אוספיטורים הם בסיס מערכות תקשורת אנלוגיות, מתנהג כמו המנוע שיוצר את אותות נושאת גלים רציפה בשימוש במודולציה.ללא אוקטטור מדויק ויציב, אות המוביל היה סחף, מעוות, ולא מצליח להעביר את אותות הבסיס במדויק את שרשרת השידור כולה - משלב המודולציה במעבר באמצעות ההתפשטות וההפצה ב- טוהר - תלוי בטכניקות האנלוגיות והמודלים האפקטיביות של אלה, אשר פועלות על פני התבניות המודרניות.

מימון של אוסוציאלטור

אוקטטור הוא מעגל אלקטרוני שיוצר גל תקופתי - לעתים קרובות גל חטא או גל מרובע - מ קלט DC. בליבה, אוקטטור מורכב מגבר עם משוב חיובי ורשת אדפטטיבית תדירות. selective . ⁇ Barkiteration חייב להיות מרוצה: הרווח חייב להיות בדיוק אחדות בתדירות הרצויה, ואת שלב התדירות של 360 מעלות צלזיוס, 000 גרם רוחב).

במודול טיפוסי של LC, הממריץ והקפיטור יוצרים מעגל טנק חוזר.אנרגיה oscillates בין השדה החשמלי של capacitor לבין השדה המגנטי של המחנך, ומייצר גל חטא.התדירות ניתנת על ידי FLT:0 לדיוק גבוה יותר, ⁇ electrics להחליף את ה- LC; ה- sicials של חזרות מכנית של השלב התחתון הוא מאוד עם אותות סביבתיים.

המונחים: Carrier Signal Stability

במודולציה אנלוגית, המוביל הוא "הבד הלק" שעליו צו ההודעה צבוע.שני הפרמטרים הקריטיים ביותר ליציבות נושאת הם FLT:0) דיוק ⁇ FLT:1 ו-FLT:2phase רעשים LT 3D; שני הפרמטרים הקריטיים ביותר עבור יציבות נושאית הם קרוב לתדירות ההסתה האמיתית היא לרעש nominal הרצוי, שלב אחר, אשר הוא ביטוי בדרגה אקראית של העיוות.

בנוסף, (FLT:0) ,100 יציבות של הדגד-1 (FLT:1 ), למרות שהאמפליט של המוביל הוא פחות קריטי ב FM (כי רק תדירות משתנה), ב AM את המודולציה המבודדת ישירות מקודמת את המסר, וכל פיסת המדרגה באמפליטדור מוסיפה רעש לסימן המתאושש.

סוגים של אוקסלטורים לדור המוביל

יישומים שונים דורשים יציבות ופרופילי עלות שונים.שלושת הקטגוריות העיקריות של אווסצילטורים המשמשים במודולציה אנלוגית הם LC oscillators, oscillators קריסטל, ו RC oscillators.כל אחד יש יתרונות נפרדים ו- Trading- Tradingoffs.

LC Oscillators

LC oscillators הם טוטלי על טווח תדר רחב והם זולים יחסית.הם נפוצים יישומים כמו משדרי רדיו AM ו משדרים FM מוקדם. Common topologies כוללים את הColpitts, Hartley, ו Clapp oscillators.הקולטס oscillator משתמש פיזור קפיטור מכווץ במעגל resonant, בעוד הרט משתמש בתדירות בינונית של כמה חלקים קטנים יותר של קיפולמוס (Qp) באופן כללי יותר מ- LCs LC.

Crystal Oscillators

Quartz קריסטל oscillators מציעים יציבות גבוהה יותר, בדרך כלל 10-100 ppm או טוב יותר, ולהציג רעש בשלב נמוך מאוד.אפקט ⁇ חשמלי גורם גביש להתמרץ בהתחדשות מכנית מדויקת.התצורה הנפוצה ביותר עבור דור המוביל היא פירס oscillator, אשר משתמש גביש כמו אלמנט resoned טמפרטורה scialators (Ox) אפילו nicstrasicericstrasicstrastrastrassssstrasss (O) ו-Oxicator) הם לדחוף nicstras סטנדרטיים סטנדרטיים.

