AM -modulaattori - optinen lähestymistapa: 6 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:03

Kuukausia sitten ostin tämän DIY AM -radiovastaanotinsarjan Banggoodilta. Olen koonnut sen. (Kuinka tehdä tämä, aioin kuvata erillisessä Instructable -ohjelmassa) Jopa ilman viritystä oli mahdollista saada joitakin radioasemia, mutta yritin saavuttaa parhaan suorituskyvyn säätämällä resonanssipiirejä. Radio soi paremmin ja vastaanotti enemmän asemia, mutta muuttuvan kondensaattoripyörän näyttämien vastaanottoasemien taajuudet eivät vastanneet niiden todellista arvoa. Olen huomannut, että jopa vastaanotin toimii, sitä ei leikata oikeilla asetuksilla. Mahdollisesti sillä on eri välitaajuus tavallisen 455 KHz: n sijaan. Päätin tehdä yksinkertaisen AM -taajuusgeneraattorin leikkaamaan kaikki resonanssipiirit oikealla tavalla. Internetistä löytyy paljon tällaisten generaattoreiden piirejä. Useimmat niistä sisältävät joitain sisäisiä oskillaattoreita, joihin on upotettu eri määrä kytkettäviä käämejä tai kondensaattoreita, RF (radiotaajuisia) sekoittimia ja muita erilaisia radiopiirejä. Päätin mennä yksinkertaisemmalla tavalla - käyttää yksinkertaista AM -modulaattoria ja käyttää tulona kahden ulkoisen signaaligeneraattorin tuottamia signaaleja, jotka minulla oli käytettävissä. Ensimmäinen perustuu MAX038 -siruun. Olen kirjoittanut tästä opettavaisen asian. Halusin käyttää tätä radiotaajuisena lähteenä. Toinen tässä projektissa käytetty generaattori on myös XR2206 -siruun perustuva DIY -sarja. Se on erittäin helppo juottaa ja toimii hyvin. Toinen mukava vaihtoehto voisi olla tämä. Käytin sitä matalataajuisena generaattorina. Se tarjosi AM -moduloivaa signaalia.

Vaihe 1: Työn periaate

Jälleen…- Internetistä löytyy paljon AM-modulaattoripiirejä, mutta halusin käyttää uutta lähestymistapaa- ajatukseni oli moduloida jotenkin yksivaiheisen RF-vahvistimen hyötyä. Peruspiirinä olen ottanut yksivaiheisen yhteisen emitterin vahvistimen, jossa on emitterin rappeutuminen. Vahvistimen kaaviot on esitetty kuvassa. Sen voitto voidaan esittää muodossa:

A = -R1/R0

- merkki "-" on tarkoitettu osoittamaan signaalin napaisuuden kääntäminen, mutta meidän tapauksessamme sillä ei ole väliä. Jos haluat muuttaa vahvistimen vahvistusta ja siten kutsua amplitudimodulaatiota, päätin moduloida vastuksen arvoa emitteriketjussa R0. Sen arvon alentaminen lisää voittoa ja päinvastoin. Jotta voisin moduloida sen arvoa, päätin käyttää LDR: ää (valosta riippuvaa vastusta) yhdistettynä valkoiseen LED -valoon.

Vaihe 2: Itse tehty Iptocoupler

Jos haluat yhdistää molemmat laitteet samaan osaan, Käytin lämpökutistuvaa putken mustaa väriä eristämään valoherkkä vastus ympäristön valosta. Lisäksi olen havainnut, että edes yksi kerros muoviputkea ei riitä kokonaan pysäyttämään valoa, ja asetin liitoksen toiseen. Mittasin monimetrillä LDR: n pimeydenkestävyyden. Sen jälkeen otin 47KOhm: n potentiometrin sarjaan 1KOhm: n vastuksen kanssa, liitin sen sarjaan LED -valon kanssa ja käytin 5V: n syöttöä tähän piiriin. Potentiometriä kääntämällä hallitsin LDR: n vastusta. Se muuttui 4,1 ohmista 300 ohmiin.

Vaihe 3: RF -vahvistimen laitearvojen ja viimeisen piirin laskeminen

Halusin saada AM -modulaattorin kokonaishinnan ~ 1.5. Olen valinnut keräysvastuksen (R1) 5,1 KOhm. Sitten minun pitäisi saada ~ 3KOhm R0: lle. Käänsin potentiometriä, kunnes mittasin tämän LDR -arvon, hajotin piirin ja mitoin sarjaan kytketyn potentiometrin ja vastuksen arvon - se oli noin 35 KOhm. Päätin käyttää 33Kohmin vakioresistanssilaitetta. Tällä arvolla LDR -vastus tuli 2,88KOhm. Nyt oli määritettävä kahden muun vastuksen R2 ja R3 arvot. Niitä käytetään vahvistimen asianmukaiseen esijännitykseen. Jotta biasointi voidaan asettaa oikein, transistorin Q1 beeta (virran vahvistus) on ensin tiedettävä. Olen mitannut olevan 118. Käytin yleiskäyttöistä pienitehoista piitä sisältävää NPN BJT -laitetta.

