비트 주파수 오실레이터

Beat frequency oscillator
추가 기능 455kHz 수제 BFO 보드

라디오 수신기에서, 비트 주파수 오실레이터 또는 BFO는 모스 코드 무선 주파수그래피(CW) 전송으로부터 오디오 주파수 신호를 만들어 들을 수 있게 하는데 사용되는 전용 오실레이터다. BFO로부터의 신호는 수신 신호와 혼합되어 스피커에서 톤으로 들리는 헤테로디네 또는 비트 주파수를 생성한다. 또한 BFO는 송신기에서 억제된 캐리어를 근본적으로 복원하여 단일측대역(SSB) 신호를 강등시켜 그들을 이해할 수 있게 하는 데 사용된다. BFO는 때때로 단파 수신기를 위해 설계된 통신 수신기에 포함되어 있다; 그것들은 CW와 SSB 신호를 종종 수신하는 아마추어 라디오의 통신 수신기에서 거의 항상 발견된다.[1]

비트 주파수 오실레이터는 1901년 캐나다의 엔지니어 레지날드 페센덴에 의해 발명되었다. 그가 "헤테로디네" 수신기라고 부른 것은 헤테로디네 원리의 첫 적용이었다.

개요

국제전기통신연합이 배출 유형 A1A로 지정하여 무선전신(CW) 또는 무선전신(W/T) 또는 온오프 키잉이라고도 하는 연속파(CW) 무선송신에서는 모스 코드에 문자메시지를 입력하는 변조되지 않은 전파의 펄스에 의해 정보가 전송된다. "점"과 "대시" 또는 "dits"와 "dah"라고 불리는 캐리어의 다른 길이 펄스는 운영자가 텔레그래프 키라는 스위치를 사용하여 송신기를 빠르게 켜고 끄는 방식으로 생성된다. 스파크가 초당 1000회 정도(전신 키를 눌렀을 때)에 발사되었기 때문에 첫 번째 유형의 전송은 스파크를 사용하여 생성되었다. 그 결과 발생하는 감쇠파(ITU Class B)는 다이오드 검출기와 이어폰을 스파크 레이트 톤으로 사용하는 기본 결정 세트로 수신할 수 있었다. 연속 무선 주파수 반송파의 스트림을 만들 수 있는 튜브 송신기의 도입으로 비로소 BFO가 필요하게 되었다. 대안은 800Hz 전후의 오디오 톤으로 캐리어를 변조하고 변조된 캐리어를 키로 하여 수신기에 기본 다이오드 검출기를 사용할 수 있도록 하는 것으로, 최대 2000년까지의 중주파(MF) 해상 통신에 사용되는 방법(배출형 A2A)이었다. 튜브를 이용한 무선 전송은 1920년부터 바다에서 스파크 송신기를 대체하기 시작했지만 1950년[citation needed] 이전에는 완전히 제거되지 않았다.

반송파의 펄스는 오디오 변조가 없기 때문에 AM 라디오 수신기가 수신하는 CW 신호는 단순히 "클릭"처럼 들린다. 때로는 반송파 펄스가 수신기의 정상적인 정적 대기 '히스'를 차단할 정도로 강할 때, BFO 없이 침묵의 '펄스'로서 CW 신호를 들을 수 있었다. 그러나 이것은 믿을 만한 접수 방법이 아니었다. 수신기에서 반송파 펄스가 들리게 하기 위해, 비트 주파수 오실레이터를 사용한다. BFO는 수신기의 중간 주파수 f로부터IF 오프셋되는 주파수 f에서BFO 일정한 사인파를 생성하는 무선 주파수 전자 오실레이터다. 이 신호는 수신기의 두 번째 검출기(데모듈레이터) 앞에 있는 IF와 혼합된다. 검출기에서 두 주파수는 더하기 빼기, 그리고 오디오 범위의 비트 주파수(헤테로디네)는 수신기의 스피커에서 톤처럼 들리는 faudioIF = f - f의BFO 차이를 나타낸다. 반송파의 펄스 중에는 박동 주파수가 생성되는 반면 펄스 사이에는 반송파가 없으므로 톤이 생성되지 않는다. 따라서 BFO는 모스 코드 신호의 "점"과 "대시"를 스피커에서 다른 길이의 "삐"처럼 들리게 한다. 모스 코드를 아는 청취자는 이 신호를 해독하여 문자 메시지를 받을 수 있다.

1910년대~1920년대 초기 튜닝된 무선 주파수(TRF) 수신기에 사용된 최초의 BFO는 방송국의 통신 주파수로 박동했다. 라디오를 다른 방송국 주파수로 튜닝할 때마다 BFO 주파수 또한 변경해야 했기 때문에 BFO 오실레이터는 수신기가 커버하는 전체 주파수 대역에서 튜닝이 가능해야 했다.

