All-Band Direct Conversion -vastaanotin: 6 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:01

Tässä ohjeessa kuvataan kokeellinen "suora muunnos" -kaistakaikuinen vastaanotin yksittäisen sivukaistan, morsekoodin ja teleletyyppisten radiosignaalien vastaanottamiseen jopa 80 MHz asti. Viritettyjä piirejä ei tarvita!

Tämä edistynyt projekti perustuu ensimmäiseen Instructable-osoitteeseen

Tämän vastaanottimen konsepti julkaistiin ensimmäisen kerran vuonna 2001: "Tuotetunnistin ja sen menetelmä", patentti US6230000 B1, 8. toukokuuta 2001, Daniel Richard Tayloe,

Vaihe 1: Teoria

Yllä oleva piiri näyttää kytkimen, vastuksen ja kondensaattorin, jotka on kytketty sarjaan.

AC (vaihtovirta) -näkökulma

Jos suljemme kytkimen ja annamme AC -signaalin tuloon, kondensaattorin poikki tulee AC -jännite, jonka amplitudi pienenee taajuuden kasvaessa jännitteenjakajan toiminnan vuoksi.

Meitä kiinnostaa erityisesti se taajuus, jolla kondensaattorin välinen vaihtojännite putoaa 70%: iin tulosta. Tämä taajuus, joka tunnetaan nimellä "rajataajuus", esiintyy, kun kondensaattorin reaktanssi Xc on yhtä suuri kuin vastus R. Katkaisutaajuuden yläpuolella olevia taajuuksia vaimennetaan nopeudella 6 dB/oktaavi.

Piirini katkaisutaajuus on asetettu 3000 Hz: iin, mikä tarkoittaa, että yleislähetystaajuuksilla ja sitä korkeammilla ei ole AC -lähtöä.

DC (tasavirta) -näkökulma

Jos suljemme kytkimen ja käytämme DC -jännitettä tuloon, kondensaattori alkaa latautua tähän arvoon. Jos avaamme kytkimen ennen kuin kondensaattori on täysin ladattu, jännite C: n välillä pysyy vakiona, kunnes kytkin suljetaan uudelleen.

Korkeataajuisen signaalin vastaanottaminen

Siirretään nyt suurtaajuussignaali kytkimen läpi, joka avautuu ja sulkeutuu siten, että sama osa saapuvasta signaalista esitetään edellä kuvatulle RC -verkolle. Vaikka tuleva signaali on selvästi yli 3000 Hz: n rajataajuuden, kondensaattorille esitetään aina sama yksinapainen DC-aaltomuoto ja se latautuu kyseisen aaltomuodon keskiarvoon.

Jos saapuva signaali eroaa hieman kytkentätaajuudesta, kondensaattori alkaa latautua ja purkautua kohdatessaan tulevan signaalin eri muotoisia segmenttejä. Jos erotaajuus on esimerkiksi 1000 Hz, kuulemme 1000 Hz: n äänen kondensaattorin poikki. Tämän äänen amplitudi laskee nopeasti, kun erotaajuus ylittää RC -verkon rajataajuuden (3000 Hz).

Yhteenveto

• Kytkentätaajuus määrittää vastaanottotaajuuden.
• RC -yhdistelmä määrittää korkeimman kuultavan äänitaajuuden.
• Vahvistusta tarvitaan, koska tulosignaalit ovat erittäin heikkoja (mikrovolttia)

Vaihe 2: Kaavio

Yllä olevassa piirissä on kaksi kytkettyä RC (vastus - kondensaattori) verkkoa. Syy kahteen verkkoon on se, että kaikilla aaltomuodoilla on positiivisen ja negatiivisen jännitteen aaltomuoto.

Ensimmäinen verkko käsittää R5, kytkimen 2B2 ja C8… toinen verkko käsittää R5, kytkimen 2B3 ja C9.

Differentiaalivahvistin IC5 summaa kahden verkon positiiviset ja negatiiviset lähdöt ja välittää audiosignaalin C15: n kautta J2: n "audiolähtö" -liitäntään.

Suunnitteluyhtälöt R5, C8 ja R5, C9:

XC8 = 2R5 jossa XC8 on kapasitiivinen reaktanssi 1/(2*pi*rajataajuus*C8)

Arvot 50 ohmia ja 0,47 uF tuottavat 3000 Hz: n rajataajuuden

2*-kertoimen syy on se, että tulosignaali esitetään kullekin verkolle vain puolet ajasta, mikä tosiasiallisesti kaksinkertaistaa aikavakion.

