Receptor de conversie directă pe toate benzile: 6 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

Acest instructabil descrie un receptor experimental de conversie directă pe toată banda, pentru recepția semnalelor radio cu bandă laterală, cod morse și teletip de până la 80 MHz. Nu sunt necesare circuite reglate!

Acest proiect avansat se bazează pe primul meu instructabil

Conceptul pentru acest receptor a fost publicat pentru prima dată în 2001: „Detector de produs și metoda acestuia”, brevet US6230000 B1, 8 mai 2001, Daniel Richard Tayloe,

Pasul 1: Teorie

Circuitul de mai sus prezintă un comutator, rezistor și condensator conectat în serie.

Punct de vedere AC (curent alternativ)

Dacă închidem comutatorul și aplicăm un semnal de curent alternativ la intrare, va apărea o tensiune alternativă pe condensator, a cărei amplitudine va scădea odată cu creșterea frecvenței datorită acțiunii divizorului de tensiune.

Un interes deosebit pentru noi este frecvența la care tensiunea de curent alternativ din condensator scade la 70% din intrare. Această frecvență, cunoscută sub numele de „frecvență de întrerupere”, apare atunci când reactanța Xc a condensatorului este egală cu rezistența R. Frecvențele peste frecvența de întrerupere sunt atenuate la o rată de 6 dB / octavă.

Frecvența de întrerupere pentru circuitul meu a fost setată la 3000Hz ceea ce înseamnă că nu există ieșire de curent alternativ pentru frecvențele de difuzare și mai mari.

Punct de vedere DC (curent continuu)

Dacă închidem comutatorul și aplicăm o tensiune continuă la intrare, condensatorul va începe să se încarce la acea valoare. Dacă deschidem comutatorul înainte ca condensatorul să se încarce complet, atunci tensiunea din C va rămâne constantă până când comutatorul este din nou închis.

Primirea unui semnal de înaltă frecvență

Să trecem acum un semnal de înaltă frecvență printr-un comutator care se deschide și se închide astfel încât aceeași porțiune a semnalului de intrare să fie prezentată rețelei RC descrisă mai sus. Chiar dacă semnalul de intrare este cu mult peste frecvența de întrerupere de 3000Hz, condensatorul este întotdeauna prezentat cu aceeași formă de undă DC unipolar și se va încărca la valoarea medie a acelei forme de undă.

În cazul în care semnalul de intrare diferă ușor de frecvența de comutare, condensatorul va începe să se încarce și să se descarce, deoarece întâlnește diferite segmente de formă ale semnalului de intrare. Dacă diferența de frecvență este, să zicem, 1000Hz, atunci vom auzi un ton de 1000Hz pe condensator. Amplitudinea acestui ton va scădea rapid odată ce frecvența diferenței depășește frecvența de întrerupere (3000Hz) a rețelei RC.

rezumat

• Frecvența de comutare determină frecvența de recepție.
• Combinația RC determină cea mai mare frecvență audio care poate fi auzită.
• Amplificarea este necesară deoarece semnalele de intrare sunt foarte slabe (microvolți)

Pasul 2: Diagrama schematică

Circuitul de mai sus are două rețele comutate RC (rezistor - condensator). Motivul pentru două rețele este că toate formele de undă au o formă de undă cu tensiune pozitivă și o formă de undă cu tensiune negativă.

Prima rețea cuprinde R5, comutatorul 2B2 și C8 … a doua rețea cuprinde R5, comutatorul 2B3 și C9.

Amplificatorul diferențial IC5 însumează ieșirile pozitive și negative de la cele două rețele și trece semnalul audio prin C15 la terminalul „ieșire audio” din J2.

Ecuații de proiectare pentru R5, C8 și R5, C9:

XC8 = 2R5 unde XC8 este reactanța capacitivă 1 / (2 * pi * cutoff-freq * C8)

Valorile de 50 ohmi și 0.47uF produc o frecvență de întrerupere de 3000Hz

Motivul multiplicatorului 2 * este că semnalul de intrare este prezentat fiecărei rețele doar pentru jumătate din timp, ceea ce dublează efectiv constanta de timp.

