Un oscillateur est un dispositif électronique ou mécanique utilisé pour générer un signal électronique oscillant ou périodique, souvent une onde sinusoïdale. Généralement, un oscillateur convertit le courant continu d'une alimentation en un signal alternatif. Ainsi, ceux-ci sont applicables à une large gamme d'appareils électroniques qui vont des simples générateurs CLK aux appareils numériques, aux ordinateurs complexes, etc. Il existe différents types d'oscillateurs disponibles qui sont utilisés en fonction des exigences telles que Harmonic, Tuned Circuit, RC Crystal, etc. Cet article traite donc de l'un des types d'oscillateurs comme un oscillateur local – travailler avec des applications.
Qu'est-ce qu'un oscillateur local ?
Un oscillateur local est un type d'oscillateur utilisé pour modifier la fréquence du signal avec un mélangeur dans un récepteur. Cette procédure de modification de la fréquence du signal, également appelée hétérodynage, génère les fréquences de somme et de différence à partir de la fréquence de l'oscillateur et de la fréquence du signal d'entrée. Dans divers récepteurs, ces fonctions d'oscillateur et de mélangeur sont combinées dans un seul étage appelé convertisseur, ce qui réduit la consommation d'énergie, le coût et l'espace. Un oscillateur local génère un signal sinusoïdal comprenant une fréquence de sorte que le récepteur est capable de générer la fréquence intermédiaire précise ou la fréquence résultante pour une amplification supplémentaire ainsi qu'une conversion en détection audio.
Fonctionnement de l'oscillateur local
L'oscillateur local fonctionnant avec un mélangeur dans un récepteur radio superhétérodyne est illustré ci-dessous. Généralement, un récepteur radio superhétérodyne mélange la fréquence du signal reçu avec la fréquence du signal généré via un oscillateur local.
Tout d'abord, le récepteur reçoit les signaux de l'antenne. Après cela, ces signaux sont transmis à l'amplificateur RF. Dans cet amplificateur, les signaux sont réglés pour éliminer les signaux indésirables d'autres fréquences.
À partir de l'amplificateur RF, les signaux accordés se mélangent aux signaux de fréquence locale entrants générés à partir d'un oscillateur local. Cette procédure de mélange peut être effectuée dans le mélangeur et crée une FI (fréquence intermédiaire).
La FI formée par le mélange est plus adaptée au traitement que la fréquence porteuse d'origine.
Après cela, la fréquence intermédiaire est amplifiée et filtrée. Cette amplitude est donc simplement maintenue grâce à un limiteur. Ainsi, tout au long du filtrage, les signaux d'un canal particulier peuvent être sélectionnés. Par rapport au filtrage RF, le filtre IF peut être mieux réglé que le filtre RF car il est principalement conçu pour une fréquence fixe.
Après cela, ce signal est transmis à un démodulateur également appelé détecteur FM. Donc, ce détecteur démodule simplement la sortie. Il est donc également possible de basculer entre différents démodulateurs pour obtenir la forme de sortie préférée.
Après cela, ce signal démodulé est amplifié avec un haut-parleur où il se transforme en signaux sonores à fréquence audible.
Ainsi, la spécialité du récepteur FM superhétérodyne est de mélanger la fréquence entrante d'origine d'une source avec la fréquence générée, par conséquent, cela permet au récepteur de filtrer et de choisir uniquement les signaux RF préférés.
Schéma du circuit de l'oscillateur local
Ici, nous allons expliquer l'oscillateur local fonctionnant dans le récepteur superhétérodyne. Le schéma de circuit d'un récepteur superhétérodyne utilisant un oscillateur local est présenté ci-dessous.
Un récepteur hétérodyne est un circuit électronique qui transmet un signal d'un signal porteur à un autre signal porteur via une fréquence différente. Il mélange le signal i/p avec une onde générée à travers un oscillateur pour générer deux nouveaux signaux appelés battements. L'hétérodyne est une procédure simple régie par les lois de la trigonométrie, la plupart des hétérodynes sont des dispositifs très complexes avec plusieurs amplificateurs & filtres.
Ici, un battement est un signal généré par deux signaux i/pt de fréquences différentes. Généralement, un récepteur hétérodyne génère deux battements, où un battement a une fréquence qui est la quantité des fréquences mélangées, tandis que l'autre battement a une fréquence qui est la variation entre les fréquences mélangées. Ainsi, par exemple, un signal i/p comprenant une onde porteuse de 10 MHz est mélangé par un signal porteur de 15 MHz pour faire deux battements o/p. Le battement supérieur a une fréquence de 25 MHz et le battement inférieur a une fréquence de 5 MHz.
