Hvað er staðbundin skjálftufregðugjafi og notkun hans?

LC-skákar og staðbundin skákar: rás, tíðni, óvirkur tenging, háfrekvenstæði mynd

Hvað er staðbundin skákar og hvaða notkun hefur hún?

Kynning  

Hnittingarhringur (LO) er einn af mikilvægustu hlutum í RF-signal- og háþrýstisveiflukerfum. Hann gæti litið út fyrir sem litla rás, en hlutverk hans er stórt: hann framleiðir örugga tilvísunarfrequens sem hjálpar móttakara eða sendara að breyta signalum frá einni tíðnisvali í annað. Þessi ferli kallast tíðnisbreyting og er hún í hjarta raðíó, raddars, geimstjörnu-samskipta, prófunartæknis og margra nútímasamskiptakerfa. Án trausts hnittingarhrings væri það mjög erfðara að stilla net, sía signali, draga út upplýsingar eða senda gögn á skilvirkan hátt með RF-keðju.

Á einfaldum stigi býr nágrannahvældi fram úr hreinri, stjórnuðu bylgju – oftast sínusbylgju – sem er sameinuð við innkomandi yfirdráttarfrequens (RF) merki. Niðurstaðan af þessari sameiningu er ný frekvens, oftast miðfrekvens (IF), sem er auðveldara að styrkja, sía og afkóða. Þess vegna eru nágrannahvældi svo algeng í heteródímóttakum og yfriheteródímóttakum. Þau gerða veik eða háfrekvenzimerki mun auðveldari með því að umbreyta þeim í form sem restin af rásinni getur unnið betur með. Í einföldu orði hjálpar LO-hvældið við að umbreyta merkjum í þá tungumál sem móttakarinn skilur best.

Gildi samfélagsvibratorsins fer yfir einfaldan útvarpsstíl. Í háþróttskommúnikation, raddreifingarkerfum og geimskákapásamlingum ætti LO að vera mjög örugg, nákvæm og með lágri fasaþyngd. Jafnvel lítil brot á stöðugleika geta áhrif á táklaflutning, minka viðkvæmni móttakans eða valda villa í lokaniðurstöðunni. Í nýjum kerfum eins og 5G-tækni, stafrænni stríðsstarfsemi eða nákvæmar prufutæki getur afstaða LO beinum áhrifum á tíðninauðveldi, táklskýrleika og heildartraust kerfisins. Þess vegna leggja verkfræðingar mikla áherslu á hönnun vibrators, stjórnunaraðferðir og góða venjulega framkvæmd.

Leynileg sannheit um samfélagsvibratora

Einfaldur dæmi

Hugsum okkur að þú sért að stilla útvarpsviðtak. Það fær margar merkingar samtímis með því að nota snertipunktinn, en viðtakinn vill aðeins eina. Sviðsóskillarinn sameinast við þá valda RF-merkingu svo að rásin geti breytt henni í IF. Þaðan getur viðtakinn fjarlægt óviðeigandi merkingar og drukkið hljóðið eða upplýsingarnar. Án LO-myndar myndi viðtakinn örugglega hafa miklu erfiðara með að greina áskrifanda merkinguna.

Af hverju taka verkfræðingar LO-árás alvarlega

Frábær LO-mynd hjálpar til við að bæta:

Tíðnínaukvæmni

Merkingarstyrk

Tölvuskipulag til sígnaílits

Viðtakandi-selectivity

Ljóðminnkun

Deymdaupphæfingarviðbót

Heildarstöðugleiki tölva-tilkynningakerfis.

Hvað er staðarhringur?

Staðarhringur (LO) er rás eða sigriforsigur sem framleiðir stöðugan tilvísunar tíðnum fyrir samræmisumskipti í RF- og háþrýstisveiflukerfum. Í einföldu máli framleiðir hann þekktan sigriforsigur sem viðtakandinn eða sendirinn getur notað til að færa annan sigriforsigur upp eða niður í tíðni. Þess vegna er LO svo mikilvægt hluti af háþrýstisveiflu (RF) hönnun. Hann ber venjulega ekki upplýsingarnar sjálfar. Heldur hjálpar hann kerfinu að vinna upplýsingarnar yfir í tíðnibandsbil sem er auðveldara að vinna, sítra, styrkja eða deymdaupphæfa.

