματοποιείται σε ένα κανάλι, το δεύτερο φιλτράρεται από τα κυκλώματα εισόδου του δέκτη. Η διαφορά ονομάζεται ενδιάμεση συχνότητα (IF), η τιμή της επιλέγεται κατά το σχεδιασμό της συσκευής λήψης ή εκπομπής. Οι υπόλοιπες συνδυαστικές συχνότητες φιλτράρονται από ένα φίλτρο ενδιάμεσης συχνότητας.
Για βιομηχανικό εξοπλισμό, υπάρχουν πρότυπα για την επιλογή της τιμής IF. Στον ερασιτεχνικό εξοπλισμό, αυτή η συχνότητα επιλέγεται από διάφορες συνθήκες, συμπεριλαμβανομένης της διαθεσιμότητας εξαρτημάτων για την κατασκευή ενός φίλτρου στενής ζώνης.
Η ενδιάμεση συχνότητα που επιλέγεται από το φίλτρο ενισχύεται στον ενισχυτή IF. Δεδομένου ότι αυτή η συχνότητα είναι σταθερή και το εύρος ζώνης είναι μικρό (2,5 ... 3 kHz είναι αρκετά για τη μετάδοση φωνητικών πληροφοριών), ο ενισχυτής για αυτήν μπορεί εύκολα να γίνει στενής ζώνης με υψηλό κέρδος.
Υπάρχουν κυκλώματα όπου χρησιμοποιείται η συνολική συχνότητα - f σήμα + f ετεροδύνη. Τέτοια σχήματα αναφέρονται ως σχήματα «ανοδικού μετασχηματισμού». Αυτή η αρχή απλοποιεί την κατασκευή των κυκλωμάτων εισόδου του δέκτη.
Υπάρχει επίσης μια τεχνική άμεσης μετατροπής (δεν πρέπει να συγχέεται με την άμεση ενίσχυση!), στην οποία η λήψη πραγματοποιείται σχεδόν στην τοπική συχνότητα ταλαντωτή.Τέτοια κυκλώματα χαρακτηρίζονται από απλότητα σχεδιασμού και προσαρμογής, αλλά ο εξοπλισμός άμεσης μετατροπής έχει εγγενή ελαττώματα που υποβαθμίζουν σημαντικά την ποιότητα της εργασίας.
Ο πομπός χρησιμοποιεί επίσης τοπικούς ταλαντωτές. Εκτελούν την αντίθετη λειτουργία - μεταφέρουν το διαμορφωμένο σήμα χαμηλής συχνότητας στη συχνότητα εκπομπής. Στον εξοπλισμό επικοινωνίας, μπορεί να υπάρχουν αρκετοί τοπικοί ταλαντωτές. Έτσι, εάν χρησιμοποιείται ένα κύκλωμα με δύο ή περισσότερες μετατροπές συχνότητας, χρησιμοποιεί, αντίστοιχα, δύο ή περισσότερους τοπικούς ταλαντωτές. Επίσης, το κύκλωμα μπορεί να περιέχει τοπικούς ταλαντωτές που εκτελούν πρόσθετες λειτουργίες - την αποκατάσταση ενός φορέα που καταστέλλεται κατά τη μετάδοση, το σχηματισμό τηλεγραφικών δεμάτων κ.λπ.
Η ισχύς του τοπικού ταλαντωτή στον δέκτη είναι μικρή. Λίγα milliwatts στις περισσότερες περιπτώσεις είναι αρκετά για οποιαδήποτε εργασία. Αλλά το σήμα τοπικού ταλαντωτή, εάν το επιτρέπει το κύκλωμα του δέκτη, μπορεί να διαρρεύσει στην κεραία και μπορεί να ληφθεί σε απόσταση πολλών μέτρων.
Υπάρχει ένας θρύλος μεταξύ των ραδιοερασιτέχνων ότι κατά τη διάρκεια της απαγόρευσης ακρόασης δυτικών ραδιοφωνικών σταθμών, εκπρόσωποι των ειδικών υπηρεσιών περπατούσαν κατά μήκος των εισόδων των σπιτιών με δέκτες συντονισμένους στις συχνότητες των "εχθρικών φωνών" (ρυθμισμένοι για μια ενδιάμεση συχνότητα) . Με την παρουσία σημάτων, φέρεται να ήταν δυνατό να προσδιοριστεί ποιος άκουγε απαγορευμένες εκπομπές.
Απαιτήσεις για τις παραμέτρους του τοπικού ταλαντωτή
Η κύρια απαίτηση για ένα σήμα τοπικού ταλαντωτή είναι η φασματική καθαρότητα. Εάν ο τοπικός ταλαντωτής παράγει μια τάση διαφορετική από ένα ημιτονοειδές, τότε εμφανίζονται επιπλέον συχνότητες συνδυασμού στον μείκτη.Εάν πέσουν στη ζώνη διαφάνειας των φίλτρων εισόδου, αυτό οδηγεί σε πρόσθετα κανάλια λήψης, καθώς και στην εμφάνιση "χτυπημένων σημείων" - σε ορισμένες συχνότητες λήψης, εμφανίζεται ένα σφύριγμα που παρεμβαίνει στη λήψη ενός χρήσιμου σήματος.
