局部発振器

電子工学において、局部発振器(LO) は、 信号の周波数を変更するために ミキサーとともに使用される電子発振器です。この周波数変換プロセスはヘテロダインとも呼ばれ、局部発振器の周波数と入力信号の周波数から和周波数と差周波数を生成します。信号を固定周波数で処理すると、無線受信機のパフォーマンスが向上します。多くの受信機では、局部発振器とミキサーの機能が「コンバータ」と呼ばれる 1 つのステージに結合されています。これにより、両方の機能を 1 つのアクティブ デバイスに組み合わせることで、スペース、コスト、および消費電力が削減されます。

局部発振器は、最も一般的なタイプの無線受信回路であるスーパーヘテロダイン受信機で使用されます。また、モデム、ケーブルテレビのセットトップボックス、電話幹線で使用される周波数分割多重化システム、マイクロ波中継システム、遠隔測定システム、原子時計、電波望遠鏡、軍事用電子妨害装置（妨害電波防止）システムなど、他の多くの通信回路でも使用されます。衛星テレビ受信では、衛星から受信アンテナまで使用されるマイクロ波周波数は、アンテナに取り付けられた局部発振器とミキサーによって低い周波数に変換されます。これにより、元の受信周波数では許容できない信号損失が発生するケーブルの長さにわたって受信信号を送信できます。このアプリケーションでは、局部発振器の周波数は固定で、ダウンコンバートされた信号周波数は可変です。

受信機設計に局部発振器を適用する場合、スプリアス信号が放射されないように注意する必要があります。このような信号は、他の受信機の動作に干渉を引き起こす可能性があります。信号処理システムのパフォーマンスは、局部発振器の特性に依存します。局部発振器は、高調波の少ない安定した周波数を生成する必要があります。^[1]安定性には、温度、電圧、機械的ドリフトが要因として考慮される必要があります。発振器は、ミキサーや周波数逓倍器などの後続の回路を効果的に駆動するのに十分な出力電力を生成する必要があります。信号のタイミングが重要な場合は、位相ノイズが低くなければなりません。 ^{[2] [3]}チャネル化された受信機システムでは、周波数シンセサイザーのチューニングの精度は、目的の信号のチャネル間隔と互換性がなければなりません。

水晶発振器は、比較的低コストで優れた安定性と性能を提供する一般的な局部発振器の一種ですが、周波数が固定されているため、周波数を変更するには水晶を変更する必要があります。異なる周波数に調整するには可変周波数発振器が必要であり、安定性と調整可能性の間で妥協が必要になります。高速デジタルマイクロエレクトロニクスの出現により、最新のシステムでは周波数シンセサイザーを使用して安定した調整可能な局部発振器を実現できますが、結果的に適切なノイズ特性を維持するように注意する必要があります。

局部発振器の放射を検出すると、自動車のレーダー探知機の検出や、一部の国で無認可のテレビ放送受信機の検出など、受信機の存在が明らかになる場合があります。第二次世界大戦中、枢軸国の兵士が局部発振器の放射を検出できる機器を持っていたため、連合国の兵士はスーパーヘテロダイン受信機を持つことが許されませんでした。このため、兵士たちは、局部発振器を持たない単純な即席の無線受信機である、現在では塹壕無線として知られているものを作成しました。

• ダイレクトコンバージョン受信機
• ホモダイン検出
• ヘテロダイン検出
• 光ヘテロダイン検出
• NE612、発振器、ギルバートセル乗算器ミキサー。