Генератор разностной частоты: Принципы, конструкция и применение

Осциллятор, способный генерировать сигнал переменной выходной частоты, необходим в электронике. Генератор разностной частоты (BFO) является одним из наиболее подходящих для такой цели.

Мы разъясним его рабочую частоту, применение и другие важные сведения. Посмотрите.

Что такое генератор разностной частоты?

Синусоидальная волна

Его также называют BFO. По сути, это устройство, которое генерирует синусоидальные сигналы переменного звукового диапазона частот. Это достигается путем комбинирования двух различных радиочастотных электрических колебаний.

Кроме того, обратите внимание, что устройство используется с момента своего изобретения в 1901 году Реджинальдом Фессенденом.

Работа генератора разностной частоты

Нижеприведенная блок-схема иллюстрирует принцип работы устройства.

Схема работы генератора разностной частоты

Обратите внимание, схема состоит из генератора переменной частоты и генератора фиксированной частоты. Также есть 2 высокочастотных фильтра (ВЧ-компоненты) и микшер. Таким образом, их роль — комбинировать две входные частоты, применяемые фиксированным и переменным генераторами.

Кроме того, есть усилитель для усиления сигнала.

Механизм работы

Иллюстрация радиочастот

Сначала генератор высокочастоты фиксированной частоты выдает радиочастотный сигнал. Обратите внимание, что этот сигнал имеет фиксированную частоту. Затем сигнал входит в ВЧ-фильтр для модификации до соответствующего диапазона.

Одновременно генератор переменной частоты выдает сигнал. Обратите внимание, значение фиксированной частоты отличается от переменного.

Теперь у нас есть две частоты генераторов, скажем Fx и Fy. Далее они входят в микшер, который выдает сумму и разность частот колебаний.

Обратите внимание; Микшер будет последовательно выдавать разную частоту в звуковом диапазоне частот.

Затем сигнал передается на входной ВЧ-фильтр. По сути, этот фильтр подавит все остальные ВЧ-компоненты, оставив только разностную частоту генератора.

Наконец, НЧ-усилитель усилит сигнал и он будет готов к использованию.

Основные факторы, влияющие на генератор разностной частоты

Динамик, иллюстрирующий звуковую волну.

Первичным фактором в работе устройства является стабильность частоты. Обратите внимание, что незначительное изменение относительной частоты вызывает значительный сдвиг в разностных частотах. Таким образом, уменьшение возможного дрейфа разностной частоты во времени является обязательным.

Прежде всего, убедитесь, что отдельные генераторы обладают высокой внутренней стабильностью. Это будет полезно для выдержания изменений температуры и напряжения питания.

Также обратите внимание, что важно, чтобы ВЧ-генераторы были разделены друг от друга. По сути, это для предосторожности против любой формы связи, которая может привести к синхронизации сигналов. Обратите внимание, это особенно часто встречается в случаях, когда разница в частотах незначительна.

Применение генератора разностной частоты

BFO находится среди самых точных устройств для обнаружения металлов. Вот иллюстрация его использования в блоке детектора металлов.

Схема детектора металлов

Охранник с детектором металлов

Основные компоненты включают четырехвходовый Шмитт-триггер NAND IC 4093 и поисковую катушку. Кроме того, другие ключевые части — это переключатель и батарея для питания.

Схема создает изменяющиеся сигналы через сопротивление быстрым изменениям напряжений. Эта реактивность важна для создания задержки в IC. Результатом являются быстрые колебания, измеряющие 2 МГц. Радиоприемник средних волн затем собирает волны.

Спецификации намотки катушки

Катушка состоит из эмалированного провода, смоделированного по следующим спецификациям:

Далее вам потребуется подключить эту катушку к экрану Фарадея 0В. Также изолента полезна здесь для крепления экрана Фарадея.

Как настроить схему

Настройте схему, как показано на схеме ниже.

Схема

Кроме того, для работы детектора металлов требуется подхват сигнала на 2-й гармонике 2 МГц. При правильной настройке он легко обнаружит объект, например, металлическую монету размером 80–90 мм.

Кроме того, он может легко различать ферритые и неферритые предметы.

Заключение

Выше мы рассмотрели простой принцип генератора разностной частоты. Далее мы разъяснили его основное применение в схеме детектора металлов. Если вы хотите прояснить детектор, обратитесь к нам, и мы сразу поможем.