AM -modulaator - optiline lähenemine: 6 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:50

Kuud tagasi ostsin Banggoodilt selle DIY AM raadiovastuvõtja komplekti. Olen selle kokku pannud. (Kuidas seda teha, kavatsesin kirjeldada eraldi Instructable'is) Isegi ilma igasuguse häälestamiseta oli võimalik mõningaid raadiojaamu tabada, kuid püüdsin resonantsahelaid reguleerides saavutada selle parima jõudluse. Raadio mängis paremini ja võttis vastu rohkem jaamu, kuid muutuva kondensaatorrattaga näidatud vastuvõtjaamade sagedused ei vastanud nende tegelikule väärtusele. Olen avastanud, et isegi vastuvõtja töötab, seda ei kärbita õigete seadistustega. Võimalik, et sellel on erinev vahesagedus tavalise 455 KHz asemel. Otsustasin teha lihtsa AM sagedusgeneraatori, et kõiki resonantsahelaid õigesti kärpida. Internetist leiate palju selliste generaatorite ahelaid. Enamik neist sisaldab mõningaid sisemisi ostsillaatoreid, millel on sisseehitatud erineva arvu lülitatavaid mähiseid või kondensaatoreid, raadiosageduslikke (raadiosageduslikke) segureid ja muid erinevaid raadioskeeme. Otsustasin minna lihtsamat teed - kasutada lihtsat AM -modulaatorit ja kasutada sisendina kahe välise signaaligeneraatori genereeritud signaale, mis mul olemas olid. Esimene neist põhineb kiibil MAX038. Olen sellest õpetliku kirjutanud. Tahtsin seda kasutada RF -sagedusallikana. Teine selles projektis kasutatav generaator on ka XR2206 kiibil põhinev DIY komplekt. Seda on väga lihtne joota ja see töötab hästi. Teine tore alternatiiv võiks olla see. Ma kasutasin seda madala sagedusega generaatorina. See andis AM -i moduleeriva signaali.

Samm: tööpõhimõte

Jällegi…- Internetist leiate palju AM-modulaatorite ahelaid, kuid ma tahtsin kasutada mõnda uut lähenemisviisi- minu idee oli kuidagi moduleerida üheastmelise raadiosagedusvõimendi võimendust. Põhiahelana olen võtnud üheastmelise ühise emitteriga võimendi, millel on emitteri degeneratsioon. Võimendi skeemid on esitatud pildil. Selle kasu saab esitada järgmisel kujul:

A = -R1/R0

- märk “-” pannakse signaali polaarsuse ümberpööramiseks, kuid meie puhul pole see oluline. Võimendi võimenduse muutmiseks ja seega amplituudmodulatsiooni käivitamiseks otsustasin moduleerida takisti väärtust emitteri ahelas R0. Selle väärtuse vähendamine suurendab kasu ja vastupidi. Selle väärtuse muutmiseks otsustasin kasutada LDR -i (valgust sõltuvat takisti) koos valge LED -iga.

2. etapp: isetehtud Iptocoupler

Mõlema seadme ühendamiseks ühe osana

Valgustundliku takisti eraldamiseks ümbritsevast valgust kasutasin termokahanevat toru musta värvi. Lisaks leidsin, et isegi ühest plasttoru kihist ei piisa täielikult valguse peatamiseks, ja sisestasin liitmiku teise. Mitme meetri abil mõõtsin LDR-i pimedat takistust. Pärast seda võtsin 1KOhm takisti abil järjestikku potentsiomeetri 47KOhm, ühendasin selle LED -iga järjestikku ja rakendasin sellele vooluahelale 5V toite. Potentsiomeetrit keerates kontrollisin LDR -i takistust. See muutus 4,1KOhm -lt 300Ohm -le.

3. samm: raadiosagedusvõimendi seadme väärtuste ja lõppahela arvutamine

Tahtsin AM modulaatori täielikku kasu ~ 1,5. Olen valinud kollektortakisti (R1) 5,1KOhm. Siis peaks mul olema R0 jaoks ~ 3KOhm. Pöörasin potentsiomeetrit, kuni mõõtsin seda LDR -i väärtust, lõikasin vooluahela lahti ja mõõtsin järjestikku ühendatud potentsiomeetri ja takisti väärtust - see oli umbes 35 KOhm. Otsustasin kasutada 33KOhm standardse takisti väärtusega seadet. Selle väärtuse korral muutus LDR takistus 2,88KOhm. Nüüd tuli määratleda teiste kahe takisti R2 ja R3 väärtused. Neid kasutatakse võimendi nõuetekohaseks nihutamiseks. Nihutuse õigeks seadmiseks peab esmalt olema teada transistori Q1 beeta (voolu võimendus). Olen mõõtnud 118. Kasutasin üldotstarbelist väikese võimsusega räni NPN BJT seadet.

