المذبذب المحلي

في مجال الإلكترونيات ، يُشير مصطلح المذبذب المحلي (LO) إلى مذبذب إلكتروني يُستخدم مع مُخَلِّط لتغيير تردد الإشارة. تُنتج عملية تحويل التردد هذه، والتي تُسمى أيضًا بالمزج غير المتجانس ، ترددات الجمع والفرق من تردد المذبذب المحلي وتردد إشارة الإدخال إلى المُخَلِّط. تُحسِّن معالجة الإشارة بتردد ثابت أداء جهاز الاستقبال اللاسلكي. في العديد من أجهزة الاستقبال، تُدمج وظيفتي المذبذب المحلي والمُخَلِّط في مرحلة واحدة تُسمى " المُحوِّل "، مما يُقلل من المساحة والتكلفة واستهلاك الطاقة من خلال دمج الوظيفتين في جهاز واحد فعال.

يشير مصطلح "محلي" إلى حقيقة أن التردد يتم توليده داخل الدائرة ولا يعتمد على أي إشارات خارجية، على الرغم من أنه يمكن ضبط تردد المذبذب وفقًا للإشارات الخارجية.

التطبيقات

تُستخدم المذبذبات المحلية في مستقبلات التغاير الفائق ، وهي أكثر أنواع دوائر استقبال الراديو شيوعًا . في هذا التطبيق، يُختار تردد المذبذب المحلي (LO) ليكون مشابهًا لتردد الراديو (RF) المُستقبَل على الهوائي، بحيث يكون الفرق بينهما أصغر بكثير من تردد الراديو. يمكن استخدام حقن التردد العالي (حيث يكون تردد المذبذب المحلي أكبر من تردد الراديو) أو حقن التردد المنخفض (حيث يكون تردد المذبذب المحلي أقل من تردد الراديو). بعد ذلك، يُمكن ترشيح الفرق من المجموع لاستخراج التردد الوسيط (IF).

للحقن عالي المستوى، $f_{\mathrm {IF} }=f_{\mathrm {LO} }-f_{\mathrm {RF} }$ .
للحقن في الجانب المنخفض، $f_{\mathrm {IF} }=f_{\mathrm {RF} }-f_{\mathrm {LO} }$ .

لذا ينبغي أن يكون التردد المختار للمذبذب المحلي هو $f_{\mathrm {LO} }=f_{\mathrm {RF} }\pm f_{\mathrm {IF} }$ .

تُستخدم هذه التقنية أيضًا في العديد من دوائر الاتصالات الأخرى، مثل أجهزة المودم ، وأجهزة استقبال البث التلفزيوني عبر الكابل ، وأنظمة تقسيم التردد المستخدمة في خطوط الهاتف الرئيسية ، وأنظمة ترحيل الموجات الدقيقة ، وأنظمة القياس عن بُعد ، والساعات الذرية ، والتلسكوبات الراديوية ، وأنظمة التشويش الإلكتروني العسكري . في استقبال البث التلفزيوني عبر الأقمار الصناعية ، تُحوّل ترددات الموجات الدقيقة المستخدمة من القمر الصناعي إلى هوائي الاستقبال إلى ترددات أقل بواسطة مذبذب ومُخالِط محليين مُثبّتين على الهوائي. يسمح هذا بإرسال الإشارات المُستقبلة عبر كابل كان سيُعاني لولا ذلك من فقدان إشارة غير مقبول عند تردد الاستقبال الأصلي. في هذا التطبيق، يكون تردد المذبذب المحلي ثابتًا، بينما يكون تردد الإشارة المُحوّلة متغيرًا.

متطلبات الأداء

يعتمد أداء نظام معالجة الإشارات، من بين عوامل أخرى، على خصائص المذبذب المحلي.

الانبعاثات - يتطلب تصميم جهاز الاستقبال عناية فائقة لضمان عدم انبعاث أي إشارات دخيلة من المذبذب المحلي. إذ يمكن أن تتسبب هذه الإشارات في حدوث تداخل في تشغيل أجهزة الاستقبال الأخرى.
الاستقرار - يجب أن ينتج المذبذب المحلي ترددًا مستقرًا مع توافقيات منخفضة. ^{[ 2 ]} يجب أن يأخذ الاستقرار في الاعتبار درجة الحرارة والجهد والانحراف الميكانيكي كعوامل.
الطاقة - يجب أن ينتج المذبذب طاقة خرج كافية لتشغيل المراحل اللاحقة من الدوائر بشكل فعال، مثل الخلاطات أو مضاعفات التردد.
الضوضاء - يجب أن تكون ذات ضوضاء طورية منخفضة حيث يكون توقيت الإشارة بالغ الأهمية. ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}
الدقة - في نظام استقبال القنوات، يجب أن تكون دقة ضبط مُركِّب التردد متوافقة مع تباعد القنوات للإشارات المطلوبة.