RC Oscillators

RC oscillators לסמוך על רשתות התנגדות-capacitor כדי להגדיר את התדירות.הם פשוטים, קומפקטיים וזולים אבל יש יציבות ירודה - באופן חד-משמעי אלפי ppm. הם משמשים רק ב- ⁇ נמוך, יישומים בעלות נמוכה שבו הדרישה של המוביל הוא רגוע, כגון כמה מערכות משמרות אודיו בסיסיות או אזעקה פשוטה.

דרישות עיצוב אוסוציאטור עבור יציבות

תכנון אווסוציאלטור עבור נושא יציב דורש מבחר זהיר של רכיבים, פריסה וטכניקות פיצוי.

  • איכות גבוהה:0 (FLT:1 נמוך-temperature-coefficient capacitors (למשל, NP0 / C0G) ו inductors יציב להפחית את סחף התדרים.
  • (FLT:0) Power Supply Rejection: FLT:1 Oscillators רגישים לאספקת וריאציות מתח.A אספקה נקייה, מוסדרת וניתוק נאותה של הפרעות אשר אחרת ישתנה את המוביל.
  • (ב) ⁇ :0) ⁇ : [ה] שינוי במנעול העומס יכול לשנות את תדירות ההסתה.
  • (FLT:0) ניהול רב: 1FLT 1 חום שנוצר על ידי מכשירים פעילים גורם לסחף.המשך הoscillator הרחק מרכיבים חמים ושימוש בייצוב תרמי (מרכיבים חימום ב- OCXOs) משמר יציבות.
  • (FLT:0) ,Aging:veFLT:1 , ההזדקנות הקריסטל מתרחשת כמו אי-החלים נודדים; יצרנים לפני גיל קריסטלים כדי למזער את זה. עבור LC oscillators, ההזדקנות של capacitors ו inducators הוא בדרך כלל רשלני לאורך שנים.

במודולטורים אנלוגיים בעלי ביצועים גבוהים, המעצב בוחר לעתים קרובות אוקטטור קריסטל ואחריו לולאה שננעלת בשלב (PLL) להכפיל את התדירות תוך שמירה על יציבות הקריסטל. גישה זו מסנתנת כל תדירות נדרשת ללא רעש שלב הקרב.

טכניקות אנליגמודציה ותפקידו של אוסוציאל

ה-oscillator משמש כ"מקור הקרירה" הן amplitude Modulation (AM) ותדירות מודולציה (FM) מערכות. in AM, אות ההודעה משתנה את האמרה של המוביל. a פשוט AM מודולulator יכול להיות מיושם על ידי האכלה של oscillator פלט לתוך מכפיל (או מגבר משתנה) נשלט על ידי המנוי של כל ליטר באופן ישיר עם ampciulator.

ב FM, האות הממודול משתנה ישירות את תדירות של אווסטור.השיטה הקלאסית היא להשתמש דיוודה אדרקטור במעגל המחודש של LC oscillator.ההטיה הפוכה על ה- varactor משנה את הכניעה שלה, שינוי תדירות ביחס למתח המכוון.זה נקרא oscillharm מבוקרת מתח (CO) גורם זיהוי ליניארי ו- Vctors (Vericial) הם עיוותים (Vericialtulation) גורם עיוותים).

עבור שידורים באיכות גבוהה FM stereo (למשל, ה-88-108 MHz), אוסטרטור קריסטל משמש לעתים קרובות כפניה, ואת סטיית FM נוצר באמצעות לולאה מובעת שלב (PLL) אשר משנה את VCO. P לנעול את התדר הממוצע של VCO לקריסטל יציב, תוך מתן תדרים מהירים לעקוב אחר המודולציה הנדרשת עבור ה-Squaretances.