Järgmise sammuna valisin kollektorivoolu. Olen valinud, et see oleks 0,5 mA. See määratleb võimendi alalisvoolu väljundpinge toitepinge keskmise väärtuse lähedale, võimaldades sellel maksimaalset väljundkiiret. Kollektori sõlme pingepotentsiaal arvutatakse järgmise valemi abil:

Vc = Vdd- (Ic*R1) = 5V- (0,5mA*5,1K) = 2,45V.

Kui beeta = 118, on baasvool Ib = Ic/Beta = 0,5 mA/118 = 4,24 uA (kus Ic on kollektorivool)

Emitteri vool on mõlema voolu summa: Ie = 0,504mA

Emitteri sõlme potentsiaal arvutatakse järgmiselt: Ve = Ie*R0 = 0,504mA*2,88KOhm = 1,45V

Vce jaoks jääb ~ 1V.

Baasi potentsiaal arvutatakse järgmiselt: Vb = Vr0+Vbe = 1,45V+0,7V = 2,15V (siia panen Vbe = 0,7V - Si BJT standard. Ge jaoks on see 0,6)

Võimendi õigeks nihutamiseks peab takisti jagajat läbiv vool olema baasvoolust kordades suurem. Valin 10 korda. ….

Sel viisil Ir2 = 9* Ib = 9* 4,24uA = 38,2uA

R2 = Vb/Ir2 ~ 56 KOhm

R3 = (Vdd-Vb)/Ir3 ~ 68 KOhm.

Mul ei olnud neid väärtusi müresistoride rahakotis ja ma olen võtnud R3 = 33Kohm, R2 = 27KOhm - nende suhe on sama, mis arvutatud.

Lõpuks lisasin 1KOhm takisti koormatud allika jälgija. Seda kasutatakse AM -modulaatori väljundtakistuse vähendamiseks ja võimendi transistori koormusest eraldamiseks.

Kogu vooluahel koos lisatud emitteri jälgijaga on esitatud ülaltoodud pildil.

4. samm: jootmise aeg

PCB -na kasutasin tükk parfüümi.

Alguses olen jootnud 7805 pingeregulaatoril põhineva toiteahela.

Sisendisse panin 47uF kondensaatori - iga suurem väärtus võiks töötada, väljundisse panin kondensaatoripanga (sama kondensaator nagu sisendil+100nF keraamiline). Pärast seda joodin ise valmistatud optroni ja LED-i eelpingestustakisti. Olen plaadi tarninud ja LDR -i takistust uuesti mõõtnud.

Pildilt on näha - see on 2,88KOhm.

Samm: jootmine jätkub

Pärast seda olen jootnud kõik muud AM -modulaatori osad. Siin näete mõõdetud alalisvoolu väärtusi kollektorisõlmes.

Arvutatud väärtuse võrdlemise väike erinevus on põhjustatud transistori täpselt määratlemata Vbe -st (mõõdetud 700 asemel mõõdetud 670 mV), beeta -mõõtmise veast (mõõdetud kollektorivooluga 100uA, kuid kasutatakse 0,5 mA juures - BJT beeta sõltub mingil moel seadet läbival voolul; takisti väärtused levitavad vigu … jne.

RF -sisendi jaoks panin BNC -pistiku. Väljundis jootsin tüki õhukest koaksiaalkaablit. Kõik kaablid kinnitasin kuuma liimiga trükkplaadile.

6. etapp: testimine ja järeldused

Olen ühendanud mõlemad signaaligeneraatorid (vt minu seadistuse pilti). Signaali jälgimiseks olen kasutanud isetehtud ostsilloskoopi, mis põhineb Jyetechi komplektil DSO068. See on tore mänguasi - sisaldab ka signaaligeneraatorit sees. (Selline koondamine - mul on laual 3 signaaligeneraatorit!) Ma võiksin kasutada ka seda, mida ma selles juhendis kirjeldasin, kuid mul polnud seda praegu kodus.

MAX038 generaator, mida ma kasutasin raadiosageduse jaoks (moduleeritud) - võin vahetada kuni 20 MHz. XR2206 kasutasin fikseeritud madala sagedusega siinusväljundiga. Olen muutnud ainult amplituudi, mis muutis modulatsiooni sügavust.

Ostsilloskoobi ekraani jäädvustamine näitab modulaatori väljundis täheldatud AM -signaali pilti.

Kokkuvõtteks - seda modulaatorit saab kasutada erinevate AM -etappide häälestamiseks. See ei ole täielikult lineaarne, kuid resonantsahelate reguleerimiseks pole see nii oluline. AM -modulaatorit saab kasutada ka FM -ahelate jaoks mõnel muul viisil. Kasutatakse ainult MAX038 generaatori RF -sagedust. Madala sagedusega sisend jäetakse vedelema. Selles režiimis töötab modulaator lineaarse RF -võimendina.

Trikk on rakendada madala sagedusega signaali MAX038 generaatori sisend FM -i. (MAX038 kiibi sisend FADC). Sel viisil genereerib generaator FM -signaali ja seda võimendab ainult AM -modulaator. Muidugi, kui selles konfiguratsioonis pole võimendust vaja, võib AM -modulaatori välja jätta.

Tänan teid tähelepanu eest.