Í heterodyn móttakara samstarfar svæðisvibratormiðlari við blöndunaraðgerð til að sameina innkomandi RF-signal með svæðisvísan. Þessi ferli skapar tvo nýja signala: summu tíðni og mismun tíðni. Mismunur tíðnis er oftast millitíðnin (IF), sem er miklu auðveldara að vinna með en upprunalega háfrequenta signalið. Þetta er mikilvæg ástæða fyrir notkun svæðisvibratormiðlara í óvirkum tengingum, bylgjuhálfu tengingum, raddreifingarkerfum og geimþátta tengingum. Þeir gerðu raunverulega háfrequenta signalið virkilegt.

Í góðum nágrannavibratorskerfi ætti að vera stöðugt, nákvæmt og með lágan fásveifluhljóð. Ef það dreifist of mikið getur móttakarinn tapað nákvæmni stillingar, getur samskiptið orðið erfiðara að síu og heildarafrekki getur minnkað. Í samskiptakerfum getur þetta áhrif á viðkvæmni, valkostur og gæði upplýsinga. Í raddvöruskerfum og geimstöðvakerfum geta áhrifin verið enn meira mikilvæg vegna þess að LO áhrifar beint á samskiptahandlingu og nákvæmni tíðnisþýðingar.

Höfuðfall local oscillator (LO)

Local oscillator (LO) er notaður til að:

Búa til stöðugan berilínu tíðni.

Aðstoða við blöndun á samskiptum.

Umbreyta samskiptum milli RF og IF.

Auka samskiptaaðvirkun og síun.

Aðstoða við val á rás og stillingu.

Stuðla að tíðnisframsögn í nútímaskerfum.

Hvernig local oscillator (LO) virkar

Hugtakið staðbundin skammtafræðilegur skjálftuhringur er miklu auðveldara að skilja ef þú skiptir honum í fasa. RF-móttakari gerir venjulega ekki nákvæm skilgreiningu á innkomandi signali beint frá sjónvarpsantennunni með því að senda það beint til úttaksins. Í staðinn notar hann LO-tilvik (lokal oscillator) til að breyta signalinu í annan tíðarskala sem er auðveldari að sía og styrkja. Þetta er grunnurinn að superheterodyne-móttakarastílinum, sem er enn víða notaður í samskiptatækninni, mælitækninni og margföldum RF-forsínum.

1. Signalvirkni.

Antennan fær samsetningu af signalum úr loftinu. Þessi geta innihaldið margar tæknistöðvar, rásir eða opinberlega senda signal, eftir því hvaða forrit er í umræðu. RF-forsínn velur áhugaða tíðarskáluna og sendir hana í móttakarakeðjuna. Á þessum stig getur signalið verið veikt, hrýturlegt og umkringt óþarflegri orku.

2. Signalstyrking og síun.

Áður en hætt er í blöndun er signalið venjulega sterkrað með RF-auglýsari. Þetta bætir við viðkvæmni með því að hækka veikar merkingar yfir bylgjusprenginguna. Eftir það fjarlægja síur merkingar utan markbandsins. Þessi aðgerð er nauðsynleg vegna þess að hún minnkar truflanir áður en næsta þáttur kemur. Vel skipulögð merkingaþjálfun hér gerir blöndunar- og IF-keðjuna mun betri.

3. Merkingahefðun.

Hér framkvæmir staðvært skjálftuforritið aðalverkefni sitt. LO-merkingin fer inn í blöndunaraðferðina ásamt inntekinni RF-merkingu. Blöndunaraðferðin margfaldar báðar merkingarnar saman og myndar:

Summu jafnvægis.

Mismun jafnvægis.

Mismunur jafnvægis er venjulega valinn sem IF-merking vegna þess að hann er auðveldari að vinna með. Þessi ferli er kallað niðurumbreyting þegar RF-merkingin er umbreytt í lægra tíðni og uppumbreyting þegar lægra merking er umbreytt í hærri tíðni fyrir sendingu.

