Oscillators, analog iletişim sistemleri için temelseldir, iletim zinciri olarak hareket eder - alıcının sürekli dalga taşıyıcı sinyalleri aracılığıyla iletir - osilatör sinyalinin saflaştırılması ve tutarlılığı olmadan, taşıyıcı sinyali sürüklenir, distort ve transistörlerin iletişim zincirini doğru bir şekilde iletmez.

Oscillator Operasyonlarının Temelleri

Bir osilatör, bir periyodik dalgaformu üreten elektronik bir devredir - çoğu zaman bir sinedra dalgası veya kare dalgası - bir DC girişinden. Onun çekirdeğinde, bir osilatör pozitif geri bildirim ve frekans-sel bir ağ ile bir yükselticiden oluşur. Barkhausen kriteri memnun olmalıdır: döngüler, şarj ediciler, frekanslar veya kristaller, ve döngünün etrafındaki toplam faz değişimi 0° olmalıdır.

Tipik bir LC oscillatorda, inductor ve kapasitör form bir rezonans tank devresini değiştirir. Enerji kapasitör ve manyetik alan arasında çok yüksek bir Q faktörü vardır.

Taşıyıcı Signal Stability

Analog modulation, taşıyıcı, mesajın çizildiği "blank tuval"dir. Taşıyıcı stabilite için en kritik iki parametredir:0) Frekans doğruluk) ve [[Dönetici gürültü[Dönetici:2) Frekans doğruluk, sinyalin bozulmasının ne kadar yakın olduğunu ve diğer taraftan da kesintiye neden olabileceğini açıklar.

Ek olarak,FL:0) amplitüd stabilitesi[Dönetici: 1) önemli hususlarda, FM'de daha az kritik olmasına rağmen (yalnızca frekans değişir), AM amplifikasyonu doğrudan kodlanır ve osilatörün amplifikasyonu, geri dönüş sinyaline eklenir.Birçok analog osilatör otomatik kazanç kontrolü (AGC) otomatik olarak ısı ve yaşlanmayı stabilize etmek için otomatik kazanç kontrolü (AGC) içerir.

Gemiler için Oscillators türleri

Farklı uygulamalar farklı stabilite ve maliyet profillerini talep eder. Analog modulation'da kullanılan osilatörlerin üç ana kategorisi LC oscillators ve RC oscillators.Her biri farklı avantajları ve ticaret-offları vardır.

LC Oscillators

LC oscillators geniş bir frekans aralığı üzerinde kullanılabilir ve nispeten ucuzdur.Sesas radyo vericileri ve erken FM vericileri gibi uygulamalarda yaygındır. Ortak topolojiler Colpitts, Hartley ve Clapp oscillators. Colpitts oscillators per-paratorlar derece düşük bir tankta bir yığın bölmek, Hartley daha yüksek gürültüde ortaya çıkıyor.

Kristal Oscillators

Kuart kristal osilatörler çok daha yüksek bir istikrar sunar, genellikle 10-100 ppm veya daha iyi, ve son derece düşük faz gürültülerini sergiler.Tükleerik kristal osilatörler kesin mekanik rezonansda vibratelere neden olur (OCXOs) taşıyıcı nesli için en yaygın konfigürasyonu, daha da fazla, bir seri resonant element olarak kullanılan bir kristal osilatördür. Sıcaklık-kompanz (TCXOs) ve kablo iletişimleri dahil olmak üzere standarttır.

RC Oscillators

RC oscillators, düşük frekanslı stabilite gereksiniminin bazı temel ses-freze anahtarlama veya basit alarm sistemlerinde olduğu gibi dirençli ağlara güveniyorlar. Wien-bridge oscillator, düşük frekanslılar için sadece düşük maliyetli uygulamalar olarak kullanılıyor, taşıyıcı stabilite gereksiniminin biraz daha rahat olduğu gibi, yüksek frekanslı bir ses-fret kaynağı olarak kullanılıyor.

