AM moduliatorius - optinis požiūris: 6 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:49

Prieš kelis mėnesius aš nusipirkau šį „pasidaryk pats“radijo imtuvo rinkinį iš „Banggood“. Aš jį surinkau. (Kaip tai padaryti, ketinau aprašyti atskirame „Instructable“) Net ir be jokio derinimo buvo įmanoma sugauti kai kurias radijo stotis, tačiau aš stengiausi pasiekti geriausių rezultatų sureguliuodamas rezonuojančias grandines. Radijas grojo geriau ir priėmė daugiau stočių, tačiau kintamo kondensatoriaus rato rodomi priėmimo stočių dažniai neatitiko jų tikrosios vertės. Radau, kad net imtuvas veikia, jis nėra apkarpytas tinkamais nustatymais. Galbūt jis turi skirtingą tarpinį dažnį, o ne standartinį 455 KHz. Aš nusprendžiau padaryti paprastą AM dažnio generatorių, kad tinkamai apipjaustytų visas rezonansines grandines. Internete galite rasti daugybę tokių generatorių grandinių. Daugumoje jų yra keletas vidinių osciliatorių su įterptu skirtingu perjungiamų ritinių ar kondensatorių skaičiumi, RF (radijo dažnio) maišytuvai ir kitos skirtingos radijo grandinės. Aš nusprendžiau eiti paprasčiau - naudoti paprastą AM moduliatorių ir kaip įvestį panaudoti dviejų turimų turimų išorinių signalų generatorių generuojamus signalus. Pirmasis yra pagrįstas MAX038 mikroschema. Aš apie tai parašiau pamokomą. Norėjau tai naudoti kaip RF dažnio šaltinį. Antrasis šiame projekte naudojamas generatorius taip pat yra „pasidaryk pats“rinkinys, pagrįstas XR2206 lustu. Tai labai lengva lituoti ir puikiai veikia. Kita maloni alternatyva galėtų būti ši. Aš jį naudojau kaip žemo dažnio generatorių. Jis teikė AM moduliuojantį signalą.

1 žingsnis: darbo principas

Vėlgi …- Internete galite rasti daugybę AM moduliatorių grandinių, bet aš norėjau panaudoti naują metodą- mano idėja buvo kažkaip moduliuoti vieno pakopos RF stiprintuvo naudą. Kaip pagrindinę grandinę aš paėmiau vieno etapo bendrojo emiterio stiprintuvą su emiterio degeneracija. Stiprintuvo schemos pateiktos paveikslėlyje. Jo pelnas gali būti pateiktas tokia forma:

A = -R1/R0

- ženklas „-“yra rodomas signalo poliškumo inversijai, tačiau mūsų atveju tai nesvarbu. Norėdami pakeisti stiprintuvo stiprinimą ir taip panaudoti amplitudės moduliaciją, nusprendžiau moduliuoti rezistoriaus vertę emiterio grandinėje R0. Sumažinus jo vertę, padidės pelnas ir atvirkščiai. Kad galėčiau moduliuoti jo vertę, nusprendžiau naudoti LDR (nuo šviesos priklausomą rezistorių) kartu su baltu šviesos diodu.

2 žingsnis: savarankiškai pagamintas „Iptocoupler“

Norėdami sujungti abu įrenginius į vieną dalį, Aš naudoju termiškai susitraukiantį juodos spalvos vamzdelį, kad izoliuotų šviesai jautrų rezistorių nuo aplinkos šviesos. Be to, aš pastebėjau, kad net vieno plastikinio vamzdžio sluoksnio nepakanka visiškai sustabdyti šviesą, ir aš įdėjau jungtį į antrą. Naudodamas kelių metrų matavau LDR tamsų atsparumą. Po to paėmiau 47KOhm potenciometrą nuosekliai su 1KOhm rezistoriumi, nuosekliai prijungiau jį prie šviesos diodo ir įjungiau 5V maitinimą į šią grandinę. Pasukdamas potenciometrą valdžiau LDR pasipriešinimą. Jis keitėsi nuo 4,1Khm iki 300Ohm.

3 žingsnis: RF stiprintuvo įrenginio verčių ir galutinės grandinės apskaičiavimas

Aš norėjau turėti visišką AM moduliatoriaus pelną ~ 1.5. Aš pasirinkau kolektorių rezistorių (R1) 5.1KOhm. Tada man reiktų turėti ~ 3KOhm R0. Pasukau potenciometrą, kol išmatavau šią LDR vertę, išardžiau grandinę ir išmatavau nuosekliai prijungto potenciometro ir rezistoriaus vertę - ji buvo apie 35 KOhm. Aš nusprendžiau naudoti 33KOhm standartinio rezistoriaus vertės įrenginį. Esant šiai vertei, LDR pasipriešinimas tapo 2,88KOhm. Dabar reikėjo apibrėžti kitų dviejų rezistorių R2 ir R3 reikšmes. Jie naudojami tinkamam stiprintuvo poslinkiui. Kad būtų galima teisingai nustatyti šališkumą, pirmiausia turi būti žinoma tranzistoriaus Q1 beta (srovės stiprinimas). Aš išmatavau 118. Naudojau bendros paskirties mažos galios silicio NPN BJT įrenginį.

