AM modulator - optični pristop: 6 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:08

Pred meseci sem od Banggooda kupil ta komplet radijskih sprejemnikov DIY AM. Sestavil sem ga. (Kako to narediti, sem nameraval opisati v ločenih navodilih) Tudi brez uglaševanja je bilo mogoče ujeti nekaj radijskih postaj, vendar sem poskušal doseči najboljšo zmogljivost s prilagajanjem resonančnih vezij. Radio je igral bolje in je sprejemal več postaj, vendar frekvence sprejemnih postaj, ki jih prikazuje spremenljivo kondenzatorsko kolo, niso ustrezale njihovi dejanski vrednosti. Ugotovil sem, da tudi sprejemnik deluje, ni obrezan s pravilnimi nastavitvami. Morda ima drugačno vmesno frekvenco namesto standardnih 455 KHz. Odločil sem se, da bom naredil preprost frekvenčni generator AM, ki bo na ustrezen način obrezal vsa resonančna vezja. Na internetu lahko najdete veliko vezij tovrstnih generatorjev. Večina jih vsebuje nekaj notranjih oscilatorjev z vgrajenim različnim številom preklopnih tuljav ali kondenzatorjev, RF (radijskih frekvenčnih) mešalnikov in drugih različnih radijskih vezij. Odločil sem se, da grem na bolj enostaven način - z uporabo preprostega AM modulatorja in kot vhod za uporabo signalov, ki jih ustvarjata dva zunanja generatorja signalov, ki sem jih imel na voljo. Prvi temelji na čipu MAX038. O tem sem napisal to navodilo. To sem želel uporabiti kot vir RF frekvence. Drugi generator, uporabljen v tem projektu, je tudi komplet DIY, ki temelji na čipu XR2206. Je zelo enostaven za spajkanje in dobro deluje. Druga dobra alternativa bi lahko bila ta. Uporabil sem ga kot generator nizkih frekvenc. Zagotavljal je modulacijski signal AM.

1. korak: Načelo dela

Spet…- Na internetu lahko najdete veliko vezij AM modulatorjev, vendar sem želel uporabiti nov pristop- moja ideja je bila nekako modulirati dobiček enostopenjskega RF ojačevalnika. Za osnovno vezje sem vzel enostopenjski ojačevalnik s skupnim oddajnikom z degeneracijo oddajnika. Shema ojačevalnika je predstavljena na sliki. Njegov dobiček lahko predstavimo v obliki:

A = -R1/R0

- znak "-" je postavljen za prikaz inverzije polarnosti signala, vendar v našem primeru to ni pomembno. Za spremembo ojačitve ojačevalnika in s tem za aktiviranje amplitudne modulacije sem se odločil, da bom moduliral vrednost upora v oddajniški verigi R0. Zmanjšanje njegove vrednosti bo povečalo dobiček in obratno. Da bi lahko moduliral njegovo vrednost, sem se odločil za uporabo LDR (svetlobno odvisen upor) v kombinaciji z belo LED.

2. korak: Ipoelement, izdelan sam

Če želite združiti obe napravi v enem delu, Za izolacijo fotoobčutljivega upora pred zunanjo svetlobo sem uporabil toplotno skrčljivo cev črne barve. Nadalje sem ugotovil, da niti ena plast plastične cevi ne zadostuje za zaustavitev svetlobe, zato sem spoj vstavil v drugo. Z večmetrskim merilcem sem izmeril odpornost LDR v temi. Potem sem vzel potenciometer 47KOhm zaporedno z uporom 1KOhm, ga serijsko povezal z LED in v to vezje priključil napajanje 5V. Z obračanjem potenciometra sem nadzoroval upor LDR. Spreminjal se je iz 4.1KOhm na 300Ohm.

3. korak: Izračun vrednosti naprave RF ojačevalnika in končnega vezja

Želel sem imeti skupni dobiček AM modulatorja ~ 1,5. Izbral sem kolektorski upor (R1) 5,1KOhm. Potem bi moral imeti za R0 ~ 3KOhm. Obrnil sem potenciometer, dokler nisem izmeril te vrednosti LDR, razstavil vezje in izmeril vrednost zaporedno povezanega potenciometra in upora - bila je okoli 35 KOhm. Odločil sem se, da bom uporabil standardno vrednost upora 33KOhm. Pri tej vrednosti je upor LDR postal 2,88KOhm. Zdaj je bilo treba določiti vrednosti drugih dveh uporov R2 in R3. Uporabljata se za pravilno nastavitev ojačevalnika. Za pravilno nastavitev pristranskosti je treba najprej poznati Beta (trenutni dobiček) tranzistorja Q1. Izmeril sem 118. Uporabil sem običajno namensko silikonsko NPN BJT napravo z nizko porabo energije.