Oscillator Design Stability için dikkate alır

Bir osilatör için bir osilatör tasarlamak, bileşenleri, düzeni ve tazminat tekniklerini dikkatli bir şekilde seçmek gerektirir: Anahtar faktörler şunlardır:

  • [FONT=0)Component Quality:[Dönetici:[Dönetici: [Dönetici: [Dönetici: [Dönetici: [Düzen: 0:0) Karşılaştırmalı Tedarikçi - Guangzhou Film vs.
  • [FONT=0)Power Supply Rejeksiyon: [Döneticiler, gerilim varyasyonlarını tedarik etmek için hassastır. Temiz, düzenlenmiş tedarik ve uygun kesintiler, aksi takdirde taşıyıcıyı modüller.
  • [FONT:0)Load Pulling:[Dönetici:[Dönetici:0) Yükdeki değişiklikler osilasyon frekansını değiştirebilir.
  • [FONT:0) ⁇ Yönetimi: [Dönetici cihazlar tarafından üretilen ısı sürüklenme neden olur. Sıcak bileşenlerden uzak ve ısı stabilizasyon (OCXOs'daki ısıtma elementleri) stabiliteyi korur.
  • [FONT:0)Aging:[Döneticileri yok etmek için kristaller oluşturur; üreticilerin bu şekilde en aza indirmek için kristalleri önceden sipariş eder. LC oscillators, kapasitors ve indüktörler yaşlanması genellikle yıllar boyunca ihmal edilebilirdir.

Yüksek performanslı analog modülatörlerde, tasarımcı genellikle kristal osilatör tarafından takip edilen bir faz kilitlenmiş döngü (PLL) kristalin stabilitesini korumak için frekansları çoğaltmak için bir şekilde seçer.Bu yaklaşım sentezler herhangi bir gerekli taşıyıcı frekansının faz gürültülerini azaltmadan sağlar.

Analog Modulation Techniques ve Oscillator'un Rolü

Oscillator hem amplifikasyon (AM) hem de frekans modülasyon (FM) sistemleri tarafından kontrol edilen "karrier kaynağı" olarak hizmet eder.In AM, the message signal returns the amplitude of the operator.Bu nedenle, basit bir AM modülatörü, oscillator'un çok daha basit bir şekilde, AGC döngüsü ile sık sık sık sık elde edilmesi gerekir.

FM'de, modülasyon sinyali doğrudan osilatör frekansına değişir. Klasik yöntem, bir LC oscillator'un faz gürültü ve lineerliğinin rezonans devresinde bir gerilim olarak adlandırılır: Varactordaki ters önyargı, frekansın ısıtılması, ısıtılması için ısıtılmasıdır.

Yüksek kaliteli FM FM stereo yayınları için (örneğin, 88-108 MHz grubu), bir kristal osilatör genellikle referans olarak kullanılır ve FM sapmaları yüksek sadakat için gerekli olan bir döngü ile oluşturulur (PLL).PLL, VCO'nun ortalama frekansının stabil kristaline kilitlenir, hızlı frekans sapmalarına izin verir.

Faz Gürültü ve Analog Modulation

Faz gürültü, taşıyıcı sinyal neslinde büyük bir endişedir. Taşıyıcı spektrumu genişleten rastgele faz dalgalanmalarını açıklar. AM alıcılarda, yerel oscillator (LO) içindeki faz gürültüyü tekrar karıştırır: LO gürültü, güçlü bir kanal sinyali ile karıştırılır ve istenen gruba girer, sinyalin düşmesine neden olur.

Oscillator'un faz gürültüsü, 10 kHz'nin tek yanlısı (SSB) gürültüyü, genellikle belirli bir denge frekansında ifade eder. Tipik bir LC/Hz'nin tipik bir LC-posta kaynağı olabilir, 10 kHz'nin üzerindeki dBc/Hz'nin, 100 kHz'yi dengelemek için iyi bir şekilde ayarlayıcıya ihtiyacı vardır.

Modern osilatörler ayrıca aktif cihazlarda flicker gürültü (1/f gürültü) ele alır ve bu da düşük koskop transistörleri kullanarak (örneğin, SiGe HBTs veya GaAs FETs), önyargılar ve yüksek Q resonatörler en aza indirir.

Sıcaklık Açıklama ve Frekans Drift

Sıcaklık varyasyonu, taşıyıcı frekansının en büyük çevresel nedenidir. LC oscillators, indükance and cleance change with temperature; resonant frekansı tipik 0.10C'ye kadar yüzlerce ppm değiştirebilir - +85°C aralığına daha gelişmiş tasarımlar.

