Visų juostų tiesioginis konversijos imtuvas: 6 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:47

Šioje instrukcijoje aprašomas eksperimentinis „tiesioginės konversijos“visos juostos imtuvas, skirtas priimti vienos šoninės juostos, morzės kodo ir iki 80 MHz dažnio radijo signalus. Suderintos grandinės nebūtinos!

Šis pažangus projektas remiasi mano pirmuoju „Instructable“https://www.instructables.com/id/Arduino-Frequency-Synthesiser-Using-160MHz-Si5351

Šio imtuvo koncepcija pirmą kartą buvo paskelbta 2001 m.: „Produkto detektorius ir jo metodas“, patentas US6230000 B1, 2001 m. Gegužės 8 d., Daniel Richard Tayloe,

1 žingsnis: teorija

Aukščiau pateikta grandinė rodo jungiklį, rezistorių ir kondensatorių, sujungtus nuosekliai.

AC (kintamosios srovės) požiūris

Jei uždarysime jungiklį ir įvesime kintamosios srovės signalą, kondensatoriuje atsiras kintamosios srovės įtampa, kurios amplitudė mažės didėjant dažniui dėl įtampos daliklio veikimo.

Mums ypač įdomus dažnis, kuriuo kintamosios srovės įtampa per kondensatorių nukrenta iki 70% įvesties. Šis dažnis, žinomas kaip „ribinis dažnis“, atsiranda, kai kondensatoriaus reaktyvumas Xc yra lygus varžai R. Dažniai, viršijantys ribinį dažnį, yra slopinami 6 dB/oktava greičiu.

Mano grandinės išjungimo dažnis nustatytas į 3000 Hz, o tai reiškia, kad transliacijos dažniams ir aukštesniems kintamosios srovės išėjimams nėra.

DC (nuolatinės srovės) požiūris

Jei uždarysime jungiklį ir įvesime nuolatinę įtampą, kondensatorius pradės krauti iki šios vertės. Jei atidarytume jungiklį prieš kondensatoriui visiškai įkraunant, įtampa visoje C išliks pastovi, kol jungiklis vėl nebus uždarytas.

Aukšto dažnio signalo priėmimas

Dabar perduokime aukšto dažnio signalą per jungiklį, kuris atidaromas ir uždaromas taip, kad ta pati gaunamo signalo dalis būtų pateikta aukščiau aprašytam RC tinklui. Nors gaunamas signalas gerokai viršija 3000 Hz ribinį dažnį, kondensatorius visada pateikiamas su ta pačia vienpoline nuolatinės srovės bangos forma ir įkraunamas iki vidutinės tos bangos formos vertės.

Jei gaunamas signalas šiek tiek skiriasi nuo perjungimo dažnio, kondensatorius pradės krautis ir išsikrauti, nes susidurs su skirtingos formos gaunamo signalo segmentais. Jei skirtumas, tarkime, yra 1000 Hz, tada kondensatoriuje išgirsime 1000 Hz toną. Šio tono amplitudė greitai sumažės, kai skirtumo dažnis viršys RC tinklo ribinį dažnį (3000 Hz).

Santrauka

• Perjungimo dažnis lemia priėmimo dažnį.
• RC derinys nustato aukščiausią girdimą garso dažnį.
• Stiprinti reikia, nes įvesties signalai yra labai silpni (mikrovoltai)

2 žingsnis: schema

Aukščiau pateikta grandinė turi du perjungtus RC (rezistorių - kondensatorių) tinklus. Dviejų tinklų priežastis yra ta, kad visos bangos formos turi teigiamos ir neigiamos įtampos bangų formą.

Pirmąjį tinklą sudaro R5, jungiklis 2B2 ir C8… antrąjį tinklą sudaro R5, jungiklis 2B3 ir C9.

Diferencialinis stiprintuvas IC5 sumuoja teigiamus ir neigiamus abiejų tinklų išėjimus ir perduoda garso signalą per C15 į J2 „garso išvesties“terminalą.

R5, C8 ir R5, C9 projektavimo lygtys:

XC8 = 2R5, kur XC8 yra talpinė reaktyvumas 1/(2*pi*ribinis dažnis*C8)

50 omų ir 0,47uF vertės sukuria 3000 Hz ribinį dažnį

2*daugiklio priežastis yra ta, kad įvesties signalas kiekvienam tinklui pateikiamas tik pusę laiko, o tai faktiškai padvigubina laiko konstantą.