Naslednji korak je izbira kolektorskega toka. Odločil sem se za 0,5 mA. To določa, da je izhodna napetost enosmernega toka ojačevalnika blizu srednje vrednosti napajalne napetosti, kar mu omogoča največji izhodni zamah. Napetostni potencial na kolektorskem vozlišču se izračuna po formuli:

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

Z Beta = 118 je osnovni tok Ib = Ic/Beta = 0,5 mA/118 = 4,24 uA (kjer je Ic kolektorski tok)

Oddajniški tok je vsota obeh tokov: Ie = 0,504 mA

Potencial na vozlišču oddajnika se izračuna kot: Ve = Ie*R0 = 0,504 mA*2,88KOhm = 1,45 V

Za Vce ostane ~ 1V.

Potencial na dnu se izračuna kot Vb = Vr0+Vbe = 1,45 V+0,7 V = 2,15 V (tukaj postavim Vbe = 0,7 V - standard za Si BJT. Za Ge je 0,6)

Za pravilno nastavitev ojačevalnika mora biti tok, ki teče skozi razdelilnik upora, nekajkrat večji od osnovnega toka. Izberem 10 -krat. ….

Na ta način je Ir2 = 9* Ib = 9* 4,24uA = 38,2uA

R2 = Vb/Ir2 ~ 56 KOhm

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

V denarnici myresistors teh vrednosti nisem imel in vzel sem R3 = 33Kohm, R2 = 27KOhm - njihovo razmerje je enako izračunanim.

Končno sem dodal sledilca vira, naloženega z uporom 1KOhm. Uporablja se za zmanjšanje izhodnega upora AM modulatorja in za izolacijo tranzistorja ojačevalnika od obremenitve.

Celotno vezje z dodatnim sledilcem oddajnikov je predstavljeno na zgornji sliki.

4. korak: Čas spajkanja

Kot tiskano vezje sem uporabil kos plošče.

Sprva sem spajkal napajalni tokokrog na osnovi regulatorja napetosti 7805.

NA vhodu sem dal 47uF kondenzator - vsaka višja vrednost bi lahko delovala, na izhodu sem dal kondenzatorsko bazo (isti kondenzator kot na vhodu+100nF keramični). Po tem sem spajkal samoizdelani optični sklopnik in upor za prednapenjanje za LED. Dobil sem ploščo in ponovno izmeril upor LDR.

Na sliki je razvidno - 2,88KOhm.

5. korak: Spajkanje se nadaljuje

Po tem sem spajkal vse ostale dele AM modulatorja. Tu lahko vidite izmerjene vrednosti enosmernega toka na vozlišču zbiralnika.

Majhna razlika v primerjavi izračunane vrednosti je posledica ne natančno določenega Vbe tranzistorja (vzeto 700 namesto tega izmerjenega 670 mV), napake pri merjenju beta (merjeno s kolektorskim tokom 100uA, uporabljeno pa pri 0,5 mA - BJT Beta je na nek način odvisna na tok, ki teče skozi napravo; vrednosti uporov širijo napake … itd.

Za RF vhod sem dal BNC konektor. Na izhodu sem spajkal kos tankega koaksialnega kabla. Vse kable sem pritrdil na tiskano vezje z vročim lepilom.

6. korak: Preizkušanje in sklepi

Priključil sem oba generatorja signalov (glej sliko moje nastavitve). Za opazovanje signala sem uporabil samostojno izdelan osciloskop, ki temelji na kompletu Jyetech DSO068. Je lepa igrača - vsebuje tudi generator signalov. (Takšna odvečnost - na mizi imam 3 generatorje signalov!) Lahko bi uporabil tudi to, kar sem opisal v tem navodilu, vendar ga v tem trenutku nisem imel doma.

Generator MAX038, ki sem ga uporabil za RF frekvenco (modulirano) - lahko sem spreminjal do 20 MHz. XR2206 sem uporabljal s fiksnim nizkofrekvenčnim sinusnim izhodom. Spremenil sem samo amplitudo, kar je posledično spremenilo globino modulacije.

Posnetek zaslona osciloskopa prikazuje sliko signala AM, opaženega na izhodu modulatorja.

Za zaključek - ta modulator se lahko uporablja za uglaševanje različnih AM stopenj. Ni povsem linearna, vendar za nastavitev resonančnih vezij to ni tako pomembno. AM modulator se lahko uporablja tudi za FM vezja na drugačen način. Uporablja se samo RF frekvenca iz generatorja MAX038. Nizkofrekvenčni vhod ostane lebdeč. V tem načinu modulator deluje kot linearni RF ojačevalnik.

Trik je v uporabi nizkofrekvenčnega signala na vhodu FM generatorja MAX038. (vhodni FADC čipa MAX038). Na ta način generator oddaja FM signal in ga ojačuje le AM modulator. Seveda v tej konfiguraciji, če ojačitev ni potrebna, lahko modulator AM izpustimo.

Hvala za vašo pozornost.