비트 주파수 발진기: 원리, 설계 및 응용

가변 출력 주파수 신호를 생성할 수 있는 발진기는 전자 공학에서 필수적입니다. 비트 주파수 발진기는 그러한 목적에 가장 적합한 것 중 하나입니다.

동작 주파수, 응용 분야 및 기타 중요한 통찰력을 설명하겠습니다. 살펴보세요.

비트 주파수 발진기란 무엇인가?

사인파

BFO(Beat Frequency Oscillator)라고도 합니다. 본질적으로 두 개의 다양한 무선 주파수 전기적 진동을 결합하여 가변 오디오 주파수 범위의 정현파 신호를 생성하는 장치입니다.

또한 이 장치는 1901년 레지날드 페센든(Reginald Fessenden)에 의해 발명된 이래 사용되어 왔습니다.

비트 주파수 발진기의 작동

아래 블록 다이어그램은 장치의 작동 원리를 보여줍니다.

비트 주파수 발진기 작동 회로도

회로는 가변 주파수 발진기와 고정 발진기로 구성됩니다. 또한 2개의 RF 필터(RF 구성 요소)와 믹서가 있습니다. 이들의 역할은 고정 및 가변 발진기에 의해 적용된 두 입력 주파수를 결합하는 것입니다.

또한 신호 증폭을 용이하게 하는 증폭기가 있습니다.

작동 메커니즘

무선 주파수 예시

먼저 고정 주파수 RF 발진기가 무선 주파수 신호를 전달합니다. 이 신호는 고정된 주파수를 가집니다. 다음, 신호는 적절한 범위로 수정을 위해 RF 필터에 들어갑니다.

동시에 가변 주파수 발진기가 신호를 전달합니다. 고정 주파수 값은 가변 주파수와 다릅니다.

이제 두 발진기 주파수, 즉 Fx와 Fy가 있습니다. 다음, 이들은 믹서에 들어가 발진 주파수의 합과 차이 주파수를 전달합니다.

참고: 믹서는 오디오 주파수 범위에서 지속적으로 다른 주파수를 전달합니다.

다음, 신호는 입력 RF 필터로 이동합니다. 본질적으로 이 필터는 다른 모든 RF 구성 요소를 억제하여 차이 발진기 주파수만 남깁니다.

마지막으로 AF 증폭기가 신호를 증폭하여 사용 준비가 됩니다.

비트 주파수 발진기에 영향을 미치는 주요 요인

소리 파동을 보여주는 스피커.

장치 작동의 주요 요인은 주파수 안정성입니다. 상대 주파수의 미세한 변화가 차이 주파수에 큰 변화를 유도합니다. 따라서 시간 경과에 따른 차이 주파수의 가능한 드리프트를 줄이는 것이 필수적입니다.

주로 개별 발진기가 높은 고유 안정성을 갖도록 보장하십시오. 온도 변화와 공급 전압 변화를 견디는 데 유용합니다.

또한 RF 발진기가 서로 분리되어 있는 것이 필수적입니다. 본질적으로 이는 신호 동기화로 이어질 수 있는 모든 형태의 결합을 방지하기 위함입니다. 주파수 차이가 미세한 경우 특히 흔합니다.

비트 주파수 발진기의 응용

BFO는 금속 탐지에서 가장 정확한 장치 중 하나입니다. 금속 탐지 장치에서의 사용 예시입니다.

금속 탐지기 회로

금속 탐지기를 사용하는 경비원

주요 구성 요소에는 4093 쿼드 슈미트 NAND IC와 탐지 코일이 포함됩니다. 또한 다른 핵심 부품은 전원 공급용 스위치와 배터리입니다.

회로는 전압의 급격한 변화에 대한 저항을 통해 다양한 신호를 생성합니다. 이 리액턴스는 IC에서 지연을 생성하는 데 중요합니다. 결과는 2MHz의 빠른 진동입니다. 중파 라디오가 파동을 수집합니다.

코일 권선 사양

코일은 다음 사양을 사용하여 모델링된 에나멜 와이어로 구성됩니다.

다음, 이 코일을 0V 패러데이 실드에 연결해야 합니다. 또한 절연 테이프는 패러데이 실드를 고정하는 데 유용합니다.

회로 설정 방법

아래 회로도와 같이 회로를 설정하세요.

회로도

또한 금속 탐지기가 작동하려면 2MHz 고조파에서 신호를 포착해야 합니다. 잘 설정되면 80~90mm 크기의 금속 동전과 같은 물체를 쉽게 감지할 수 있습니다.

또한 강자성 및 비강자성 물체를 쉽게 구별할 수 있습니다.

결론

위에서 비트 주파수 발진기의 단순한 원리를 다루었습니다. 또한 금속 탐지기 회로에서의 주요 응용을 설명했습니다. 탐지기에 대해 더 자세히 알고 싶으시면 연락 주시면 즉시 도와드리겠습니다.