4. Meðhöndlun IF-merkinga.

Þegar signalið er breytt í IF-signal fer það svo í IF-auglýsara og síuferli. Þessi hluti kerfis hefur verið þróaður til að uppfylla miklu betri valkvæmi og auðveldari stjórn á ávinningi. Vegna þess að jafnmaður er lágmarkaður og að auka forspáanlegur er auðveldara að hámarka afstöðu kerfisins. IF-stiginn er einn breytistærðanna sem gerir staðbundna skjálftuvirkjann (LO) svo mikilvægan í meðhöndlun á signali og móttakastíl.

5. Afskilding á signali.

Eftir að IF-mehöndlunin er lokið, er signalið afskilið í rúgð, upplýsingar eða raunverulegar upplýsingar. Í útvarpi gæti það þýtt hljóðúttak. Í módem eða geimskákskerfi gæti það þýtt afkóðaðar upplýsingar. Staðbundinn skjálftuvirkjinn hjálpaði til við að gera alla þessa ferli ræðanleg með því að breyta háfrekventa RF-vandamálinu í auðveldara IF-vandamál.

Af hverju samþætta virkni svo vel

Regluleg blöndun virkar því að hún tryggir upplýsingarnar í signalinu á meðan hún umbreytir staðsetningu þeirra innan tíðarsviðsins. Það þýðir að móttakari getur valið IF sem er best fyrir filturform, stýringu á ávinningi og afkóðun. Þess vegna er LO lykilatriði í nútíma RF-kerfum.

Lokeinhringur (LO) og tíðniformúla

Venjulegur LO-hringur inniheldur hringsvæði, tíðnistýrisvæði og útgangsfasa. Í sumum kerfum er LO einfaldur sjálfstæður hringsvæði. Í öðrum er hann hluti af stærri tíðnisamsetningu sem byggir á faslokuðu tækni (PLL) eða spennustýrðum hringsvæði (VCO). Nákvæm byggingin háðir því hvort forritið krefst lægri kostnaðar, hárra nákvæmni, stillanleika eða mjög lágri fasaþyngd.

Lykilhlutir í LO-hringi

Hringsvæðishluti: Þetta býr til grunnbylgju, yfirleitt sínusbylgju eða bylgju sem nálgast sínusbylgju.

Reglubreytingaraðferð. Þessi aðferð umbreytir tíðni með handvirkri stillingu, sjálfvirku reglubreytingu (AFC), raunhæfri stjórnun eða PLL-byggt samsetningu.

Útgangsstig. Þetta vandar og sterkir merkið svo að það sé nógu sterkt og hreint fyrir blöndunaraðgerðina eða næsta stig.

LO-jafnheitartjáni.

Venjuleg jafnheitartenging er:

[f _ LO = f _ RF \pm f _ IF] Þar sem:

fLO = tíðni staðbundins skáka.

fRF = útvarpstíðni.

fIF = millitíðni.

Þessi formúla sýnir hvernig LO er valið miðað við innkomandi RF og óskandi IF. Eftir kerfisuppbyggingu nota hönnuðir annað hvort hásetningu eða lágsetningu.

LC-skáka tíðnitjáni.

Fyrir LC-sveiflufjöru er mikilvægustu sveiflufrequenzin almennt fjallað um:

[f= \ frac{1}{2\pi\sqrt{LC}}] Þar sem:

L = viðmót.

C = rásarmagn.

Þetta er klassískur grunnur fyrir margar gerðir af analog-sveiflufjórum. Með því að breyta L eða C breytist sveiflufrequenzin.

Hvað gerist þegar frekvenzinni er breytt?

Aukning á rásarmagni lækkar frekvenzina.

Minnking á rásarmagni hækkar frekvenzina.

Aukning á viðmóti lækkar frekvenzina.

Minnking á viðmóti hækkar frekvenzina.

Þetta er ástæðan fyrir því að stilling á rásunum er mjög mikilvæg í RF-hönnun. Auk þess geta jafnvel litlir breytingar á hönnuninni breytt LO-signalinu nóg til að áhrifa virkni eða sendingu.

Hvers vegna nota LC-sveiflufjöldi?