R7, C13 projektavimo lygtys

XC13 = R7, kur XC13 yra talpinė reaktyvumas 1/(2*pi*ribinis dažnis*C13). Šio tinklo tikslas yra dar labiau slopinti aukšto dažnio signalus ir triukšmą.

Garso stiprintuvas:

„Op-amp IC5“garso stiprumą nustato santykis R7/R5, kuris atitinka 10000/50 = 200 (46 dB) įtampos padidėjimą. Norėdami gauti šį stiprinimą, R5 buvo prijungtas prie RF (radijo dažnio) stiprintuvo IC1 mažos varžos išvesties.

RF stiprintuvas:

IC1 įtampos padidėjimas nustatomas pagal santykį R4/R3, kuris yra lygus 1000/50 = 20 (26dB), o tai suteikia bendrą padidėjimą, artėjantį prie 72 dB, kuris yra tinkamas klausytis ausinėmis.

Loginės grandinės:

IC4 veikia kaip buferinis stiprintuvas tarp 3 voltų sintezės signalo nuo piko iki maksimumo ir 5 voltų logikos IC2. Buferinio stiprintuvo stiprinimas yra 2, kurį nustato rezistorių R6/R8 santykis.

IC2B yra prijungtas prie padalijimo pagal du. Tai užtikrina, kad kondensatoriai C8 ir C9 būtų prijungti prie R5 vienodą laiką.

3 žingsnis: spausdintinė plokštė

Grandinės plokštės vaizdas iš viršaus ir apačios prieš surinkimą ir po jo.

Visas „Gerber“failų rinkinys įtrauktas į pridėtą ZIP failą. Norėdami pagaminti savo PCB, tiesiog nusiųskite šį failą į plokštės gamintoją … pirmiausia gaukite citatą, nes kainos skiriasi.

4 žingsnis: vietinis generatorius

Šis imtuvas naudoja dažnių sintezatorių, aprašytą

Pridėtame faile „direct-conversion-receiver.txt“yra šio imtuvo *.ino kodas.

Šis kodas yra beveik identiškas aukščiau nurodyto dažnio sintezatoriaus kodui, išskyrus tai, kad išėjimo dažnis yra dvigubai didesnis už rodymo dažnį, kad imtuvo plokštėje būtų galima padalyti iš dviejų grandinę.

2018-04-30

Pridėtas originalus kodas.ino formatu.

5 žingsnis: Surinkimas

Pagrindinėje nuotraukoje parodyta, kaip viskas yra tarpusavyje susiję.

SMD (paviršiaus tvirtinimo įrenginiai) buvo pasirinkti, nes nenorite ilgų laidų, kai perjungiate 80 MHz dažnius. Siekiant palengvinti litavimą rankomis, buvo pasirinkti 0805 SMD komponentai.

Kalbant apie litavimą rankomis, svarbu nusipirkti lygintuvą su reguliuojama temperatūra, nes per daug karščio PCB takeliai pakils. Aš naudojau 30W temperatūros valdomą lituoklį. Paslaptis yra naudoti daug gelio srauto. Padidinkite litavimo temperatūrą, kol lydmetalis tiesiog ištirps. Dabar užtepkite lydmetalį ant vienos trinkelės, o lituoklis vis dar yra ant trinkelės, pincetu porą pastumkite 0805 komponentą prie lituoklio. Kai komponentas tinkamai įdėtas, nuimkite lituoklį. Dabar lituokite likusį galą, tada nuvalykite darbą izopropilo alkoholiu, kurį galite įsigyti iš vietinio chemiko.

6 žingsnis: našumas

Ką aš galiu pasakyti … tai veikia !!

Geriausias našumas pasiekiamas naudojant mažos varžos rezonansinę anteną dominančiai juostai.

Vietoj ausinių pridėjau 12 voltų garso stiprintuvą ir garsiakalbį. Garso išankstinis stiprintuvas turėjo savo įmontuotą įtampos reguliatorių, kuris sumažina bendro režimo grįžtamojo ryšio ciklo tikimybę per 12 voltų bateriją.

Pridedami garso įrašai buvo gauti naudojant vidinę maždaug 2 metrų skersmens vielos kilpą. Kilpos centras buvo praleistas per vieną dviejų skylių ferito šerdies skylę su 10 posūkių antrine jungtimi tarp žemės ir imtuvo įvesties.

Spustelėkite čia, jei norite peržiūrėti kitus mano nurodymus.