Kristal osilatörler doğal olarak daha az hassastır, ancak yine de 10-50 ppm ısıyı sürükler. Daha yüksek stabilite için, üç ortak çözüm var:

  • [0]TCXO (Temperature-Compensated Crystal Oscillator): [DFLT:1) Bir sıcaklık-sensing devre (daha önceci ağ) nominal olarak kristal frekansı geri çeken bir düzeltme gerilimi uygular. TCXOs geniş sıcaklık aralıkları üzerinde ±1 ppm veya daha iyi elde eder.
  • [FONT:0)OCXO (Oven-Controlled Crystal Oscillator):), kristal ve ilişkili devreler sürekli bir sıcaklıkta (tipik olarak 70-90°C) yer alan ısıtıcılar neredeyse tamamen yok edilir, 0.1 ppm veya daha iyi stabilize edilir. OCXOs temel istasyonlarda kullanılır, test ekipmanlarında ve yüksek analog analog analog analog analog analog modülatörlerde kullanılır.
  • [FONT=0)MCXO (Mikronetmen Kristal Oscillator): [DFLT:1), Dijital kod bir sıcaklık ölçüm masasına sahip bir dijital düzeltme uygular. Mikrokontroller, varactor'u ayarlar. MCXOs, TCXO'nun daha yüksek esneklikle performans göstermesine rağmen, dijital gürültü nedeniyle biraz daha yüksek bir aşama gürültüyü sunar.

Sıcaklık ek olarak, yaşlanma etkileri ( kristal kütle değişikliği, elektrot bozulması) uzun vadeli sürüklenmelere neden olur. Düşük stabilite için, periyodik kalibrasyona ihtiyaç vardır.

Modern Oscillator Teknolojileri

Malzemeler ve yarı iletken süreçlerde ilerlemeler basit LC veya kristal osilatörlerin ötesinde mühendislere seçenekleri verdi.

[FONT:0]WWWWWI (Surface Acoustic Wave), Øxz kristallerinin kumaşa zor olduğu birkaç GHz'ye kadar SEM ve stabilite sunuyor, otomotiv ve IoT uygulamaları için bazı analog modülatörler için uygundur.

[FONT=0]MEMS Oscillators [DDDDDDDDDDDD][/QS S FONT=0)Pekiz (S) daha kompakt, daha düşük maliyetli ve daha fazla fikre sahip oldukları için, faz gürültüleri daha yüksek - 10 kHz dengelemede mikro- dBc/Hz ile sınırlı - daha az talep edilen analog modülasyon (örneğin, temel analog telemetri).

[DROS:0)Dielektrik Resonator Oscillators (DROs) [DROs) [DROs) [DROs) [DFLT:1) mikrodalga frekanslarında iyi bir fazı sağlar ve genellikle bir PLL ile daha düşük frekanslı kristal referans ile kilitlidir.

[FONT:0]FractionalN PLL Synthelessers[Dönetici:0) VCO. Modern tamsayılı PLL'ler, yüksek frekanslı referans ve dar döngü bant genişliği kullanarak çok düşük bir faz gürültülerini üretebilirler.

İletişim Sistemlerinde Pratik Uygulama

Birçok gerçek dünya analog iletişim sisteminde doğrudan uygulamayı tartışılan ilkeler burada üç örnek vardır:

AM Broadcast()s (530-1700 kHz)

AM istasyonları genellikle taşıyıcı frekansında kristal osilatör kullanır, gerekli AM gücü elde etmek için basitleştirilmiş bir lineer olarak kullanılır. osilatör, ±20 Hz'nin FCC düzenlemelerine uyması için frekans ayarlanması gerekir. Birçok istasyon, rubidium veya GPS-disciplined kristal ostor'un aşamasının gürültüyü AM'de daha az kritiktir.

FM Broadcast()s (88-108 MHz)

Yüksek sadakat istasyonları FM düşük faz gürültü ve geniş sapma gerektirir (pişman için ±75 kHz). Tipik bir çözüm, düşük doz VCO'yu kilitleyen bir kristal tabanlı PLL'dir. Sonuç, 100 kHz'nin altındaki bir taşıyıcıdır.

Analog Uydu Transponders (C-band, Ku-band)

Analog uydu TV (şimdi büyük ölçüde dijital olarak değiştirildi) FM'yi yüksek güçle seyahat eden dalga tüp yükselticileri ile kullandı. taşıyıcı, ses bozulmasından kaçındı.Oscillatorlar uydu üzerinde master referansı kilitlendi.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Oscillators, modern bir FM yayın vericisinde, taşıyıcının kalitesi doğrudan tüm iletişim bağlantılarının sadakatini ve güvenilirliğini belirler. malzemelerdeki düşük maliyetli taşıyıcı sinyalinden. - Aklı, MEMS - akıllı devre tasarımı (PLLs, AGC, sıcaklık tazminatı) devam eden birçok teknikle ilgili olarak, sayısal ölçümleme ve stabilite sistemlerini doğrudan doğruya doğru bir şekilde tasarlamaya devam eder.

Daha fazla okuma için, endüstri kaynaklarına, örneğin:0)Analog Cihazlarının osilatör temelleri) olarak atıfta bulunun, [[ŞUygunluklar üzerinde KAYNAKLAR:2).