Suunnitteluyhtälöt R7, C13

XC13 = R7, jossa XC13 on kapasitiivinen reaktanssi 1/(2*pi*rajataajuus*C13). Tämän verkon tarkoitus on vaimentaa edelleen suurtaajuisia signaaleja ja kohinaa.

Äänenvahvistin:

Op-amp IC5: n äänenvahvistus asetetaan suhteella R7/R5, joka vastaa jännitteen vahvistusta 10000/50 = 200 (46dB). Tämän vahvistuksen saamiseksi R5 on kytketty RF (radiotaajuus) -vahvistimen IC1 pienimpedanssiseen lähtöön.

RF -vahvistin:

IC1: n jännitevahvistus asetetaan suhteella R4/R3, joka vastaa arvoa 1000/50 = 20 (26dB), jolloin kokonaisvahvistus lähestyy 72dB, joka soveltuu kuulokkeiden kuunteluun.

Logiikkapiirit:

IC4 toimii puskurivahvistimena synteesin 3 voltin huippu-huippusignaalin ja IC2: n 5 voltin logiikan välillä. Puskurivahvistimen vahvistus on 2, joka asetetaan vastuksen R6/R8 suhteella.

IC2B on kytketty jakamalla kahdella. Tämä varmistaa, että kondensaattorit C8 ja C9 on kytketty R5: een yhtä kauan.

Vaihe 3: Piirilevy

Piirilevyn näkymä ylhäältä ja alhaalta ennen ja jälkeen sen kokoamisen.

Täydellinen joukko Gerber -tiedostoja sisältyy liitteenä olevaan zip -tiedostoon. Voit tuottaa oman piirilevyn yksinkertaisesti lähettämällä tämän tiedoston piirilevyn valmistajalle … pyydä tarjous ensin, koska hinnat vaihtelevat.

Vaihe 4: Paikallinen oskillaattori

Tämä vastaanotin käyttää taajuussyntetisaattoria, joka on kuvattu osoitteessa

Liitetiedosto "direct-conversion-receiver.txt" sisältää tämän vastaanottimen *.ino-koodin.

Tämä koodi on melkein identtinen edellä mainitun taajuussyntetisaattorin koodin kanssa, paitsi että lähtötaajuus on kaksi kertaa näyttötaajuus, jotta voidaan jakaa jako kahdella -piiri vastaanotinkortilla.

2018-04-30

Alkuperäinen koodi.ino -muodossa liitteenä.

Vaihe 5: Kokoonpano

Pääkuva osoittaa, miten kaikki on kytketty toisiinsa.

SMD: t (pinta -asennettavat laitteet) valittiin, koska et halua pitkiä johtoja, kun vaihdat 80 MHz: n taajuudella. 0805 SMD-komponentit valittiin helpottamaan käsin juottamista.

Käsin juottamisen yhteydessä on tärkeää ostaa lämpötilasäädetty silitysrauta, koska liiallinen kuumuus aiheuttaa piirilevyjen nousun. Käytin 30W lämpötilasäädettyä juotinta. Salaisuus on käyttää runsaasti geeliä. Nosta juotoslämpötilaa, kunnes juote juuri sulaa. Levitä nyt juote yhteen tyynyyn ja juotosraudan ollessa edelleen tyynyllä liu'uta 0805 -komponentti juotosrautaa vasten pinseteillä. Kun komponentti on asetettu oikein, irrota juotin. Juotos nyt loput päät ja puhdista työsi isopropyylialkoholilla, jota saat paikalliselta apteekista.

Vaihe 6: Suorituskyky

Mitä voin sanoa… se toimii !!

Paras suorituskyky saadaan käyttämällä halutun kaistan matalan impedanssin resonanssiantennia.

Kuulokkeiden sijaan lisäsin 12 voltin äänivahvistimen ja kaiuttimen. Äänen esivahvistimessa oli oma sisäänrakennettu jännitesäädin, joka pienensi mahdollisuutta yhteismuotoiseen takaisinkytkentäsilmukkaan 12 voltin paristolähteen kautta.

Liitetyt äänileikkeet saatiin käyttämällä sisäviritettyä langasilmukkaa, jonka halkaisija oli noin 2 metriä. Silmukan keskikohta johdettiin kahden reiän ferriittisydämen yhden reiän läpi, jossa 10-kierros toisiokytkentä oli kytketty maan ja vastaanottimen tulon väliin.

Napsauta tätä nähdäksesi muut ohjeeni.