Kitas žingsnis - pasirinkti kolektoriaus srovę. Aš pasirinkau 0,5 mA. Tai apibrėžia stiprintuvo nuolatinės srovės išėjimo įtampą, kuri yra artima vidurinei maitinimo įtampos vertei, leidžiant maksimaliam išėjimo svyravimui. Įtampos potencialas kolektoriaus mazge apskaičiuojamas pagal formulę:

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

Kai beta = 118, bazinė srovė yra Ib = Ic/Beta = 0,5 mA/118 = 4,24uA (kur Ic yra kolektoriaus srovė)

Skleidėjo srovė yra abiejų srovių suma: Ie = 0,504 mA

Emisijos mazgo potencialas apskaičiuojamas taip: Ve = Ie*R0 = 0,504mA*2,88KOhm = 1,45V

Vce lieka ~ 1V.

Potencialas bazėje apskaičiuojamas kaip Vb = Vr0+Vbe = 1.45V+0.7V = 2.15V (čia įdėjau Vbe = 0.7V - Si BJT standartas. Ge atveju jis yra 0.6)

Norint teisingai pakreipti stiprintuvą, srovė, tekanti per rezistoriaus daliklį, turi būti kelis kartus didesnė už bazinę srovę. Renkuosi 10 kartų. ….

Tokiu būdu Ir2 = 9* Ib = 9* 4,24uA = 38,2uA

R2 = Vb/Ir2 ~ 56 KOhm

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

Aš neturėjau šių verčių myresistors piniginėje, ir aš paėmiau R3 = 33Kohm, R2 = 27KOhm - jų santykis yra toks pat, kaip ir apskaičiuotas.

Galiausiai pridėjau šaltinio sekėją, pakrautą 1KOhm rezistoriumi. Jis naudojamas AM moduliatoriaus išėjimo varžai sumažinti ir stiprintuvo tranzistoriui izoliuoti nuo apkrovos.

Visa grandinė su papildomu spinduliuotės sekėju pateikta aukščiau esančiame paveikslėlyje.

4 žingsnis: litavimo laikas

Kaip PCB aš naudoju perfoboard gabalėlį.

Iš pradžių lituodavau maitinimo grandinę, pagrįstą 7805 įtampos reguliatoriumi.

Į įvestį įdėjau 47uF kondensatorių - kiekviena didesnė vertė galėtų veikti, išėjime įdėjau kondensatorių banką (tą patį kondensatorių kaip ir įvesties+100nF keramikos). Po to lituodavau savarankiškai pagamintą optinį jungiklį ir šviesos diodų išankstinio poslinkio rezistorių. Pateikiau plokštę ir vėl išmatavau LDR atsparumą.

Tai galima pamatyti paveikslėlyje - jis yra 2,88KOhm.

5 žingsnis: litavimas tęsiasi

Po to lituodavau visas kitas AM moduliatoriaus dalis. Čia galite pamatyti išmatuotas nuolatinės srovės reikšmes kolektoriaus mazge.

Nedidelis skirtumas, lyginant apskaičiuotą vertę, atsiranda dėl ne tiksliai apibrėžto tranzistoriaus Vbe (imamas 700, o ne 670 mV), beta matavimo paklaida (matuojama pagal kolektoriaus srovę 100uA, bet naudojama esant 0,5 mA - BJT beta tam tikru būdu priklauso dėl srovės, einančios per prietaisą; rezistorių vertės skleidžia klaidas … ir tt

Dėl RF įvesties aš įdėjau BNC jungtį. Išėjime lituodavau plono bendraašio kabelio gabalėlį. Visus kabelius prie PCB pritvirtinau karštais klijais.

6 žingsnis: bandymai ir išvados

Prijungiau abu signalų generatorius (žr. Mano sąrankos paveikslėlį). Norėdami stebėti signalą, naudoju osciloskopą, pagamintą pagal Jyetech rinkinį DSO068. Tai puikus žaislas, kurio viduje taip pat yra signalo generatorius. (Toks atleidimas - ant stalo turiu 3 signalų generatorius!) Galėčiau naudoti ir tai, ką aprašiau šioje instrukcijoje, tačiau šiuo metu jo neturėjau namuose.

MAX038 generatorius, kurį naudoju RF dažniui (moduliuotas) - galėčiau pakeisti iki 20 MHz. XR2206 aš naudojau su fiksuotu žemo dažnio sinuso išėjimu. Aš keičiu tik amplitudę, o tai pakeitė moduliacijos gylį.

Osciloskopo ekrano užfiksavimas rodo AM signalo, stebimo moduliatoriaus išėjime, vaizdą.

Apibendrinant - šis moduliatorius gali būti naudojamas įvairių AM pakopų derinimui. Tai nėra visiškai linijinė, tačiau norint sureguliuoti rezonansines grandines, tai nėra taip svarbu. AM moduliatorius taip pat gali būti naudojamas FM grandinėms. Taikomas tik RF dažnis iš MAX038 generatoriaus. Žemo dažnio įvestis paliekama plūduriuojanti. Šiuo režimu moduliatorius veikia kaip linijinis RF stiprintuvas.

Apgaulė yra pritaikyti žemo dažnio signalą prie MAX038 generatoriaus įvesties FM. (MAX038 lusto FADC įvestis). Tokiu būdu generatorius sukuria FM signalą ir jį sustiprina tik AM moduliatorius. Žinoma, šioje konfigūracijoje, jei nereikia stiprinti, AM moduliatoriaus galima praleisti.

Ačiū už dėmesį.