أنواع التعلم

يُعدّ المذبذب البلوري أحد أنواع المذبذبات المحلية الشائعة، إذ يوفر استقرارًا وأداءً جيدين بتكلفة منخفضة نسبيًا، إلا أن تردده ثابت، لذا يتطلب تغيير الترددات تغيير البلورة. ويتطلب ضبط الترددات المختلفة مذبذبًا متغير التردد، مما يؤدي إلى مفاضلة بين الاستقرار وقابلية الضبط. مع ظهور الإلكترونيات الدقيقة الرقمية عالية السرعة، بات بإمكان الأنظمة الحديثة استخدام مُركِّبات التردد للحصول على مذبذب محلي مستقر وقابل للضبط، ولكن لا يزال من الضروري الحرص على الحفاظ على خصائص ضوضاء مناسبة في الناتج. تُعدّ حلقات الطور المقفلة وسيلة بديلة لتوليد ترددات مذبذب محلي دقيقة. ومن خلال التزامن مع مصدر تردد آخر، تضمن هذه الطريقة مستوى عالٍ من الدقة والاستقرار. ^{[ 5 ]}

انبعاثات LO غير المقصودة

قد يكشف رصد إشعاع المذبذب المحلي عن وجود جهاز الاستقبال، كما هو الحال في رصد أجهزة كشف الرادار في السيارات ، أو رصد أجهزة استقبال البث التلفزيوني غير المرخصة في بعض البلدان. خلال الحرب العالمية الثانية ، مُنع جنود الحلفاء من امتلاك أجهزة استقبال سوبر هيتروداين لأن جنود المحور كانوا يمتلكون معدات قادرة على رصد انبعاثات المذبذب المحلي. دفع هذا الجنود إلى ابتكار ما يُعرف الآن باسم راديو الخندق ، وهو جهاز استقبال لاسلكي بسيط مُرتجل لا يحتوي على مذبذب محلي.

صُممت أجهزة استقبال الاتصالات العسكرية الأفضل في الحرب العالمية الثانية لكبح انبعاثات المذبذب المحلي. فعلى سبيل المثال، يتميز جهاز RCA AR-88 الشهير بحماية ممتازة. كما أنه يستخدم مرحلتين تردديتين مضبوطتين من نوع خماسي الصمام قبل خلاط التغاير الفائق. تتميز أنابيب خماسية الصمام بكسب عكسي شبه معدوم، لذا لا يمكن لانبعاثات المذبذب المحلي أن تتسرب عبر الهوائي.

انظر أيضاً

مراجع

↑ كار، جوزيف ج. (2002). "الفصل 3". مكونات ودوائر الترددات الراديوية . نيونس. ISBN 978-0-7506-4844-8.
↑ إل دي وولفغانغ، سي إل هاتشينسون، دليل رابطة هواة الراديو الأمريكية لهواة الراديو، الطبعة الثامنة والستون ، ARRL1990 ISBN 978-0-87259-168-4، الصفحات 12-10
↑ بيتر فورتيسكيو، غراهام سوينيرد، جون ستارك (محررون): "هندسة أنظمة المركبات الفضائية"، وايلي 2011 ISBN 111997836X، القسمين 12.3.5 و 12.3.6.
↑ بويك، كريستوفر؛ بلايلر، جون؛ أجلوني، شيريل: تصميم دوائر الترددات الراديوية (الطبعة الثانية) . إلسيفير 2008، رقم ISBN 978-0-7506-8518-4الصفحات 190-191.
↑ NextPCB. "عمل المذبذب المحلي وتطبيقاته" .

[Carr_2002-1] كار، جوزيف ج. (2002). "الفصل 3". مكونات ودوائر الترددات الراديوية . نيونس. ISBN 978-0-7506-4844-8.

[2] إل دي وولفغانغ، سي إل هاتشينسون، دليل رابطة هواة الراديو الأمريكية لهواة الراديو، الطبعة الثامنة والستون ، ARRL1990 ISBN 978-0-87259-168-4، الصفحات 12-10

[3] بيتر فورتيسكيو، غراهام سوينيرد، جون ستارك (محررون): "هندسة أنظمة المركبات الفضائية"، وايلي 2011 ISBN 111997836X، القسمين 12.3.5 و 12.3.6.

[4] بويك، كريستوفر؛ بلايلر، جون؛ أجلوني، شيريل: تصميم دوائر الترددات الراديوية (الطبعة الثانية) . إلسيفير 2008، رقم ISBN 978-0-7506-8518-4الصفحات 190-191.

[5] NextPCB. "عمل المذبذب المحلي وتطبيقاته" .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

اللغة	العربية (RTL)
روابط موسوعية	30 رابطاً
المصدر الأصلي	ويكيبيديا ↗