المذبذب المحلي: مخطط الكتلة ، الدائرة ، العمل وتطبيقاتها

المذبذب هو جهاز إلكتروني أو ميكانيكي يستخدم لتوليد إشارة إلكترونية متذبذبة أو دورية ، غالبًا ما تكون موجة جيبية ، بشكل عام ، يقوم المذبذب بتحويل التيار المستمر من مصدر طاقة إلى إشارة تيار متردد. لذلك ، هذه قابلة للتطبيق على مجموعة واسعة من الأجهزة الإلكترونية التي تتراوح من مولدات CLK البسيطة إلى الأجهزة الرقمية ، وأجهزة الكمبيوتر المعقدة ، وما إلى ذلك. أنواع المذبذبات المتاحة والتي يتم استخدامها بناءً على متطلبات مثل Harmonic و Tuned Circuit و RC Crystal وما إلى ذلك. لذا تناقش هذه المقالة أحد أنواع المذبذبات مثل مذبذب محلي - العمل مع التطبيقات.

ما هو المذبذب المحلي؟

المذبذب المحلي هو أحد أنواع المذبذبات التي تستخدم لتعديل تردد الإشارة باستخدام خلاط في جهاز الاستقبال. إجراء تعديل تردد الإشارة هذا يسمى أيضًا التغاير المتغاير يولد مجموع الترددات والفرق من تردد المذبذب وتردد إشارة الإدخال. في أجهزة الاستقبال المختلفة ، يتم دمج وظائف المذبذب والخلاط في مرحلة واحدة تُعرف باسم المحول الذي يقلل من استهلاك الطاقة والتكلفة والمساحة. يولد المذبذب المحلي إشارة جيبية تتضمن ترددًا بحيث يكون المستقبل قادرًا على توليد تردد وسيط دقيق أو تردد ناتج لمزيد من التضخيم وكذلك التحويل إلى اكتشاف صوتي.

عمل المذبذب المحلي

يظهر أدناه المذبذب المحلي الذي يعمل مع خلاط في مستقبل راديو فائق التغاير. بشكل عام ، يخلط مستقبل الراديو المتغاير الفائق تردد الإشارة المستقبلة مع تردد الإشارة المتولدة من خلال مذبذب محلي.

أولاً ، يستقبل المستقبل الإشارات من الهوائي. بعد ذلك ، يتم تغذية هذه الإشارات إلى مضخم التردد اللاسلكي. في هذا مكبر الصوت ، يتم ضبط الإشارات لإزالة الإشارات غير المرغوب فيها من الترددات الأخرى.
من مضخم التردد اللاسلكي ، تختلط الإشارات المضبوطة مع إشارات التردد المحلي المتولدة من مذبذب محلي. يمكن إجراء عملية الخلط هذه داخل الخلاط وتخلق IF (تردد متوسط).

يعتبر IF المتشكل بواسطة الخلط أكثر ملاءمة للمعالجة من تردد الموجة الحاملة الأصلي.
بعد ذلك ، يتم تضخيم التردد المتوسط ​​وتصفيته. لذلك يتم الحفاظ على هذه السعة ببساطة من خلال المحدد. لذلك خلال عملية التصفية ، يمكن تحديد إشارات قناة معينة. بالمقارنة مع ترشيح الترددات الراديوية ، يمكن ضبط مرشح IF جيدًا من مرشح الترددات الراديوية لأنه مصمم أساسًا لتردد ثابت.

بعد ذلك ، تُعطى هذه الإشارة إلى مزيل التشكيل والذي يُعرف أيضًا باسم كاشف FM. لذلك هذا الكاشف ببساطة يزيل تشكيل الناتج. لذلك من الممكن أيضًا التبديل بين مزيلات التشكيل المختلفة للوصول إلى الشكل المفضل للإخراج.

بعد ذلك ، يتم تضخيم هذه الإشارة التي تمت إزالتها بواسطة مكبر صوت حيث تتحول إلى إشارات صوتية بتردد مسموع.

