Een oscillator die een variabele uitgangsfrequentie kan produceren, is essentieel in de elektronica. De beat frequency oscillator is hiervoor een van de meest geschikte. We gaan in op de werking, toepassingen en andere cruciale inzichten.

Wat is de Beat Frequency Oscillator?

Een sinusgolf

Ook aangeduid als BFO. Essentieel is het een apparaat dat variabele audiofrequentie-bereik sinusoïdale signalen produceert. Dit gebeurt door de combinatie van twee variabele radiofrequente elektrische oscillaties.

Daarnaast is het apparaat sinds de uitvinding in 1901 door Reginald Fessenden in gebruik.

Werking van de Beat Frequency Oscillator

Het onderstaande blokdiagram illustreert het werkingsprincipe.

Beat Frequency Oscillator werkschema

Het schema omvat een variabele frequentie-oscillator en een vaste. Daarnaast zijn er 2 RF-filters (RF-componenten) en een mixer. Hun rol is om de twee invoerfrequenties van de vaste en variabele oscillators te combineren. Er is ook een versterker voor signaalversterking.

Werkmechanisme

Radiofrequenties illustratie

Eerst levert de vaste-frequentie RF-oscillator een radiosignaal met een vaste frequentie. Dit signaal gaat door het RF-filter voor aanpassing aan het juiste bereik.

Gelijktijdig levert de variabele-frequentie-oscillator een signaal. De vaste frequentiewaarde verschilt van de variabele.

Nu hebben we twee oscillatorfrequenties, zeg Fx en Fy. Ze gaan naar de mixer die een som- en verschilfrequentie van de oscillatiefrequentie levert.

Let op: De mixer levert consistent een andere frequentie in het audiofrequentiebereik.

Vervolgens gaat het signaal naar het invoer-RF-filter. Dit filter onderdrukt alle andere RF-component(en), zodat alleen de verschil-oscillatorfrequentie overblijft.

Ten slotte versterkt de NF-versterker het signaal en is het klaar voor gebruik.

De belangrijkste factoren die de Beat Frequency Oscillator beïnvloeden

Een luidspreker die een geluidsgolf illustreert.

De primaire factor in de werking van het apparaat is frequentiestabiliteit. Een lichte verandering in de relatieve frequentie induceert een significante verschuiving in verschillende frequenties. Het is imperatief om de mogelijke frequentiedrift van de verschilfrequentie in de tijd te reduceren.

In de eerste plaats moet u ervoor zorgen dat de individuele oscillators een hoge inherente stabiliteit hebben. Dit helpt om veranderingen in temperatuur en voedingsspanning te weerstaan.

Ook is het essentieel dat de RF-oscillators van elkaar gescheiden zijn. Dit is om te waarschuwen tegen enige vorm van koppeling die kan leiden tot synchronisatie van de signalen. Dit is vooral veelvoorkomend wanneer het verschil in frequenties miniem is.

Toepassingen van de Beat Frequency Oscillator

De BFO is een van de meest nauwkeurige apparaten voor metaaldetectie. Hier is een illustratie van het gebruik in een metaaldetectie-eenheid.

Metaaldetectieschakeling

Een bewaker die een metaaldetector gebruikt

De primaire componenten zijn een 4093 quad Schmitt NAND IC en een zoekspoel. Andere belangrijke onderdelen zijn een schakelaar en batterij voor voeding.

De schakeling creërt variabele signalen via de weerstand tegen snelle spanningsveranderingen. Deze reactantie is belangrijk voor het creëren van een vertraging in de IC. Het resultaat zijn snelle oscillaties van 2 MHz. Een middengolfradio ontvangt de golven.

Spelpecificaties

De spoel bestaat uit geëmailleerde draad gemodelleerd met de volgende specificaties:

Vervolgens moet u deze spoel verbinden met een 0 V Faraday-schild. Isolatieband is handig om het Faraday-schild te bevestigen.

Hoe de schakeling in te stellen

Stel de schakeling in zoals getoond in het onderstaande schakelingsschema. 

Schakelingsschema

Daarnaast vereist de metaaldetector het oppikken van een signaal op een 2 MHz harmonische. Goed ingesteld detecteert het gemakkelijk een object zoals een metalen munt van 80–90 mm.

Bovendien kan het gemakkelijk differentiëren tussen ferromagneet en non-ferromagneet items.

Conclusie

Bovenstaand hebben we het eenvoudige principe van een beat frequency oscillator behandeld. Verder hebben we de primaire toepassing in de metaaldetectieschakeling uitgelegd. Als u de detector wilt verduidelijken, neem contact met ons op en wij helpen u direct.