本地振荡器(主振荡器) 在接收器 (发射机) 在大多数情况下称为信号发生器,它决定了接收频率。虽然它的作用被称为辅助,但它对接收或发射设备的质量有非常重要的影响。

本地振荡器的用途和外差接收原理
在无线电接收出现之初,在构建接收器电路时,他们放弃了本地振荡器。输入振荡电路选择的信号被放大,然后被检测并馈送到低频放大器。随着电路的发展,出现了构建具有大增益的射频放大器的问题。
为了覆盖大范围,它以较宽的带宽执行,这使得它容易自激。事实证明,开关放大器过于复杂和笨重。
随着外差接收的发明,一切都改变了。来自可调谐(或固定)振荡器的信号被馈送到混频器。接收到的信号被馈送到混频器的另一个输入端,输出的是大量的组合频率,这些组合频率是本振频率与接收信号在各种组合中的频率之和和差。实际应用中通常有两个频率:
- 外差-f信号;
- f 信号 - f 外差。
这些频率相互称为镜像频率。接收在一个通道上进行,第二个由接收器的输入电路过滤掉。差值称为中频(IF),它的值是在设计接收或发射设备时选择的。剩余的组合频率由中频滤波器滤除。
对于工业设备,有选择IF值的标准。在业余设备中,这个频率是从各种条件中选择的,包括用于构建窄带滤波器的组件的可用性。
滤波器选择的中频在中频放大器中被放大。由于这个频率是固定的,而且带宽很小(2.5 ... 3 kHz 就足以传输语音信息),因此它的放大器可以很容易地制成窄带高增益。
有些电路使用总频率 - f 信号 + f 外差。这样的方案被称为“向上转换”方案。这一原理简化了接收机输入电路的结构。
还有一种直接转换技术(不要与直接放大混淆!),其中接收几乎以本地振荡器频率进行。这种电路的特点是设计和调整简单,但直接转换设备存在固有缺陷,会显着降低工作质量。
发射器还使用本地振荡器。它们执行相反的功能 - 它们将低频调制信号传输到发射频率。在通信设备中,可能有几个本地振荡器。因此,如果使用具有两个或多个频率转换的电路,则它分别使用两个或多个本地振荡器。此外,该电路可能包含执行附加功能的本地振荡器 - 恢复传输期间抑制的载波,形成电报包等。
接收机中本地振荡器的功率很小。在大多数情况下,几毫瓦就足以完成任何任务。但是,如果接收器电路允许,本地振荡器信号可能会泄漏到天线中,并且可以在几米的距离内接收到。
业余无线电爱好者有一个传说,在禁止收听西方广播电台期间,特勤局的代表走在房屋的入口处,接收器调到“敌人的声音”频率(调整为中频) .通过信号的存在,据称可以确定谁在收听被禁止的广播。
对本振参数的要求
对本地振荡器信号的主要要求是频谱纯度。如果本地振荡器产生的电压不是正弦波,则混频器中会出现额外的组合频率。如果它们落入输入滤波器的透明频带,这会导致额外的接收通道,以及出现“打击点”——在某些接收频率上,会出现干扰接收有用信号的哨声。
另一个要求是输出信号电平及其频率的稳定性。第二个在处理带有抑制载波(SSB(OBP)、DSB(DBP)等)的信号时尤为重要。通过使用稳压器为主振荡器供电并选择主振荡器,不难获得输出电平的不变性。有源元件(晶体管)的正确模式。
频率的恒定性取决于驱动频率元件(振荡电路的电容和电感)的稳定性,以及安装电容的不变性。 LC 元件的不稳定性在很大程度上取决于本地振荡器工作期间的温度变化。为了稳定电路的元件,它们被放置在恒温器中,并且还使用特殊措施来补偿电容和电感值的温度偏差。电感器通常被制成完全热稳定的。
为此,使用了特殊设计 - 线圈以强线张力缠绕,匝填充有化合物以防止匝移动,导线被烧成陶瓷框架等。
为减少温度对驱动电容电容量的影响,它由两个或多个元件组成,选用不同的电容温度系数值和符号,使它们在加热或冷却过程中相互补偿。
由于热稳定性的问题,使用变容二极管作为电容的电子控制的本地振荡器没有被广泛使用。它们对加热的依赖是非线性的,很难对其进行补偿。因此,变容电容仅用作失谐元件。
贴装电容加起来就是驱动电容的电容,它的不稳定性也会导致频率漂移。为避免安装不稳定,本地振荡器的所有元件都必须非常牢固地安装,以避免相对于彼此的最小偏移。
上世纪 30 年代德国粉末铸造技术的发展,是主振子构造的真正突破。这使得可以为无线电设备部件制作复杂的 3D 形状,从而实现当时前所未有的安装刚性。这使得国防军无线电通信系统的可靠性提高到一个新的水平成为可能。
如果本地振荡器是不可调谐的,频率设置元件通常是 石英谐振器.这使得可以获得极高的发电稳定性。
近年来,使用数字频率合成器代替LC振荡器作为本机振荡器出现了过渡趋势。它们的输出电压和频率的稳定性很容易实现,但光谱纯度仍有很多不足之处,特别是如果信号是使用廉价的微电路生成的。
今天,旧的无线电接收技术正在被新的技术所取代,例如 DDC - 直接数字化。接收设备中的本地振荡器作为一类消失的时代已经不远了。但这不会很快到来,因此在很长一段时间内都需要有关外差和外差接收原理的知识。
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