שלב רעש והשפעה על Analog Modulation

רעש שלב הוא דאגה עיקרית בדור אות נושא.זה מתאר את תנודות שלב אקראיות להרחיב את ספקטרום המוביל. ב AM מקלטים, רעש בשלב באוסלוטור המקומי (LO) מוביל לשילוב הדדי: הרעש הניע מתמזג עם אות חזק צמוד ומפל לתוך הלהקה הרצויה, מה שהופך את יחס אות-לא-רעש בשלב זה ב-Fericial הרעש הוא בתדירות גבוהה יותר מרעש אודיו-Ded-Ded-Ded-Dederdederded-to-to-to-D.

רעש שלב של אוסטרטור מאופיין על ידי פס יחיד (SSB) רעש ספקטרום צפיפות, בדרך כלל באדרברצ'רץ / הרץ בתדירות מבהילה מסוימת. a טיפוסי LC oscillator עשוי להיות −120 dBc / עונה 10 kHz מ- 10 kHz מ-Hz, בעוד oscillator טוב יכול להשיג , DBc / שלב טוב יותר של פורמט FM הוא צורך טוב יותר מאשר במצב רוחב פסטור.

oscillators מודרני גם להתמודד עם רעש flicker (1 / F רעש) במכשירים פעילים, השולטים בדלפקים קרובים.שימוש בטרנזיסטורים נמוכים (למשל, SiGe HBTs או GaAs FET), אופטימיזציה, ו-Q resonators מצמצם את תרומת הרעש flicker.

טמפרטורה ותדירות גבוהה Drift

וריאציות טמפרטורה היא הגורם הסביבתי הגדול ביותר של סחף תדירות נושא.ב LC oscillators, inductance ו- capacitance להשתנות עם טמפרטורה; תדירות resonant יכול לשנות מאות של pm על טיפוסי -40 ° C ל +85 ° C טווח. יותר עיצובים מתקדמים להשתמש capacitors עם ניגוד משככי טמפרטורה (NPO או 150 N0) כדי לבטל.

אוספיסטל הם רגישים באופן טבעי פחות, אבל עדיין סחף 10-50 ppm מעל טמפרטורה. עבור יציבות גבוהה יותר, קיימים שלושה פתרונות משותפים:

  • (FLT:0)TCXO (Temperature-Compensated Crystal Oscillator): ibph 1 A טמפרטורה-sensing מעגלים (רשת משניסטית) חל מתח תיקון ל- varactor, אשר מושך את התדר הקריסטל בחזרה אל nominal. TCXOs להשיג ±1 ppm או יותר על פני טווחי טמפרטורה רחבים.
  • (FLT:0)OCXO (Oven-Controlled Crystal Oscillator): irFLT:1 הקרקפת ה- קריסטל וקשורה ממוקמים בתוך תנור מחומם המתקיים בטמפרטורה קבועה (בדרך כלל 70-90 מעלות צלזיוס) זה מבטל סחף מושרה טמפרטורה כמעט לחלוטין, ומגיע לרצף של 0.1 ppm או טוב יותר.OXOs משמשים בתחנות בסיס, ציוד מבחן, ומודולמוסמ"אולוגיה גבוהה.
  • (FLT:0)MCXO (Microcontroller-Compensated Crystal Oscillator): אנדרט 1 A דיגיטלי מאחסן שולחן תיקון טמפרטורה-to- ⁇ .המיקרובקר חל תיקון דיגיטלי ל- DAC, אשר מאמת את ה-Varactor. MCXOs מציעים ביצועים דמויי TCXO עם גמישות רבה יותר, אך עם רעש בשלב גבוה יותר עקב רעש דיגיטלי.

בנוסף לטמפרטורה, אפקטים מזדקנים (שינוי המוניציטל, ההשפלה אלקטרודה) גורמים לסחף ארוך טווח. יצרנים לפני גיל הגבישים ומדדו את שיעור ההזדקנות; עבור היציבות הגבוהה ביותר, יש צורך ב calibration תקופתי.

טכנולוגיות מודרניות אוקסלטור

ההתקדמות בחומרים ובתהליכי מוליכים למחצה העניקה למהנדסים אפשרויות מעבר ל-LC הפשוט או ל-Soscillators קריסטל.

(FLT:0)SAW ResonatorsFLT:1 (גל אקוסטי) משמשים בתדרים UHF (מאות של MHz לכמה GHz) שבו גבישי quartz קשה כדי לדיור. SAW oscillators מציעים Q מתון ויציבות, מתאים לכמה מדגמים ביישומים של רכב ויישומים IoT.

