Bộ tạo dao động là một thiết bị điện tử hoặc cơ khí được sử dụng để tạo tín hiệu điện tử dao động hoặc định kỳ, thường là sóng hình sin, Nói chung, bộ tạo dao động chuyển đổi DC từ nguồn điện thành tín hiệu AC. Vì vậy, chúng có thể áp dụng cho nhiều loại thiết bị điện tử, từ máy phát CLK đơn giản đến thiết bị kỹ thuật số, máy tính phức tạp, v.v. các loại dao động có sẵn được sử dụng dựa trên yêu cầu như Harmonic, Tuned Circuit, RC Crystal, v.v. Vì vậy, bài viết này thảo luận về một trong các loại bộ tạo dao động như dao động cục bộ - làm việc với các ứng dụng.
Bộ tạo dao động cục bộ là gì?
Bộ tạo dao động cục bộ là một loại bộ tạo dao động được sử dụng để thay đổi tần số tín hiệu bằng bộ trộn trong máy thu. Quy trình sửa đổi tần số tín hiệu này còn được gọi là heterodyning tạo ra tổng và tần số chênh lệch từ tần số của bộ tạo dao động và tần số của tín hiệu đầu vào. Trong các máy thu khác nhau, các chức năng của bộ tạo dao động và bộ trộn này được kết hợp trong một giai đoạn duy nhất được gọi là bộ chuyển đổi giúp giảm mức tiêu thụ điện năng, chi phí và không gian. Bộ tạo dao động cục bộ tạo tín hiệu hình sin bao gồm tần số để máy thu có khả năng tạo tần số trung gian chính xác hoặc tần số kết quả để khuếch đại thêm cũng như chuyển đổi thành phát hiện âm thanh.
Bộ tạo dao động cục bộ đang hoạt động
Bộ tạo dao động cục bộ hoạt động với bộ trộn trong máy thu vô tuyến siêu dị được hiển thị bên dưới. Nói chung, một máy thu vô tuyến superheterodyne trộn tần số của tín hiệu nhận được với tần số của tín hiệu được tạo thông qua bộ tạo dao động cục bộ.
Đầu tiên, máy thu nhận tín hiệu từ ăng-ten. Sau đó, các tín hiệu này được đưa đến Bộ khuếch đại RF. Trong bộ khuếch đại này, các tín hiệu được điều chỉnh để loại bỏ các tín hiệu không mong muốn khỏi các tần số khác.
Từ bộ khuếch đại RF, các tín hiệu được điều chỉnh trộn với các tín hiệu tần số cục bộ được tạo ra từ bộ tạo dao động cục bộ. Quy trình trộn này có thể được thực hiện trong bộ trộn và nó tạo ra IF (tần số trung gian).
IF được hình thành bằng cách trộn phù hợp hơn để xử lý so với tần số sóng mang ban đầu.
Sau đó, tần số trung gian được khuếch đại và lọc. Vì vậy, biên độ này được duy trì đơn giản thông qua một bộ giới hạn. Vì vậy, trong suốt quá trình lọc, tín hiệu của một kênh cụ thể có thể được chọn. So với bộ lọc RF, bộ lọc IF có thể được điều chỉnh tốt hơn bộ lọc RF vì nó chủ yếu được thiết kế cho một tần số cố định.
Sau đó, tín hiệu này được đưa đến bộ giải điều chế còn được gọi là bộ dò FM. Vì vậy, máy dò này chỉ đơn giản là giải điều chế đầu ra. Vì vậy, cũng có thể chuyển đổi giữa các bộ giải điều chế khác nhau để đạt được dạng đầu ra ưa thích.
Sau đó, tín hiệu đã giải điều chế này được khuếch đại bằng loa, nơi tín hiệu này chuyển thành tín hiệu âm thanh có tần số nghe được.
Do đó, điểm đặc biệt của máy thu FM superheterodyne là trộn tần số đến ban đầu từ một nguồn với tần số được tạo, do đó, điều này cho phép máy thu lọc và chỉ chọn các tín hiệu RF ưa thích.
Sơ đồ mạch dao động cục bộ
Ở đây, chúng tôi sẽ giải thích bộ tạo dao động cục bộ hoạt động trong máy thu siêu dị. Sơ đồ mạch của máy thu superheterodyne sử dụng bộ tạo dao động cục bộ được hiển thị bên dưới.
Máy thu dị vòng là một mạch điện tử truyền tín hiệu từ tín hiệu sóng mang này sang tín hiệu sóng mang khác thông qua một tần số khác. Nó trộn tín hiệu i/p với sóng được tạo thông qua bộ tạo dao động để tạo ra hai tín hiệu mới được gọi là nhịp. Dị thể là một thủ tục dễ dàng được điều chỉnh bởi các định luật lượng giác, hầu hết các dị thể là những thiết bị rất phức tạp với một số bộ khuếch đại & bộ lọc.
Ở đây, nhịp là tín hiệu được tạo bởi hai tín hiệu i/pt theo các tần số khác nhau. Nói chung, máy thu dị vòng tạo ra hai phách, trong đó một phách có tần số là lượng của các tần số hỗn hợp, trong khi phách kia có tần số là sự thay đổi giữa các tần số hỗn hợp. Vì vậy, chẳng hạn, tín hiệu i/p bao gồm sóng mang 10 MHz được trộn với tín hiệu sóng mang 15 MHz để tạo thành hai nhịp o/p. Nhịp cao hơn có tần số 25 MHz và nhịp thấp hơn có tần số 5 MHz.