Seuraavaksi valitsin keräysvirran. Valitsin sen 0,5 mA: ksi. Tämä määrittelee vahvistimen tasavirtalähtöjännitteen lähellä syöttöjännitteen keskiarvoa, jolloin se antaa suurimman lähtöheilutuksen. Jännitepotentiaali keräinsolmussa lasketaan kaavalla:

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

Kun beta = 118, perusvirta on Ib = Ic/Beta = 0,5 mA/118 = 4,24 uA (missä Ic on keräysvirta)

Emitterivirta on kummankin virran summa: Ie = 0,504mA

Emitterisolmun potentiaali lasketaan seuraavasti: Ve = Ie*R0 = 0,504mA*2,88KOhm = 1,45V

Vce pysyy ~ 1V.

Pohjan potentiaali lasketaan muodossa Vb = Vr0+Vbe = 1.45V+0.7V = 2.15V (tässä laitoin Vbe = 0.7V - standardi Si BJT: lle. Ge: lle 0.6)

Vahvistimen esijännittämiseksi vastuksen jakajan läpi kulkevan virran on oltava kertaa suurempi kuin perusvirta. Valitsen 10 kertaa. ….

Tällä tavalla Ir2 = 9* Ib = 9* 4,24uA = 38,2uA

R2 = Vb/Ir2 ~ 56 KOhm

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

Minulla ei ollut näitä arvoja myresistorin lompakossa, ja olen ottanut R3 = 33Kohm, R2 = 27KOhm - niiden suhde on sama kuin lasketut.

Lopuksi lisäsin lähdeseuraajan, joka oli ladattu 1Kohmin vastuksella. Sitä käytetään AM -modulaattorin lähtövastuksen pienentämiseen ja vahvistintransistorin eristämiseen kuormituksesta.

Koko piiri, johon on lisätty emitterin seuraaja, on esitetty yllä olevassa kuvassa.

Vaihe 4: Juottoaika

PCB: nä käytin palaa pahvilevyä.

Aluksi olen juottanut virtalähdepiirin 7805 -jännitesäätimen perusteella.

Tuloon laitoin 47uF kondensaattorin - jokainen suurempi arvo voisi toimia, ulostulossa laitoin kondensaattoripankin (sama kondensaattori kuin tulossa+100nF keraaminen). Sen jälkeen juotin itse valmistetun optoerottimen ja LEDin esijännitysvastuksen. Olen toimittanut levyn ja olen mitannut uudelleen LDR: n resistanssin.

Se näkyy kuvassa - se on 2,88KOhm.

Vaihe 5: Juotos jatkuu

Sen jälkeen olen juottanut kaikki muut AM -modulaattorin osat. Täältä näet mitatut DC -arvot keräinsolmussa.

Pieni ero lasketun arvon vertailussa johtuu transistorin tarkasti määrittelemättömästä Vbe: stä (mitattu 700 sen sijaan mitattuna 670 mV), virheestä beetamittauksessa (mitattu keräysvirralla 100uA, mutta käytetty 0,5 mA: lla - BJT Beta riippuu jollakin tavalla laitteen läpi kulkevassa virrassa; vastusarvot levittävät virheitä … jne.

RF -tuloa varten laitoin BNC -liittimen. Lähdössä juotin palan ohutta koaksiaalikaapelia. Kaikki kaapelit kiinnitin piirilevyyn kuumaliimalla.

Vaihe 6: Testaus ja päätelmät

Olen liittänyt molemmat signaaligeneraattorit (katso kuva asetuksistani). Signaalin havaitsemiseksi olen käyttänyt itse tehtyä oskilloskooppia, joka perustuu Jyetech-sarjaan DSO068. Se on mukava lelu - sisältää myös signaaligeneraattorin sisällä. (Tällainen irtisanominen - minulla on 3 signaaligeneraattoria työpöydälläni!) Voisin käyttää myös tätä, jonka kuvasin tässä ohjeessa, mutta minulla ei ollut sitä kotona tällä hetkellä.

MAX038 -generaattori, jota käytin RF -taajuudelle (moduloitu) - voisin vaihtaa jopa 20 MHz: iin. XR2206 käytin kiinteää matalataajuista sinilähtöä. Olen muuttanut vain amplitudia, mikä lopulta muutti modulaation syvyyttä.

Oskilloskoopin näytön kaappaus näyttää kuvan modulaattorin ulostulossa havaitusta AM -signaalista.

Yhteenvetona - tätä modulaattoria voidaan käyttää eri AM -vaiheiden virittämiseen. Se ei ole täysin lineaarinen, mutta resonanssipiirien säätämiseksi tämä ei ole niin tärkeää. AM -modulaattoria voidaan käyttää myös FM -piireille jollakin eri tavalla. Vain MAX038 -generaattorin RF -taajuus on käytössä. Matalataajuinen tulo jätetään kellumaan. Tässä tilassa modulaattori toimii lineaarisena RF -vahvistimena.

Temppu on käyttää matalataajuista signaalia MAX038 -generaattorin tuloon FM. (MAX038 -sirun FADC -tulo). Tällä tavalla generaattori tuottaa FM -signaalin ja sitä vahvistaa vain AM -modulaattori. Tietysti tässä kokoonpanossa, jos vahvistusta ei tarvita, AM -modulaattori voidaan jättää pois.

Kiitos huomiostasi.