Sveiflufjöldinn er notaður vegna þess að RF-signal eru oft erfitt að hreinsa rétt. Háfrekvenzusignal eru oft óhrein, erfitt að sía og dýr til að styrkja. Með því að umbreyta þessum signalum í IF-signal verður kerfið einfaldara og mikið áreiðanlegri. Þetta er hjarta samhæfingarumbreytingar í samskiptatekník.

1. Bættri skilvirkni í meðhöndlun á signali

Sveiflufjöldinn hjálpar við að færa signal frá þéttri RF-bylgjusvæði yfir í hreinna IF-bylgjusvæði. Þegar signalið er á IF-geta síur verið smalari og nákvæmari. Þetta gerir meðhöndlun á signali skilvirkari og bætir afköstum móttakans.

2. Hækkun á viðkvæmni og valkvæmni

Návist á viðkvæmni er geta til að greina veikar merkingar. Valkvæmni er geta til að hafna óskaðum nágrannasignalum. LO bætir báðum þessum eiginleikum vegna þess að IF-stig eru einfaldari að smíða fyrir smalbandssíurkerfi. Þetta er einn af þeim ástæðum fyrir því að heterodyne-móttakendur eru svo algengir.

3. Auðveldari móttakendahönnun

Að vinna beint á RF-getur verið dýrt og erfitt. Með því að nota LO og IF-stig bætist hönnunin. Það minnkar álagið á síðari stig og gerir mögulegt að keyra móttakanda með betri stöðugleika og lægra hönnunarflækju.

4. Bættur styrkingur

Þegar signalið er fært yfir í IF-stig getur það verið styrkt betur. Þetta er vegna þess að styrkjarinn getur verið háður útbúinn fyrir smalara og áreiðanlegri tíðnisvæði. Niðurstaðan er hreinari styrking og betri niðurstöðuþjónusta.

5. Lægri kostnaður og betri árangur

Rétt þróuð LO-byggt skipulag getur minnkað fjöldann af erfiðum háðræða stigum sem krefjast kerfisins. Þetta gæti minnkað orkunotkun, einfaldlegra viðhald og lægra heildarkostnað.  

Yfirlit yfir kosti

Notkun svæðisvibrators.

Listi yfir notkun svæðisvibrators er langur, því að í raun hver tegund kerfis sem umbreytir tíðni getur orðið að nýta sér hann. LO eru notaðar í útvarpsviðtöku, samskiptatækjum, prófunartækjum, raddreifingum, geimskákapásamsetningum og mörgum öðrum kerfum sem byggja á nákvæmri tíðnibreytingu.

Útvarpsviðtaka.

Svæðisvibratorar eru notaðir í útvarpsviðtökum til að stilla á ákveðið stöðu. Þeir hjálpa við val á rás, IF-umbreytingu og afkóðun á merki. Hefðbundin útvarpsviðtökukerfi, skannarar og samskiptaviðtökutæki byggja allt á þessari reglu.

Mikrogelgjurlausnir.

Í mikrogelgjukerfum eru svæðisvibratorar mikilvægar vegna þess að merkin við mjög háar tíðnir er erfitt að vinna beint. Umbreyting byggð á LO gerir auðveldara að færa merki milli tíðnisbanda, greina þau og senda þau rétt.

Prófun og mælingar.

LO eru einnig notaðar í:

Signalgjöfum.

Tíðnigreiningartæki.

RF-stillingarútbúnaður.

Móttakaprófunarstöðvar.

Modemar og tengingar í smáatriðum.

Nútíma-modemar og upplýsingakerfi nota reglubundna umbreytingu til að senda upplýsingar á netinu á skilvirkan hátt. Staðbundinn skjálftufjári hjálpar við að halda réttri báru tíðni og veitir hreinna afkóðun.

Sjónvarpsboxar fyrir rásina.

Þessi kerfi nota staðbundna skjálftufjára til að stilla rásir og framkvæma millifrequensumbreytingu. Þetta gerir boxinu kleift að velja réttu rásina og hafna öðrum.

Fjarvísunarkerfi og geimfarikerfi.