وبالتالي ، فإن تخصص مستقبل FM المتغاير للغاية هو مزج التردد الأصلي الوارد من مصدر مع التردد المتولد ، وبالتالي ، فإن هذا يسمح للمستقبل بتصفية واختيار إشارات التردد اللاسلكي المفضلة فقط.

مخطط حلبة المذبذب المحلي

هنا ، سنقوم بشرح عمل المذبذب المحلي في جهاز الاستقبال المتغاير الفائق. يظهر أدناه مخطط الدائرة لجهاز الاستقبال المتغاير الفائق باستخدام مذبذب محلي.

المستقبِل غير المتجانس عبارة عن دائرة إلكترونية تنقل إشارة من إشارة حاملة إلى إشارة حاملة أخرى عبر تردد مختلف. يمزج إشارة i / p مع الموجة المتولدة من خلال مذبذب لتوليد إشارتين جديدتين تعرفان بالدقات. التغاير هو إجراء سهل تحكمه قوانين علم المثلثات ، ومعظم التغاير هي أجهزة معقدة للغاية مع العديد من مكبرات الصوت & فلاتر.

هنا ، النغمة هي إشارة تم إنشاؤها بواسطة إشارتين i / pt بواسطة ترددات مختلفة. بشكل عام ، يولد جهاز استقبال غير متجانس دقاتين ، حيث يكون للنبض الواحد تردد يمثل مقدار الترددات المختلطة ، بينما يكون للنبض الآخر تردد يمثل التباين بين الترددات المختلطة. لذلك ، على سبيل المثال ، يتم خلط إشارة i / p بما في ذلك موجة حاملة 10 ميجاهرتز بواسطة إشارة حاملة 15 ميجاهرتز لإحداث دقاتين o / p. النغمة الأعلى لها تردد 25 ميجاهرتز والنبضات الأقل لها تردد 5 ميجاهرتز.

يستخدم مستقبل المتغاير الفائق مبدأ التغاير للسماح بتحديد الإشارات عالية التردد من خلال مستقبلات التردد المنخفض. بمجرد وصول الإشارة إلى مستقبل متغاير فائق ، يتم تضخيمها وخلطها ببساطة بواسطة إشارة المذبذب المحلية قبل ترشيحها لتوليد IF (تردد متوسط). عادة ، يتم تضخيمه وتصفيته مرة أخرى قبل الوصول إلى الإخراج. يتم ضبط جهاز الاستقبال عن طريق تغيير تردد موجة المذبذب.

هناك العديد من المذبذبات المحلية المستخدمة على نطاق واسع في أجهزة الاستقبال اللاسلكية ؛ مذبذب هارتلي ، ومذبذب المجمع Tuned ، ومذبذب الكريستال.

يرجى الرجوع إلى هذا الرابط لمعرفة المزيد عن مذبذب هارتلي .
يرجى الرجوع إلى هذا الرابط لمعرفة المزيد عن مذبذب جامع مضبوط .
يرجى الرجوع إلى هذا الرابط لمعرفة المزيد عن مذبذب كرستالى .

صيغة تردد المذبذب المحلي

في المذبذب المحلي ، عندما يولد الخلاط كلاً من ترددات المجموع والفرق ، فمن الممكن إنتاج إشارة IF بمقدار 455 كيلو هرتز إذا كان المذبذب أسفل أو أعلى من IF.

حالة 1:

عندما يكون المذبذب المحلي أعلى من IF ، فإنه يحتاج إلى الضبط من حوالي 1 إلى 2 ميجا هرتز. عادةً ما يكون المكثف داخل دائرة RLC مضبوطة ، والذي يتم تغييره لتنظيم التردد المركزي عندما يتم إصلاح المحرِّض.

