AM модулатор - оптичен подход: 6 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:54

Преди месеци купих този комплект за радиоприемник DIY AM от Banggood. Сглобил съм го. (Как да направя това, възнамерявах да опиша в отделен Instructable) Дори и без никаква настройка, беше възможно да се хванат някои радиостанции, но аз се опитах да постигна най -доброто му представяне чрез настройка на резонансните вериги. Радиото свиреше по -добре и приемаше повече станции, но честотите на приемащите станции, показани от колелото с променлив кондензатор, не съответстваха на реалната им стойност. Открих, че дори приемникът работи, не е подрязан с правилните настройки. Вероятно той има различна междинна честота вместо стандартните 455 KHz. Реших да направя обикновен АМ честотен генератор, който да подстригва всички резонансни вериги по правилния начин. В интернет можете да намерите много схеми на такива генератори. Повечето от тях съдържат някои вътрешни осцилатори с вграден различен брой превключващи бобини или кондензатори, RF (радиочестотни) миксери и други различни радиосхеми. Реших да отида по по -прост начин - да използвам прост AM модулатор и като вход да приложа сигналите, генерирани от два външни генератора на сигнала, които имах на разположение. Първият е базиран на чипа MAX038. Написал съм тази инструкция за това. Исках да използвам това като източник на RF честота. Вторият генератор, използван в този проект, също е DIY комплект, базиран на чипа XR2206. Той е много лесен за запояване и работи добре. Друга добра алтернатива може да бъде това. Използвах го като генератор с ниска честота. Той осигуряваше AM модулиращ сигнал.

Стъпка 1: Принцип на работа

Отново …- В Интернет можете да намерите много схеми на AM модулатори, но аз исках да използвам някакъв нов подход- идеята ми беше да модулирам по някакъв начин печалбата на едностепенен RF усилвател. Като базова верига съм взел едноетапен усилвател с общ излъчвател с дегенерация на емитер. Схемите на усилвателя са представени на снимката. Неговата печалба може да бъде представена под формата:

A = -R1/R0

- знакът „-“се поставя, за да покаже инверсията на полярността на сигнала, но в нашия случай това няма значение. За да променя усилването на усилвателя и по този начин да предизвикам амплитудна модулация, реших да модулирам стойността на резистора в емитерната верига R0. Намаляването на стойността му ще увеличи печалбата и обратно. За да мога да модулирам стойността му, реших да използвам LDR (зависим от светлината резистор), комбиниран с бял светодиод.

Стъпка 2: Самоизработена Iptocoupler

За да свържете двете устройства в една част, Използвах термосвиваема тръба черен цвят, за да изолирам фоточувствителния резистор от околната светлина. Освен това установих, че дори един слой пластмасова тръба не е напълно достатъчен, за да спре светлината, и вмъкнах съединението във втори. С помощта на мултиметър измервах съпротивлението на LDR на тъмно. След това взех потенциометър от 47KOhm последователно с 1KOhm резистор, свързах го последователно със светодиода и приложих 5V захранване към тази верига. Завъртайки потенциометъра контролирах съпротивлението на LDR. Той се променяше от 4.1KOhm на 300Ohm.

Стъпка 3: Изчисляване на стойностите на устройството за RF усилвател и крайната верига

Исках да имам обща печалба на AM модулатора ~ 1.5. Избрах колекционен резистор (R1) 5.1KOhm. Тогава ще трябва да имам ~ 3KOhm за R0. Завъртях потенциометъра, докато измеря тази стойност на LDR, разглобявах веригата и измервах стойността на последователно свързания потенциометър и резистор - тя беше около 35 KOhm. Реших да използвам стандартно устройство с стойност на резистора 33KOhm. При тази стойност съпротивлението на LDR стана 2.88KOhm. Сега трябваше да се определят стойностите на другите два резистора R2 и R3. Те се използват за правилно отклонение на усилвателя. За да можете да зададете правилното отклонение, първо трябва да се знае бета (текущото усилване) на транзистора Q1. Измерих 118. Използвах силиконово NPN BJT устройство с ниска мощност с общо предназначение.

Следващата стъпка е да избера колекторния ток. Избрах да е 0,5mA. Това определя постояннотоковото изходно напрежение на усилвателя да бъде близко до средната стойност на захранващото напрежение, което му позволява максимално люлеене на изхода. Потенциалът на напрежението в колекторния възел се изчислява по формулата:

Vc = Vdd- (Ic*R1) = 5V- (0.5mA*5.1K) = 2.45V.

