En los circuitos receptores heterodinos, ¿por qué el LO no se elige para que coincida con la frecuencia objetivo?

Estoy tratando de diseñar un dispositivo que detecte movimiento usando un sonar. Lo estoy basando en un receptor superheterodino común como este:

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Ahora, por lo que he leído, en los receptores de audio de radio, el oscilador local se elige para que sea un desplazamiento específico de la frecuencia objetivo, de modo que la diferencia sea igual a un valor conocido, como 452 kHz.

¿Por qué no coinciden simplemente con la frecuencia objetivo?

Estoy planeando simplemente enviar mi señal de salida al mezclador como LO en mi sonda. ¿Hay alguna razón para que yo no haga eso?

Este es el artículo sobre superheterodino en el que se basa mi pregunta: https://fas.org/man/dod-101/navy/docs/es310/superhet.htm

Respuestas (1)

Hoy en día , hay receptores fabricados en circuitos integrados que utilizan un mezclador con un LO igual a la frecuencia de entrada. En lugar de 'heterodinos', se les llama 'homodinos', por razones obvias.

El gran problema con estos es la fuga de LO en el mezclador.

En un receptor de entrada de mezclador, puede esperar que un mezclador tenga un aislamiento de 20dB a 40dB desde la entrada LO hasta la salida IF. Si trabaja muy duro, con calibración activa y seguimiento de ajustes, se pueden lograr 60dB, pero no llegamos a esos extremos en los sistemas operativos, y rara vez en equipos de prueba de laboratorio. Así son las cosas, algo de LO se escapará del puerto IF. Con una unidad LO típica de +10dBm, habrá una fuga de -10 a -30dBm desde el puerto IF.

La señal más pequeña que podemos recibir depende del ruido inevitable y del ancho de banda de la señal, pero como cifra aproximada, -100dBm es la señal típica más pequeña para la recepción GSM. Con la pérdida típica del mezclador, eso resultará en -107dBm en la FI.

Ahí tienes el problema con los receptores homodinos. IF señal típica -107dBm, IF LO fuga -27dBm. Esa es una relación de ruido a señal de 80dB. La señal está totalmente inundada. Incluso 20 a 30dB mejor en el mezclador no ayudará. Si no está acostumbrado a pensar en dB, 80 dB es MUCHO. Tiene 10.000 de voltaje, o 100.000.000 veces de potencia. Mucho.

Por lo tanto, debemos ir a heterodino, alejar la fuga de LO de la frecuencia de la señal, pasar la señal a través de un filtro empinado que rechace la fuga de LO y amplificar la señal por sí misma.

Entonces, si el homodino no funciona, ¿qué hace la gente con él hoy? OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplex, es una técnica de modulación que tiene una serie de ventajas significativas que no abordaré en esta respuesta. Lo que hace es convertir efectivamente su canal ancho en cientos o miles de canales angostos. Mientras que aproximadamente el 80% de estos canales se utilizan para informar, otros se utilizan para mejorar el uso del sistema. Algunos son tonos piloto. Algunos en el borde de la banda están en blanco, para evitar poner energía en otros sistemas. Si se encuentra que algunos están interferidos, pueden ser abandonados. Algunos podrían usarse para mejorar la potencia pico/promedio del canal general. Y lo que es más importante, los pocos del medio, los que se corromperían por la fuga LO del mezclador homodino, simplemente no se utilizan.

Excelente respuesta! Una desventaja secundaria del homodino (en clásico, por ejemplo, radio AM) es la necesidad de precisión absoluta en el LO; generalmente a través de un PLL o algo así. La pérdida de bloqueo da como resultado un aullido de muy alta amplitud, normalmente tanto de la radio como de la audiencia.
En los circuitos receptores heterodinos, ¿por qué el LO no se elige para que coincida con la frecuencia objetivo?
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