Μια άλλη απαίτηση είναι η σταθερότητα του επιπέδου του σήματος εξόδου και της συχνότητάς του. Το δεύτερο είναι ιδιαίτερα σημαντικό κατά την επεξεργασία σημάτων με κατασταλμένο φορέα (SSB (OBP), DSB (DBP), κ.λπ.) Δεν είναι δύσκολο να αποκτήσετε την αναλλοίωτη στάθμη εξόδου χρησιμοποιώντας ρυθμιστές τάσης για την τροφοδοσία των βασικών ταλαντωτών και επιλέγοντας το σωστή λειτουργία του ενεργού στοιχείου (τρανζίστορ).
Η σταθερότητα της συχνότητας εξαρτάται από τη σταθερότητα των στοιχείων της κινητήριας συχνότητας (χωρητικότητα και επαγωγή του ταλαντωτικού κυκλώματος), καθώς και από την αμετάβλητη χωρητικότητα στερέωσης. Η αστάθεια των στοιχείων LC καθορίζεται, ως επί το πλείστον, από τη μεταβολή της θερμοκρασίας κατά τη λειτουργία του τοπικού ταλαντωτή. Για τη σταθεροποίηση των στοιχείων του κυκλώματος, τοποθετούνται σε θερμοστάτες και χρησιμοποιούνται επίσης ειδικά μέτρα για την αντιστάθμιση των αποκλίσεων θερμοκρασίας στις τιμές χωρητικότητας και επαγωγής. Οι επαγωγείς συνήθως κατασκευάζονται για να είναι απόλυτα θερμικά σταθεροί.
Για αυτό, χρησιμοποιούνται ειδικά σχέδια - τα πηνία τυλίγονται με ισχυρή τάση σύρματος, οι στροφές γεμίζονται με μια ένωση για να αποφευχθεί η μετατόπιση των στροφών, το σύρμα καίγεται σε ένα κεραμικό πλαίσιο κ.λπ.
Για να μειωθεί η επίδραση της θερμοκρασίας στην χωρητικότητα του κινητήριου πυκνωτή, αποτελείται από δύο ή περισσότερα στοιχεία, επιλέγοντάς τα με διαφορετικές τιμές και σημάδια του συντελεστή θερμοκρασίας χωρητικότητας έτσι ώστε να αντισταθμίζονται αμοιβαία κατά τη θέρμανση ή την ψύξη.
Λόγω προβλημάτων με τη θερμική σταθερότητα, οι ηλεκτρονικά ελεγχόμενοι τοπικοί ταλαντωτές, όπου τα varicaps χρησιμοποιούνται ως χωρητικότητα, δεν χρησιμοποιούνται ευρέως. Η εξάρτησή τους από τη θέρμανση είναι μη γραμμική και είναι πολύ δύσκολο να αντισταθμιστεί. Επομένως, τα varicaps χρησιμοποιούνται μόνο ως αποσυντονιστικά στοιχεία.
Η χωρητικότητα τοποθέτησης προστίθεται στη χωρητικότητα του πυκνωτή οδήγησης και η αστάθειά του οδηγεί επίσης σε μετατόπιση συχνότητας. Για να αποφευχθεί η αστάθεια τοποθέτησης, όλα τα στοιχεία του τοπικού ταλαντωτή πρέπει να τοποθετηθούν πολύ άκαμπτα για να αποφευχθούν ακόμη και ελάχιστες μετατοπίσεις μεταξύ τους.
Μια πραγματική σημαντική ανακάλυψη στην κατασκευή των κύριων ταλαντωτών ήταν η ανάπτυξη στη δεκαετία του '30 του περασμένου αιώνα της τεχνολογίας χύτευσης σκόνης στη Γερμανία. Αυτό κατέστησε δυνατή την παραγωγή πολύπλοκων τρισδιάστατων σχημάτων για εξαρτήματα ραδιοεξοπλισμού, γεγονός που κατέστησε δυνατή την επίτευξη πρωτοφανούς ακαμψίας τοποθέτησης εκείνη την εποχή. Αυτό επέτρεψε να φέρει την αξιοπιστία των συστημάτων ραδιοεπικοινωνίας της Wehrmacht σε ένα νέο επίπεδο.
Εάν ο τοπικός ταλαντωτής δεν είναι συντονισμένος, το στοιχείο ρύθμισης συχνότητας είναι συνήθως αντηχείο χαλαζία. Αυτό καθιστά δυνατή την επίτευξη εξαιρετικά υψηλής σταθερότητας παραγωγής.
Τα τελευταία χρόνια, υπάρχει μια μεταβατική τάση στη χρήση ψηφιακών συνθεσάιζερ συχνοτήτων ως τοπικών ταλαντωτών αντί για ταλαντωτές LC. Η σταθερότητα της τάσης και της συχνότητας εξόδου σε αυτά επιτυγχάνεται εύκολα, αλλά η φασματική καθαρότητα αφήνει πολλά επιθυμητά, ειδικά εάν το σήμα παράγεται χρησιμοποιώντας φθηνά μικροκυκλώματα.
Σήμερα, οι παλιές τεχνολογίες ραδιοφωνικής λήψης αντικαθίστανται από νέες, όπως η DDC - άμεση ψηφιοποίηση.Δεν είναι μακριά η στιγμή που οι τοπικοί ταλαντωτές στον εξοπλισμό λήψης θα εξαφανιστούν ως κατηγορία. Αλλά αυτό δεν θα γίνει τόσο σύντομα, επομένως η γνώση για τις ετεροδύνες και τις αρχές της ετεροδύνης λήψης θα είναι περιζήτητη για πολύ καιρό ακόμη.
Παρόμοια άρθρα:
