Vse-pasovni sprejemnik za neposredno pretvorbo: 6 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:04

Ta Instructable opisuje eksperimentalni vsepasovni sprejemnik "Direct Conversion" za sprejem enojnih stranskih pasov, Morzejeve kode in teletipnih radijskih signalov do 80 MHz. Uglašena vezja niso potrebna!

Ta napredni projekt temelji na mojem prvem Instructable

Koncept tega sprejemnika je bil prvič objavljen leta 2001: "Detektor izdelka in njegova metoda", Patent US6230000 B1, 8. maj 2001, Daniel Richard Tayloe,

1. korak: Teorija

Zgornje vezje prikazuje zaporedno stikalo, upor in kondenzator.

Stališče AC (izmenični tok)

Če stikalo zapremo in na vhod vnesemo izmenični signal, se bo čez kondenzator pojavila izmenična napetost, katere amplituda se bo z naraščanjem frekvence zmanjšala zaradi delovanja delilnika napetosti.

Zlasti nas zanima frekvenca, pri kateri AC napetost na kondenzatorju pade na 70% vhoda. Ta frekvenca, znana kot "mejna frekvenca", se pojavi, ko je upornost Xc kondenzatorja enaka uporu R. Frekvence nad mejno frekvenco se oslabijo s hitrostjo 6 dB/oktavo.

Mejna frekvenca za moje vezje je nastavljena na 3000Hz, kar pomeni, da za oddajne frekvence in več ni AC izhoda.

Stališče DC (enosmerni tok)

Če zapremo stikalo in na vhod priključimo enosmerno napetost, se bo kondenzator začel polniti do te vrednosti. Če odpremo stikalo, preden se kondenzator popolnoma napolni, bo napetost na C ostala konstantna, dokler se stikalo spet ne zapre.

Sprejem visokofrekvenčnega signala

Prepustimo zdaj visokofrekvenčni signal skozi stikalo, ki se odpira in zapira, tako da je isti del vhodnega signala predstavljen zgoraj opisanemu omrežju RC. Čeprav je vhodni signal precej nad mejno frekvenco 3000Hz, je kondenzator vedno predstavljen z isto enopolarno DC valovno obliko in se bo napolnil do povprečne vrednosti te valovne oblike.

Če se vhodni signal nekoliko razlikuje od vklopne frekvence, se bo kondenzator začel polniti in prazniti, ko naleti na različne oblike vhodnega signala. Če je razlika frekvence, recimo, 1000Hz, potem slišimo ton 1000Hz po kondenzatorju. Amplituda tega tona bo hitro padla, ko frekvenca razlike preseže mejno frekvenco (3000Hz) RC omrežja.

Povzetek

• Preklopna frekvenca določa sprejemno frekvenco.
• Kombinacija RC določa najvišjo zvočno frekvenco, ki jo je mogoče slišati.
• Ojačanje je potrebno, saj so vhodni signali zelo šibki (mikrovolti)

2. korak: Shematski diagram

Zgornje vezje ima dve preklopljeni RC (upor -kondenzatorska) omrežja. Razlog za dve mreži je, da imajo vse valovne oblike pozitivno napetostno in negativno napetostno obliko.

Prvo omrežje obsega R5, stikalo 2B2 in C8… drugo omrežje obsega R5, stikalo 2B3 in C9.

Diferencialni ojačevalnik IC5 sešteje pozitivne in negativne izhode iz obeh omrežij in prenaša zvočni signal skozi C15 na priključek "avdio izhod" J2.

Oblikovalske enačbe za R5, C8 in R5, C9:

XC8 = 2R5, kjer je XC8 kapacitivna reaktanca 1/(2*pi*mejna frekvenca*C8)

Vrednosti 50 ohmov in 0,47 uF proizvajajo mejno frekvenco 3000Hz

Razlog za množitelj 2*je, da se vhodni signal vsakemu omrežju predstavi le polovico časa, kar dejansko podvoji časovno konstanto.

