Введение

В электронике локальный осциллятор (LO) — это электронный генератор, используемый вместе с смесителем для изменения частоты сигнала. Этот процесс преобразования частоты, также называемый гетеродинированием, формирует суммарную и разностную частоты, полученные из частоты локального осциллятора и частоты входного сигнала. Обработка сигнала на фиксированной частоте улучшает характеристики радиоприемника. Во многих приемниках функции локального осциллятора и смесителя объединены в одну ступень, называемую "конвертером", что позволяет уменьшить габариты, стоимость и энергопотребление за счет объединения обеих функций в одном активном устройстве.

Приложения

Локальные осцилляторы используются в супергетеродинном приемнике – наиболее распространенном типе радиоприемной схемы. Они также применяются во многих других схемах связи, таких как модемы, приставки кабельного телевидения, системы частотного мультиплексирования, используемые в магистральных телефонных линиях, микроволновые ретрансляторы, телеметрические системы, атомные часы, радиотелескопы и военные системы электронного противодействия (подавления). В системах спутникового телевидения микроволновые частоты, принимаемые от спутника антенной, преобразуются в более низкие частоты с помощью локального осциллятора и смесителя, установленных непосредственно на антенне. Это позволяет передавать принятые сигналы по кабелю, где потери сигнала на исходной частоте приема были бы недопустимо высокими. В данном применении локальный осциллятор имеет фиксированную частоту, а частота преобразованного сигнала – переменную.

Требования к производительности

Применение локальных осцилляторов в конструкции приемника требует внимательности, чтобы исключить излучение паразитных сигналов. Такие сигналы могут создавать помехи в работе других приемников. Производительность системы обработки сигналов зависит от характеристик локального осциллятора. Локальный осциллятор должен генерировать стабильную частоту с низким уровнем гармоник. Стабильность должна учитывать влияние температуры, напряжения и механического дрейфа. Осциллятор должен обеспечивать достаточную выходную мощность для эффективного управления последующими каскадами схемы, такими как смесители или умножители частоты. Он должен обладать низким фазовым шумом, когда важна точность синхронизации сигнала. В системе с канальным разделением точность настройки синтезатора частоты должна соответствовать ширине полосы каналов принимаемых сигналов.

Типы ОО

Кристаллический осциллятор – один из распространенных типов локального генератора, обеспечивающий хорошую стабильность и производительность при относительно низкой стоимости, однако его частота фиксирована, поэтому для изменения частоты требуется замена кварца. Настройка на разные частоты требует применения генератора с переменной частотой, что влечет за собой компромисс между стабильностью и диапазоном настройки. С развитием высокоскоростной цифровой микроэлектроники современные системы могут использовать синтезаторы частоты для получения стабильного генератора с возможностью настройки частоты, но при этом необходимо уделять внимание поддержанию достаточных шумовых характеристик на выходе.

Непреднамеренные выбросы ЛО

Обнаружение излучения местного генератора может выявить присутствие приемника, например, при обнаружении автомобильных радаров-детекторов или нелицензионных телевизионных приемников в некоторых странах. Во время Второй мировой войны солдатам союзных войск было запрещено использовать супергетеродинные приемники, поскольку у войск противника было оборудование для обнаружения излучения местного генератора. Это привело к тому, что солдаты стали создавать то, что сейчас известно как "радио в окопе" – простой самодельный радиоприемник, не использующий местный генератор.