Fjarvísunarkerfi nota LO-er (lokal oscillator) til að endurskapa fjarlæg gögn í geimfari- og loftfariþjónustu. Þetta er sérstaklega mikilvægt þegar signalið er veikt eða þegar kerfið verður að vinna yfir langa fjarlægð.

Radar- og geimskátaupplýsingakerfi.

Háðssveiflur leika mikilvæga hlutverk í röntgenkerfum og geimþáttagerðum þar sem bæði kerfin þurfa hreinna og nákvæma tíðnibreytingu. Í röntgenkerfum hjálpar LO bæði við upp- og niðurfærslu. Í geimþáttagerðum styður það uppdráttssendingu og niðurdráttarvirkingu. Árangur LO getur áhrifað allt frá markmarki til villaíhluta í samskiptakerfum.

Háðssveiflur í röntgenbúnaði.

Í röntgenkerfum hjálpar LO við að breyta röntgensignalum í tíðni sem krefst sendingar eða virkingar. Við uppdrátt færir það mið-tíðni (IF) röntgensignal til hærra RF-tíðnisviðs fyrir sendingu. Við niðurfærslu breytir það viðtekinu röntgensignal til baka í mið-tíðni (IF) svo móttakari geti greint það.

Af hverju er gæði LO mikilvæg í röntgenkerfum.

Röntgenkerfi eru háð:

Fasahljóð.

Tíðnistöðugleiki.

Tíðnibreytingarhraði.

Óhreinleiki.

Ef hljóðstig á stigi er dýrt, gætu veikar Doppler-færðar skiptingar verið falið. Ef breytingarhraðinn er líka hægur, geta tíðnibreytanlegir raddir og ECCM-áhrifavirkni reynd. Þess vegna vinna raddirsmiðir með LO sem lykilhlutann í áhrifavirkni.

Hálfvirkir hringsveiflur í samskiptum með geimskáku.

Í geimskákukerfum eru LO notuð í:

Einstaklingsstöðum.

Jarðstöðum.

Inngöngum.

Flutningstölvaútbúnaði.

Þeir halda:

Upphleðsluumbreytingu geimskáku.

Niðrhleðsluumbreytingu geimskáku.

Regluleg undirbúningur.

Netþýðing.

Af hverju kemur LO við útmarga gæðamál í satímsambindum

Samskiptakerfi með því að nota geimstöðvar nota venjulega hárraða beygingu. Það þýðir að fasaóvissan getur breytt staðsetningu punktanna í samsetningunni, aukða vídd villuvektors (EVM) og hækka fjölda tákn- eða bitvilla. Örugg LO með lágri fasaóvissu hjálpar til við að halda heildarréttleika merkisins og bæta stöðugleika tengilsins.

Radar- og satímsambandatafla.

Algengar spurningar.

Af hverju er nágrannahvassilinn mikilvægur?

Nágrannahvassilinn er mikilvægur vegna þess að hann gerir reglulega umbreytingu mögulega, sem leyfir RF-tákn að sía, styrkja og afkóða miklu auðveldara. Án hans myndu ýmis móttakar verða áfallandi erfarið að setja upp og nota.

Hver er grunnhugmyndin um hvassilinn með hjálp við rás?

Hvassilinn notar jákvæða endurskipti og tíðnisvalið net, svo sem LC- eða RC-net, til að framleiða endurtekin bylgjumynd án þess að þurfa inntákni.

Hver er munurinn á skjálftuvara og fyrirvöxti?

Skjálftuvari framleiðir sjálfur merki. Fyrirvöxti styrkir núverandi merki. Það er mikilvægasti munurinn.

Hver er munurinn á skjálftuvari og staðbundnum skjálftuvari?

Skjálftuvari er einfaldur merkjaframleiðari. Staðbundinn skjálftuvari er sérsniðinn skjálftuvari sem notaður er í RF-kerfum til merkjamixunar og tíðnifyrdælingar.

Hvað gerist þegar staðbundinn skjálftuvari í útvarpi brýtur saman?

Útvarpið gæti missð stillinguna sína, ekki getið breytt merkjum í miðtíðni (IF) eða gefið engin virk árangursmerki. Í raunveruleika gæti viðtakarinn hætt að vinna rétt.