(FLT:0)MEMS OscillatorsFLT:1 שימוש ב resonators מיקרו-אלקטרוניקה (Silicon) הם יותר קומפקטיים, נמוך יותר, יותר חסינים מפני הלם ורטט מאשר quartz. עם זאת, הרעש בשלב שלהם גבוה יותר - באופן צמיגים − 110 dBc /Hz ב 10 kset כבוי - אז הם מוגבלים פחות מתודולוגיה תובענית (למשל, , אנק).

(FLT:0 דיאלקטרי Resonator Oscillators (DROs) 1FLT:1 מעסיק uck של חומר קרמיקה גבוה-דיאלקטרי במיקרוגל, הם משמשים ב ⁇ גבוהה (several GHz) אנלוגיים עבור לווייני ו מכ"ם DROs מציעים רעש שלב טוב בתדרים מיקרוגל ולעתים קרובות נעולים לקיצור של הפניה באמצעות גבישים באמצעות סלקציה באמצעות סלקציה.

(FLT:0) ,Fractional-N PLL SynthessssemersssssssssssssssssssssssssFLT ( 1:1) הפכו לכל מקום אחר.הם מייצרים כל תדירות של נושא הרצויה מן ההתייחסות היציבה של PLL בשלב פסים נקבע על ידי הפניה וגלולה רוחב פס רחב.

יישומים מעשיים במערכות תקשורת

העקרונות שנדונו מצאו יישום ישיר במערכות תקשורת אנלוגיות רבות בעולם האמיתי.כאן שלוש דוגמאות:

שידור שידור (30-1700 kHz)

תחנות AM לעתים קרובות להשתמש oscillator גבישי בתדר המוביל, המוגבר ליניארי כדי להשיג את הכוח AM הנדרש.האוסלוטור חייב להיות לוח זמנים תדר בתוך ±20 הרץ כדי לציית לתקנות FCC. תחנות רבות להשתמש בפשיום או GPS scillator עבור דיוק לטווח ארוך מוחלט.

משדר השידור FM Transmitters (88-108 MHz)

תחנות FM גבוהות דורשות רעש בשלב נמוך וסטיות רחבות (עד ±75 kHz) פתרון טיפוסי הוא PHz מבוסס גביש כי לנעול נמוך-noise VCO.הההתייחסות oscillator הוא TCXO או OCXO. המודולציה מוחל ישירות על VCO (התאימת האות של PLL) או באמצעות שלב TCXO או OCXO (D) עם מנוע נמוך מ-D) עם אפקט של ה-DLC (D) עם אפקט של ה-DEXO (DEXO) עם אפקט ה-R.

Transponders (C-band, Ku-band)

טלוויזיות לוויין Analog (כיום הוחלף בעיקר על ידי דיגיטלי) בשימוש FM עם מגברי צינור גל במהירות גבוהה נודדים גלי גל.הנושא נוצר על ידי מסנתזת תדר נעולה ההתייחסות קריסטל מאסטר על הלוויין.שלב הרעש בשלב בשלב בדלפקים קרובים (1-10 k) היה חייב להיות נמוך מאוד - להיות נמוך מאוד - כמו −80 dBc / בשעה 1Hz - כדי למנוע השפלה.

מסקנה

אוסוציאטורים ממלאים תפקיד חיוני במודולציה אנלוגית על ידי מתן אות נושא יציב, נמוך-נוזת.מסמך LC oscillator רדיו וינטג ' AM ל- oscillator קריסטל מבוזר בשלב שידור מודרני FM, איכות של המוביל ישירות קובע את נאמנות ואמינות של הקשר כולו.

(ב) לקריאה נוספת, מתייחס למשאבים בתעשייה כגון:0;0 (א)מיסוד של אוסטרולטור (Ocillator) של oscillator (Ooscillator) oscillator) oscillator יסודות oscillator: oscillators גבישי FLT 3: 3, ו-FLT:5 משאבים על תדירות.