Oblikovalske enačbe za R7, C13

XC13 = R7, kjer je XC13 kapacitivna reaktanca 1/(2*pi*mejna frekvenca*C13). Namen tega omrežja je dodatno oslabiti visokofrekvenčne signale in šum.

Zvočni ojačevalnik:

Zvočni ojačevalnik op-amp IC5 je nastavljen z razmerjem R7/R5, ki ustreza naponu 1000/50 = 200 (46dB). Za pridobitev tega dobička je bil R5 priključen na nizko impedančni izhod RF (radijskega frekvenčnega) ojačevalnika IC1.

RF ojačevalnik:

Povečanje napetosti IC1 je nastavljeno z razmerjem R4/R3, ki je enako 1000/50 = 20 (26 dB), kar daje skupni dobiček, ki se približuje 72 dB, kar je primerno za poslušanje prek slušalk.

Logična vezja:

IC4 deluje kot varovalni ojačevalnik med 3-voltnim signalom od vrha do vrha iz sinteze in 5-voltno logiko za IC2. Medpomnilniški ojačevalnik ima ojačanje 2, ki je nastavljeno z razmerjem uporov R6/R8.

IC2B je ožičen kot delitev z dvema. To zagotavlja, da so kondenzatorji C8 in C9 enako dolgo povezani z R5.

3. korak: Tiskano vezje

Pogled od zgoraj in spodaj na tiskano vezje pred in po montaži.

Celoten nabor datotek Gerber je vključen v priloženo datoteko zip. Za izdelavo lastnega tiskanega vezja preprosto pošljite to datoteko proizvajalcu vezja … najprej dobite ponudbo, saj se cene razlikujejo.

4. korak: Lokalni oscilator

Ta sprejemnik uporablja frekvenčni sintetizator, opisan na

Priložena datoteka "direct-conversion-receiver.txt" vsebuje kodo *.ino za ta sprejemnik.

Ta koda je skoraj enaka kodi za zgornji frekvenčni sintetizator, le da je izhodna frekvenca dvakrat večja od frekvence prikaza, kar omogoča vezje deljenja z dvema na sprejemni plošči.

2018-04-30

Priložena izvirna koda v formatu.ino.

5. korak: Montaža

Glavna fotografija prikazuje, kako je vse med seboj povezano.

SMD (naprave za površinsko montažo) so bile izbrane, saj pri preklopu na 80 MHz ne želite dolgih vodov. Za lažje ročno spajkanje so bile izbrane komponente 0805 SMD.

Medtem ko gre za ročno spajkanje, je pomembno, da kupite železo s temperaturnim nadzorom, saj bo preveč toplote povzročilo dvig PCB sledi. Uporabil sem spajkalnik s temperaturno kontrolo 30 W. Skrivnost je v tem, da uporabite veliko gela. Zvišujte temperaturo spajkanja, dokler se spajka ne stopi. Zdaj spajkajte na eno blazinico in s spajkalnikom, ki je še vedno na blazinici, s pomočjo pincete potisnite komponento 0805 proti spajkalniku. Ko je sestavni del pravilno nameščen, odstranite spajkalnik. Zdaj spajkajte preostali konec in očistite svoje delo z izopropilnim alkoholom, ki je na voljo pri vašem lokalnem kemiku.

6. korak: Uspešnost

Kaj naj rečem … deluje !!

Najboljša zmogljivost je dosežena z uporabo resonančne antene z nizko impedanco za pas, ki nas zanima.

Namesto slušalk sem dodal 12 -voltni avdio ojačevalnik in zvočnik. Zvočni predojačevalnik je imel lasten vgrajen regulator napetosti, ki je zmanjšal možnost povratne zanke v skupnem načinu skozi 12-voltno napajanje baterije.

Priloženi zvočni posnetki so bili pridobljeni z uporabo notranje uglašene zanke žice s premerom približno 2 metra. Središče zanke je potekalo skozi eno luknjo feritnega jedra z dvema luknjama s sekundarnim 10 obratom, povezanim med ozemljitvijo in vhodom sprejemnika.

Kliknite tukaj, če si želite ogledati moja druga navodila.