Bộ thu superheterodyne sử dụng nguyên lý của heterodyne để cho phép xác định các tín hiệu tần số cao thông qua các bộ thu tần số thấp. Sau khi tín hiệu đi vào bộ thu siêu âm, tín hiệu đó sẽ được khuếch đại và trộn đơn giản bởi tín hiệu bộ tạo dao động cục bộ trước khi được lọc để tạo IF (tần số trung gian). Thông thường, nó lại được khuếch đại và lọc trước khi đến đầu ra. Máy thu đang điều chỉnh bằng cách thay đổi tần số sóng dao động.
Có nhiều bộ tạo dao động cục bộ được sử dụng rộng rãi trong máy thu thanh là; bộ tạo dao động Hartley, bộ tạo dao động thu điều chỉnh và bộ tạo dao động tinh thể.
Vui lòng tham khảo liên kết này để biết thêm về bộ tạo dao động Hartley .
Vui lòng tham khảo liên kết này để biết thêm về Điều chỉnh dao động thu .
Vui lòng tham khảo liên kết này để biết thêm về dao động tinh thể .
Công thức tần số dao động cục bộ
Trong bộ tạo dao động cục bộ, khi bộ trộn tạo ra cả tần số tổng và chênh lệch, có thể tạo ra tín hiệu IF 455 kHz nếu bộ tạo dao động ở dưới hoặc trên IF.
Trường hợp 1:
Khi bộ tạo dao động cục bộ ở trên IF, thì nó cần điều chỉnh từ khoảng 1 đến 2 MHz. Thông thường, nó là tụ điện trong mạch RLC được điều chỉnh, được thay đổi để điều chỉnh tần số trung tâm khi cuộn cảm được cố định.
Từ fc = 1/2π√LC
Bằng cách giải quyết C = 1/L(2πfc)^2
Khi tần số điều chỉnh là cao nhất thì tụ điều chỉnh là nhỏ nhất. Khi chúng ta biết dải tần sẽ được tạo, chúng ta có thể suy ra dải điện dung cần thiết.
Cmax/Cmin = L(2πfmax)^2/ L(2πfmin)^2
= L(2MHz)^2/ L(2πfmin)^2
= (2MHz/1MHz)^2 = 4
Trường hợp2:
Khi Bộ tạo dao động cục bộ nằm dưới IF, thì bộ tạo dao động cần điều chỉnh khoảng từ 45 kHz đến 1145 kHz. Vì thế,
Cmax/Cmin = (1145kHz/45kHz)^2 = 648.
Với loại dải này, việc chế tạo một tụ điều chỉnh là không thực tế. Do đó, bộ tạo dao động trong máy thu AM bình thường nằm trên băng tần vô tuyến.
Tại sao Bộ tạo dao động cục bộ được sử dụng?
Các bộ tạo dao động này được sử dụng để thay đổi tần số tín hiệu bằng bộ trộn trong máy thu.
Tại sao tần số dao động cục bộ cao hơn?
Tần số bộ tạo dao động luôn cao hơn so với tần số tín hiệu vì tần số cao hơn thường được ưu tiên trong máy thu siêu dị tần để tạo khoảng cách lớn hơn giữa sự khác biệt giữa tần số trung gian khác và hai tần số khác để tín hiệu tần số trung gian được truyền qua đơn giản hơn trong suốt một bộ lọc & hai tín hiệu ban đầu sẽ bị suy giảm.
Thuận lợi
Các ưu điểm của bộ tạo dao động cục bộ bao gồm những điều sau đây.
- Bộ tạo dao động cục bộ trong hệ thống liên lạc vô tuyến là nguồn nhiễu pha chính.
- Trong máy thu thanh, các chức năng của cả bộ tạo dao động cục bộ & bộ trộn kết hợp trong một thiết bị hoạt động duy nhất giúp giảm giá, không gian và mức tiêu thụ điện năng tiêu thụ.
- Bộ tạo dao động này xử lý tín hiệu ở tần số cố định để cải thiện hiệu suất của máy thu thanh.
Các ứng dụng
Các ứng dụng của dao động cục bộ bao gồm những điều sau đây.
- Bộ tạo dao động cục bộ được sử dụng trong nhiều mạch truyền thông như hộp giải mã tín hiệu truyền hình cáp, modem, hệ thống đo từ xa, hệ thống chuyển tiếp vi sóng, hệ thống ghép kênh phân chia tần số được sử dụng trong đường dây điện thoại, kính viễn vọng vô tuyến, đồng hồ nguyên tử và hệ thống đối phó điện tử quân sự.
- Chúng được sử dụng trong các máy thu siêu âm và hệ thống liên lạc vô tuyến.
- Những bộ tạo dao động này là cần thiết bất cứ khi nào sử dụng dị bộ hóa trong kiến trúc máy thu để thay đổi
- Tín hiệu HF thành phổ IF để xử lý dễ dàng.
- Các tần số vi ba trong thu sóng truyền hình vệ tinh được sử dụng từ vệ tinh xuống ăng-ten thu để chuyển đổi thành các tần số thấp hơn thông qua bộ tạo dao động & bộ trộn bằng cách gắn vào ăng-ten.
Như vậy, đây là tổng quan về bộ tạo dao động cục bộ - làm việc với các ứng dụng. Bộ dao động này đóng một vai trò quan trọng trong máy thu FM. Đây là mạch quan trọng nhất trong toàn bộ máy thu vì bất kỳ sự không ổn định hoặc độ lệch nào trong bộ tạo dao động sẽ chuyển thành độ lệch & độ không ổn định trong tín hiệu nhận được. Đây là một câu hỏi dành cho bạn, loại bộ tạo dao động nào được sử dụng làm bộ tạo dao động cục bộ?