Ecuații de proiectare pentru R7, C13

XC13 = R7 unde XC13 este reactanța capacitivă 1 / (2 * pi * cutoff-freq * C13). Scopul acestei rețele este de a atenua și mai mult semnalele de înaltă frecvență și zgomotul.

Amplificatorul audio:

Câștigul audio al amplificatorului opțional IC5 este stabilit de raportul R7 / R5 care echivalează cu un câștig de tensiune de 10000/50 = 200 (46dB). Pentru a obține acest câștig, R5 a fost conectat la ieșirea cu impedanță redusă a amplificatorului RF (frecvență radio) IC1.

Amplificatorul RF:

Câștigul de tensiune al IC1 este setat de raportul R4 / R3 care echivalează cu 1000/50 = 20 (26dB), oferind un câștig total care se apropie de 72dB, care este potrivit pentru ascultarea prin cască.

Circuitele logice:

IC4 acționează ca un tampon-amplificator între semnalul de vârf la vârf de 3 volți din sinteză și logica de 5 volți pentru IC2. Amplificatorul tampon are un câștig de 2 care este stabilit de raportul rezistențelor R6 / R8.

IC2B este conectat ca o divizare la două. Acest lucru asigură faptul că condensatorii C8 și C9 sunt conectați la R5 pentru perioade egale de timp.

Pasul 3: Placă de circuit imprimat

Vedere de sus și de jos a plăcii de circuit înainte și după ce a fost asamblată.

Un set complet de fișiere Gerber sunt incluse în fișierul zip atașat. Pentru a vă produce propriul PCB, pur și simplu trimiteți acest fișier producătorului de plăci de circuite … obțineți mai întâi o ofertă, deoarece prețurile variază.

Pasul 4: Oscilator local

Acest receptor utilizează sintetizatorul de frecvență descris în

Fișierul atașat „direct-conversion-receiver.txt” conține codul *.ino pentru acest receptor.

Acest cod este aproape identic cu codul pentru sintetizatorul de frecvență de mai sus, cu excepția faptului că frecvența de ieșire este de două ori mai mare decât frecvența de afișare pentru a permite circuitul divizat la doi de pe placa receptorului.

2018-04-30

Cod original în format.ino atașat.

Pasul 5: Asamblare

Fotografia principală arată cum totul este interconectat.

SMD-urile (dispozitive de montare pe suprafață) au fost alese deoarece nu doriți cabluri lungi atunci când comutați la 80 MHz. 0805 componente SMD au fost alese pentru a ușura lipirea manuală.

În ceea ce privește lipirea manuală, este important să cumpărați un fier de călcat cu temperatură controlată, deoarece prea multă căldură va face ca pistele PCB să se ridice. Am folosit un fier de lipit controlat la temperatura de 30W. Secretul este să folosești o mulțime de flux de gel. Măriți temperatura de lipire până când lipirea se topește. Acum aplicați lipirea pe un singur tampon și, cu fierul de lipit încă pe tampon, glisați componenta 0805 împotriva lipitorului folosind o pereche de pensete. Când componenta este poziționată corect, îndepărtați fierul de lipit. Acum lipiți capătul rămas, apoi curățați-vă munca cu alcool izopropilic, care este disponibil de la chimistul local.

Pasul 6: Performanță

Ce pot să spun … funcționează !!

Cea mai bună performanță se obține utilizând o antenă rezonantă cu impedanță redusă pentru banda de interes.

În loc de căști am adăugat un amplificator audio de 12 volți și difuzor. Pre-amplificatorul audio avea propriul regulator de tensiune încorporat pentru a reduce șansa unei bucle de feedback în modul comun prin alimentarea cu baterie de 12 volți.

Clipurile audio atașate au fost obținute utilizând o buclă de sârmă reglată în interior, cu un diametru de aproximativ 2 metri. Centrul buclei a fost trecut printr-o gaură a unui miez de ferită cu două găuri, cu un secundar de 10 ture conectat între sol și intrarea receptorului.

Faceți clic aici pentru a vedea celelalte instructabile ale mele.