Le récepteur superhétérodyne utilise le principe de l'hétérodyne pour permettre l'identification des signaux haute fréquence à travers des récepteurs basse fréquence. Une fois qu'un signal entre dans un récepteur superhétérodyne, il est simplement amplifié et mélangé par le signal de l'oscillateur local avant d'être filtré pour générer une IF (fréquence intermédiaire). Habituellement, il est à nouveau amplifié et filtré avant d'atteindre la sortie. Le récepteur s'accorde en changeant la fréquence d'onde de l'oscillateur.
Il existe de nombreux oscillateurs locaux qui sont largement utilisés dans les récepteurs radio ; l'oscillateur Hartley, l'oscillateur à collecteur accordé et l'oscillateur à cristal.
Veuillez vous référer à ce lien pour en savoir plus sur le Oscillateur Hartley .
Veuillez vous référer à ce lien pour en savoir plus sur le Oscillateur collecteur accordé .
Veuillez vous référer à ce lien pour en savoir plus sur le Oscillateur à cristal .
Formule de fréquence de l'oscillateur local
Dans l'oscillateur local, lorsque le mélangeur génère à la fois les fréquences de somme et de différence, il est possible de produire le signal FI de 455 kHz si l'oscillateur est soit en dessous soit au-dessus de la FI.
Cas 1:
Lorsque l'oscillateur local est au-dessus de la FI, il doit s'accorder d'environ 1 à 2 MHz. Normalement, c'est le condensateur dans un circuit RLC accordé, qui est modifié pour réguler la fréquence centrale lorsque l'inductance est fixe.
Depuis fc = 1/2π√LC
En résolvant C = 1/L(2πfc)^2
Une fois que la fréquence d'accord est la plus élevée, le condensateur d'accord est au minimum. Lorsque l'on connaît la plage de fréquences à créer, on peut en déduire la plage de capacité requise.
Cmax/Cmin = L(2πfmax)^2/ L(2πfmin)^2
= L(2MHz)^2/ L(2πfmin)^2
= (2MHz/1MHz)^2 = 4
Cas2 :
Lorsque l'oscillateur local est en dessous de la FI, l'oscillateur doit s'accorder approximativement de 45 kHz à 1145 kHz. Donc,
Cmax/Cmin = (1145kHz/45kHz)^2 = 648.
Avec ce type de gamme, il n'est pas pratique de réaliser un condensateur accordable. Ainsi, l'oscillateur d'un récepteur AM normal est sur la bande radio.
Pourquoi les oscillateurs locaux sont-ils utilisés ?
Ces oscillateurs sont utilisés pour changer la fréquence d'un signal avec un mélangeur dans un récepteur.
Pourquoi la fréquence de l'oscillateur local est-elle plus élevée ?
La fréquence de l'oscillateur est toujours plus élevée par rapport à la fréquence du signal car une fréquence plus élevée est normalement préférée dans un récepteur super hétérodyne pour laisser plus de distance entre la différence entre la fréquence autrement intermédiaire et les deux autres fréquences afin que le signal de fréquence intermédiaire soit plus simplement transmis. un filtre et les deux signaux d'origine seront atténués.
Avantages
Les avantages d'un oscillateur local inclure les éléments suivants.
- L'oscillateur local dans un système de communication radio est la principale source de bruit de phase.
- Dans les récepteurs radio, les fonctions de l'oscillateur local et du mélangeur combinés au sein d'un seul appareil actif réduisent le prix, l'espace et la consommation d'énergie.
- Cet oscillateur traite un signal à une fréquence fixe pour améliorer les performances d'un récepteur radio.
Applications
Les applications des oscillateurs locaux inclure les éléments suivants.
- Les oscillateurs locaux sont utilisés dans de nombreux circuits de communication tels que les décodeurs de télévision par câble, les modems, les systèmes de télémétrie, les systèmes de relais micro-ondes, les systèmes de multiplexage par répartition en fréquence utilisés dans les lignes téléphoniques, les radiotélescopes, les horloges atomiques et les systèmes de contre-mesures électroniques militaires.
- Ceux-ci sont utilisés dans les récepteurs superhétérodynes et les systèmes de communication radio.
- Ces oscillateurs sont nécessaires chaque fois que l'hétérodynage est utilisé dans les architectures de récepteur pour changer
- Signaux HF à un spectre IF pour un traitement facile.
- Les fréquences micro-ondes dans la réception de la télévision par satellite sont utilisées du satellite jusqu'à l'antenne de réception pour être converties en fréquences plus basses via un oscillateur et un mélangeur en les montant sur l'antenne.
Ainsi, ceci est un aperçu d'un oscillateur local – travailler avec des applications. Cet oscillateur joue un rôle clé dans le récepteur FM. C'est le circuit le plus important dans l'ensemble du récepteur car toute instabilité ou dérive dans l'oscillateur se convertira en dérive et instabilité dans le signal reçu. Voici une question pour vous, quel type d'oscillateur est utilisé comme oscillateur local ?