При Beta = 118 базовият ток е Ib = Ic/Beta = 0.5mA/118 = 4.24uA (където Ic е токът на колектора)

Токът на излъчвателя е сума от двата тока: Ie = 0.504mA

Потенциалът в емитерния възел се изчислява като: Ve = Ie*R0 = 0.504mA*2.88KOhm = 1.45V

За Vce остава ~ 1V.

Потенциалът в основата се изчислява като Vb = Vr0+Vbe = 1.45V+0.7V = 2.15V (тук поставям Vbe = 0.7V - стандарт за Si BJT. За Ge е 0.6)

За да се отклони правилно усилвателят, токът, протичащ през резисторния делител, трябва да бъде пъти по -висок от базовия ток. Избирам 10 пъти. ….

По този начин Ir2 = 9* Ib = 9* 4.24uA = 38.2uA

R2 = Vb/Ir2 ~ 56 КОм

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

Нямах тези стойности в портфейла мирезистори и взех R3 = 33Kohm, R2 = 27KOhm - съотношението им е същото като изчислените.

Накрая добавих последовател на източник, натоварен с резистор от 1 КОм. Използва се за намаляване на изходното съпротивление на AM модулатора и за изолиране на усилвателния транзистор от товара.

Цялата верига с добавен излъчвател е представена на снимката по -горе.

Стъпка 4: Време за запояване

Като печатна платка използвах парче перфорирана плоскост.

Отначало съм запоял захранващата верига на базата на регулатора на напрежението 7805.

На входа сложих 47uF кондензатор - всяка по -висока стойност можеше да работи, на изхода сложих кондензаторна банка (същият кондензатор като на входа+100nF керамичен). След това запоявах самостоятелно направения оптрон и резистора за предварително сместване на светодиода. Доставих платката и отново измерих съпротивлението на LDR.

Може да се види на снимката - тя е 2.88KOhm.

Стъпка 5: Запояването продължава

След това съм запоял всички други части на AM модулатора. Тук можете да видите измерените DC стойности в колекторния възел.

Малката разлика, сравняваща изчислената стойност, се дължи на не точно дефинираното Vbe на транзистора (взето 700 вместо измерено 670mV), грешка при измерването на бета (измерено чрез ток на колектора 100uA, но използвано при 0.5mA - BJT Beta зависи по някакъв начин върху тока, преминаващ през устройството; стойностите на резистора разпространяват грешки … и т.н.

За RF входа сложих BNC конектор. На изхода запоявах парче тънък коаксиален кабел. Всички кабели фиксирах към печатната платка с горещо лепило.

Стъпка 6: Тестване и изводи

Свързах и двата генератора на сигнал (вижте снимката на моята настройка). За да наблюдавам сигнала, използвах самоделен осцилоскоп, базиран на комплекта Jyetech DSO068. Това е хубава играчка - съдържа и генератор на сигнали вътре. (Такова съкращение - имам 3 генератора на сигнал на бюрото си!) Бих могъл да използвам и това, което описах в тази инструкция, но в момента не го имах у дома.

Генераторът MAX038, който използвах за RF честота (модулираният) - можех да променя до 20 MHz. XR2206 използвах с фиксиран нискочестотен синусоидален изход. Промених само амплитудата, което в резултат промени дълбочината на модулацията.

Заснемането на екрана на осцилоскопа показва картина на AM сигнала, наблюдаван на изхода на модулатора.

В заключение - този модулатор може да се използва за настройка на различни AM стъпки. Той не е напълно линеен, но за регулиране на резонансните вериги това не е толкова важно. AM модулаторът може да се използва и за FM вериги по някакъв различен начин. Прилага се само RF честота от генератора MAX038. Нискочестотният вход е оставен плаващ. В този режим модулаторът работи като линеен RF усилвател.

Номерът е да се приложи нискочестотният сигнал към входа FM на генератора MAX038. (вход FADC на чип MAX038). По този начин генераторът произвежда FM сигнал и той се усилва само от AM модулатора. Разбира се в тази конфигурация, ако не е необходимо усилване, AM модулаторът може да бъде пропуснат.

Благодаря за вниманието.