초헤테로디네 수신기에서 서로 다른 방송국 주파수는 모두 믹서에 의해 동일한 중간 주파수(IF)로 번역되기 때문에, IF로 박동하는 현대 BFO는 일정한 주파수만 가지고 있다. AM 또는 FM과 같은 다른 유형의 신호를 수신할 때 필요하지 않을 때 BFO를 끄는 스위치가 있을 수 있다. 또한 일반적으로 전면 패널에는 BFO의 주파수를 조정하기 위한 노브가 있으며, 운용자의 기호에 맞게 작은 범위에 걸쳐 톤을 변경한다.

예

별도의 BFO 발진기는 그러한 발진기가 없는 수신기를 위해 제조되었다; 1944년부터는 Rohde und Schwarz STI4032.
BFO의 첫 번째 조잡한 예 중 하나인 골드슈미트 톤 휠. 진공관 오실레이터가 발명되기 전에, 최초의 CW 수신기는 전기 접점이 있는 바퀴를 림 주변에 사용했고, 모터에 의해 고속으로 회전하며, 전류를 차단하여 들어오는 무선 신호로 박동할 무선 주파수 신호를 만들었다. 이 예는 1917년 뉴저지의 터커튼 대서양 횡단 수신소에서 40kHz의 신호를 만들었다.

수신기는 Morse 코드 신호에 맞춰 조정되며, 수신기의 중간 주파수(IF)는IF f = 45000Hz이다. 즉, Dits와 Dahs가 45000Hz 신호의 펄스가 되었다는 것을 의미하는데, 이 신호는 들리지 않는다.

주파수가 들리게 하려면 주파수를 오디오 범위(예audio: f = 1000Hz)로 전환해야 한다. 이를 위해 원하는 BFO 주파수는 fBFO = 44000 또는 46000Hz이다.

주파수 f에서의IF 신호가 수신기의 검출기 단계에서 BFO 주파수와 혼합될 때, 이것은 fIF - fBFO , 그리고 fIF + f의BFO 두 개의 다른 주파수 또는 이질감을 생성한다. 차이 주파수 faudio = fIF - fBFO = 1000Hz는 비트 주파수라고도 한다.

다른 하나는 합계 주파수(Fif + Fbfo) = 89000 또는 91000 Hz가 필요하지 않다. 라디오 스피커와 같은 저역 통과 필터로 제거할 수 있는데, 이 같은 고주파에서는 진동할 수 없다.

fBFO = 44000 또는 46000Hz는 원하는 1000Hz 비트 주파수를 생성하며 둘 중 하나를 사용할 수 있다.

BFO 주파수를 44000(또는 46000) Hz 정도로 변화시킴으로써, 수신기는 출력 오디오 주파수를 변화시킬 수 있다. 이는 송신기와 수신기 사이의 작은 차이에 대해 수정하는데 유용하며, 특히 단일 사이드밴드(SSB) 음성으로 튜닝할 때 유용하다. BFO에 의해 생성된 파형은 수신기의 믹서 단계에서 IF 신호에 대해 박동한다. 국소 오실레이터 또는 비트 주파수 오실레이터의 드리프트는 수신된 오디오의 피치에 영향을 미치기 때문에 안정적인 오실레이터가 사용된다.[2]

단일 사이드밴드 수신의 경우, BFO 주파수는 어떤 사이드밴드를 사용하는지에 따라 수신기 중간 주파수 위 또는 아래로 조정된다.[1]

기타 용도

또 다른 형태의 비트 주파수 오실레이터는 조절 가능한 오디오 주파수 신호 발생기로 사용된다. 안정적 결정 제어 오실레이터로부터의 신호는 튜닝 가능한 오실레이터로부터의 신호와 혼합된다; 오디오 범위의 차이는 증폭되어 신호 발생기의 출력으로 송신된다. 원하는 오디오 주파수보다 높은 조정 가능 주파수와 결정 주파수를 사용함으로써 가변 오실레이터에서 작은 조정을 위해 넓은 튜닝 범위를 얻을 수 있다.[3] 비트 주파수 오실레이터는 왜곡이 적은 출력을 낼 수 있지만, 두 오실레이터는 일정한 출력 주파수를 유지하려면 매우 안정적이어야 한다. [4]

참조

  1. ^ a b 래리 볼프강, 찰스 허친슨 (edd), The ARRL Handbook for Radio Americansurs Sixth Edition, ARRL, ISBN978-0872591684-9, 12-29,12-30페이지
  2. ^ 폴 호로위츠, 윈필드 힐 "The Art of Electronics 2 Ed." 캠브리지 대학 출판부 1989 ISBN 0-521-37095-7, 898페이지
  3. ^ E. G. 라팜, 향상된 오디오 주파수 발생기 RP367, 표준 저널 연구 제7권, 미국 국립 표준국, 1932 페이지 691 ff
  4. ^ 프랭크 스피처, 배리 하우아스, 현대 계측 원리, 홀트, 리네하트, 윈스턴, 1972년 ISBN 0-03-080208-3, 페이지 98

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