حيث fc = 1/2 درجة مئوية

عن طريق حل ج = 1 / لتر (2πfc) ^ 2

بمجرد أن يكون تردد الضبط أعلى ، يكون مكثف التوليف هو الحد الأدنى. عندما نعرف مدى الترددات المراد إنشاؤه ، يمكننا استنتاج نطاق السعة المطلوب.

Cmax / Cmin = L (2πfmax) ^ 2 / L (2πfmin) ^ 2

= L(2MHz)^2/ L(2πfmin)^2

= (2 ميجا هرتز / 1 ميجا هرتز) ^ 2 = 4

الحالة 2:

عندما يكون المذبذب المحلي أقل من IF ، يحتاج المذبذب إلى الضبط تقريبًا من 45 كيلو هرتز إلى 1145 كيلو هرتز. لذا،

Cmax / Cmin = (1145 كيلو هرتز / 45 كيلو هرتز) ^ 2 = 648.

مع هذا النوع من المدى ، ليس من العملي صنع مكثف قابل للضبط. وبالتالي ، فإن المذبذب في جهاز استقبال AM العادي يكون فوق نطاق الراديو.

لماذا تستخدم المذبذبات المحلية؟

تستخدم هذه المذبذبات لتغيير تردد الإشارة باستخدام خلاط في جهاز استقبال.

لماذا تردد المذبذب المحلي أعلى؟

يكون تردد المذبذب أعلى دائمًا مقارنة بتردد الإشارة لأن التردد الأعلى يُفضل عادةً في مستقبل غير متجانس فائق لترك مسافة أكبر بين الفرق بين التردد المتوسط ​​والترددين الآخرين بحيث يتم تمرير إشارة التردد الوسيطة بشكل أكثر بساطة. مرشح وسيتم تخفيف الإشارتين الأصليتين.

مزايا

ال مزايا مذبذب محلي تشمل ما يلي.

• المذبذب المحلي في نظام الاتصالات الراديوية هو مصدر ضوضاء المرحلة الرئيسية.
• في أجهزة استقبال الراديو ، تعمل وظائف كل من المذبذب المحلي والخلاط المدمج داخل جهاز نشط واحد على تقليل السعر والمساحة واستهلاك استهلاك الطاقة.
• يعالج هذا المذبذب إشارة بتردد ثابت لتحسين أداء مستقبل الراديو.

التطبيقات

ال تطبيقات المذبذبات المحلية تشمل ما يلي.

• تُستخدم المذبذبات المحلية في العديد من دوائر الاتصالات مثل أجهزة فك التشفير للتلفزيون الكبلي ، وأجهزة المودم ، وأنظمة القياس عن بعد ، وأنظمة ترحيل الميكروويف ، وأنظمة تعدد الإرسال بتقسيم التردد المستخدمة في خطوط الهاتف الرئيسية ، والتلسكوبات الراديوية ، والساعات الذرية ، وأنظمة التدابير الإلكترونية العسكرية المضادة.
• تستخدم هذه في أجهزة الاستقبال المتغايرة الفائقة وأنظمة الاتصالات الراديوية.
• هذه المذبذبات ضرورية عندما يتم استخدام التغاير في معماريات المستقبل للتغيير
• إشارات HF إلى طيف IF لسهولة المعالجة.
• يتم استخدام ترددات الميكروويف في استقبال القنوات الفضائية من القمر الصناعي نزولاً إلى هوائي الاستقبال للتحويل إلى ترددات أقل من خلال مذبذب وخلاط عن طريق التثبيت على الهوائي.

وهكذا ، هذا هو نظرة عامة على مذبذب محلي - العمل مع التطبيقات. يلعب هذا المذبذب دورًا رئيسيًا في مستقبل FM. إنها الدائرة الأكثر أهمية داخل جهاز الاستقبال بالكامل لأن أي عدم استقرار أو انجراف داخل المذبذب سيتحول إلى انجراف وعدم استقرار داخل الإشارة المستقبلة. إليك سؤال لك ، ما هو نوع المذبذب المستخدم كمذبذب محلي؟