本地振荡器作用_工作原理_电路图

振荡器是一种电子或机械设备，用于生成振荡或周期性电子信号，通常是正弦波。一般情况下，振荡器将电源的直流电转换为交流信号。因此，这些适用于范围广泛的电子设备，从简单的CLK发生器到数字设备、复杂的计算机等。

根据谐波、调谐电路、RC晶体等要求，可以使用不同类型的振荡器。在本文中，小编将介绍一种比较常用的振荡器类型，本地振荡器的作用、原理和电路图。

基本概念

本地振荡器是一种振荡器，用于通过接收器中的混频器修改信号频率。这种信号频率修改过程也称为外差法，可根据振荡器的频率和输入信号的频率生成和频和差频。在各种接收器中，本地振荡器和混频器功能组合在一个称为转换器的单级中，可降低功耗、成本和空间。

本地振荡器生成包括频率的正弦信号，以便接收器能够产生准确的中频或所得频率，用于进一步放大以及转换成音频检测。

工作原理

下图显示了在超外差无线电接收机中与混频器一起工作的本地振荡器。通常情况下，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，示意图如下所示：

首先，外差接收器接收来自天线的信号，然后这些信号被馈送到射频放大器。在这个放大器中，信号被调谐以去除来自其它频率的不需要的信号。来自射频放大器的调谐信号与本地振荡器生成的传入本地频率信号混合。此混音过程可以在混音器内完成，它会创建一个 IF（中频）。混频后形成的中频比原来的载频更适合处理。

之后，中频被放大和过滤，这个幅度只是通过一个限制器来维持。因此，在整个过滤过程中，可以选择特定通道的信号。与RF滤波相比，IF滤波器可以比RF滤波器调谐得更好，因为它主要是为固定频率设计的。

接下来，该信号被提供给解调器，也称为FM检测器，这个检测器只是解调输出。因此，也可以在不同的解调器之间切换以获得首选的输出形式。

最后，这个解调信号被扬声器放大，在那里它变成了具有可听频率的声音信号。

因此，超外差式FM接收机的特点是将来自源的原始输入频率与生成的频率混合，因此，这允许接收器过滤并仅选择首选RF信号。

电路图

下面将简单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。

外差接收器是一种电子电路，它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信号，并且通过振荡器将i/p信号与生成的波混合，以生成两个称为拍频的新信号。外差法是一个简单的程序，受三角法则约束，大多数外差法是非常复杂的设备，带有多个放大器和滤波器。

其中，拍频是由不同频率的两个i/pt信号产生的信号。通常情况下，外差接收器会产生两个拍频，其中一个拍频的频率是混合频率的数量，而另一个拍频的频率是混合频率之间的变化。因此，例如，包含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。较高拍频的频率为25MhHz，较低拍频的频率为5MHz。

超外差接收机利用外差接收器原理，让高频信号通过低频接收机识别。一旦信号进入超外差接收器机，它就会被本地振荡器信号简单地放大和混合，然后被过滤以生成 IF（中频）。通常情况下，它在到达输出之前再次被放大和过滤。接收器通过改变振荡器波频率进行调谐。

目前有许多广泛用于无线电接收机的本地振荡器，例如哈特利振荡器、调谐集电极振荡器和晶体振荡器。

本振频率公式

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

情况1：

当本地振荡器高于IF时，它需要从大约1到2MHz进行调谐。通常情况下，它是调谐RLC电路中的电容器，当电感器固定时，它会改变以调节中心频率。

由于fc=1/2π√LC，通过求解得到C=1/L(2πfc)^2。

因此，一旦调谐频率最高，则调谐电容器最小。当知道要创建的频率范围时，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，振荡器需要在大约45kHz至1145kHz之间调谐。所以有：Cmax/Cmin=(1145kHz/45kHz)^2=648。

对于这种类型的范围，制作可调电容器是不切实际的。因此，正常AM接收机中的振荡器在无线电频带上。

主要优势

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。
• 在无线电接收器中，单个有源设备中组合的本地振荡器和混频器的功能降低了价格、空间和功耗。
• 该振荡器以固定频率处理信号以提高无线电接收器的性能。

主要应用

本地振荡器的应用非常广泛，其中一些典型的应用包括：

• 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。
• 用于超外差接收器和无线电通信系统。
• 每当在接收器架构中使用外差法来改变时，这些振荡器都是必需的。
• HF信号到IF频谱以便于处理。
• 卫星电视接收中的微波频率用于从卫星到接收天线，通过安装在天线上的振荡器和混频器转换为较低频率。

总结

本地振荡器的应用非常广泛，主要用于通过接收器中的混频器改变信号频率，它在FM接收器中起着关键作用。它是整个接收器中最重要的电路，因为振荡器内的任何不稳定性或漂移都会转化为接收信号内的漂移和不稳定性。

需要注意的是，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，以便在其它中频和其它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滤波器，原始的两个信号将更好的衰减。