Modulator AM - Aproach optic: 6 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:46

Acum câteva luni am cumpărat acest kit de recepție radio DIY DIY de la Banggood. L-am asamblat. (Cum să fac acest lucru am intenționat să descriu în Instructable separat) Chiar și fără nicio reglare, a fost posibil să prindem unele posturi de radio, dar am încercat să ating cel mai bun randament prin ajustarea circuitelor rezonante. Radioul reda mai bine și primea mai multe stații, dar frecvențele stațiilor de recepție afișate de roata variabilă a condensatorului nu corespundeau valorii lor reale. Am constatat că chiar și receptorul funcționează, nu este decupat cu setările corecte. Este posibil să aibă o frecvență intermediară diferită în schimb față de standardul de 455 KHz. Am decis să fac un simplu generator de frecvență AM pentru a tăia toate circuitele rezonante în mod corespunzător. Puteți găsi o mulțime de circuite ale unor astfel de generatoare pe Internet. Cele mai multe dintre ele conțin niște oscilatoare interne cu un număr diferit de bobine sau condensatori comutabili, mixere RF (frecvență radio) și alte circuite radio diferite. Am decis să merg într-un mod mai simplu - să folosesc un modulator AM simplu și ca intrare pentru a aplica semnalele generate de doi generatori de semnal extern, pe care îi aveam la dispoziție. Primul se bazează pe cipul MAX038. Am scris acest lucru instructabil despre asta. Am vrut să folosesc acest lucru ca sursă de frecvență RF. Al doilea generator utilizat în acest proiect este și un kit DIY bazat pe cipul XR2206. Este foarte ușor de lipit și funcționează bine. O altă alternativă drăguță ar putea fi aceasta. L-am folosit ca generator de joasă frecvență. Furniza semnalul modulator AM.

Pasul 1: Principiul muncii

Din nou … - În Internet puteți găsi o mulțime de circuite de modulatoare AM, dar am vrut să folosesc o nouă abordare - ideea mea a fost să modulez cumva câștigul unui amplificator RF cu un singur stadiu. Ca circuit de bază, am luat un amplificator cu emițător comun cu o singură etapă, cu degenerare a emițătorului. Schema amplificatorului este prezentată pe imagine. Câștigul său poate fi prezentat sub forma:

A = -R1 / R0

- semnul „-” este pus pentru a arăta inversiunea polarității semnalului, dar în cazul nostru nu contează. Pentru a modifica câștigul amplificatorului și, astfel, pentru a invoca modularea amplitudinii, am decis să modulez valoarea rezistenței din lanțul emițătorului R0. Reducerea valorii va crește câștigul și invers. Pentru a-i putea modula valoarea, am decis să folosesc LDR (rezistență dependentă de lumină), combinat cu un LED alb.

Pasul 2: Iptocuplator auto-fabricat

Pentru a vă alătura ambelor dispozitive într-o singură parte, Am folosit o culoare negru cu tub termocontractabil pentru a izola rezistența fotosensibilă de lumina ambientală. Mai mult, am constatat că nici măcar un strat de tub de plastic nu este suficient pentru a opri lumina și am introdus îmbinarea într-un al doilea. Folosind multi-metru am măsurat rezistența la întuneric a LDR. După aceea am luat un potențiometru de 47KOhm în serie cu rezistor de 1KOhm, l-am conectat în serie cu LED-ul și am aplicat o sursă de 5V la acest circuit. Întorcând potențiometrul controlam rezistența LDR. Se schimba de la 4,1KOhm la 300Ohm.

Pasul 3: Calcularea valorilor dispozitivului amplificatorului RF și a circuitului final

Am vrut să am câștig total al modulatorului AM ~ 1.5. Am ales un rezistor de colector (R1) 5.1KOhm. Apoi, ar trebui să am ~ 3KOhm pentru R0. Am rotit potențiometrul până când am măsurat această valoare a LDR, am dizolvat circuitul și am măsurat valoarea potențiometrului și rezistorului conectate în serie - era în jur de 35 KOhm. Am decis să folosesc un dispozitiv standard cu valoare rezistor de 33KOhm. La această valoare, rezistența LDR a devenit 2,88KOhm. Acum valorile altor două rezistențe R2 și R3 trebuiau definite. Sunt utilizate pentru polarizarea corectă a amplificatorului. Pentru a putea seta polarizarea corectă, mai întâi trebuie cunoscut Beta (câștigul de curent) al tranzistorului Q1. Am măsurat să fie 118. Am folosit un dispozitiv comun cu siliciu NPN BJT de mică putere.

Următorul pas trebuie să aleg curentul colector. Am ales să fie de 0,5 mA. Aceasta definește tensiunea de ieșire continuă a amplificatorului pentru a fi aproape de valoarea medie a tensiunii de alimentare, permițându-i oscilația maximă de ieșire. Potențialul de tensiune la nodul colector este calculat prin formula:

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

Cu Beta = 118, curentul de bază este Ib = Ic / Beta = 0,5mA / 118 = 4,24uA (unde Ic este curentul colector)

Curentul emițătorului este suma ambilor curenți: Ie = 0.504mA

Potențialul la nodul emițătorului este calculat astfel: Ve = Ie * R0 = 0.504mA * 2.88KOhm = 1.45V

Căci Vce rămâne ~ 1V.

Potențialul la bază este calculat ca Vb = Vr0 + Vbe = 1,45V + 0,7V = 2,15V (aici pun Vbe = 0,7V - standard pentru Si BJT. Pentru Ge este 0,6)

Pentru a influența corect amplificatorul, curentul care trece prin divizorul de rezistență trebuie să fie de ori mai mare decât curentul de bază. Aleg de 10 ori. ….

În acest fel Ir2 = 9 * Ib = 9 * 4.24uA = 38.2uA

R2 = Vb / Ir2 ~ 56 KOhm

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

Nu am avut aceste valori în portofelul meu de rezistențe și am luat R3 = 33Kohm, R2 = 27KOhm - raportul lor este același cu cel calculat.

În cele din urmă, am adăugat o sursă de urmărire încărcată cu rezistență de 1KOhm. Este folosit pentru a reduce rezistența de ieșire a modulatorului AM și pentru a izola tranzistorul amplificator de sarcină.

În imaginea de mai sus este prezentat întregul circuit cu adeptul emițătorului adăugat.

Pasul 4: Timp de lipire

Ca PCB am folosit o bucată de perfoboard.

La început am lipit circuitul de alimentare bazat pe regulatorul de tensiune 7805.

La intrare am pus condensator 47uF - fiecare valoare mai mare ar putea funcționa, la ieșire am pus baterie de condensatori (același condensator ca la intrare + cel ceramic 100nF). După aceea am lipit optocuplatorul auto-fabricat și rezistorul de pre-polarizare pentru LED. Am furnizat placa și am măsurat din nou rezistența LDR.

Se poate vedea pe imagine - este de 2,88KOhm.

Pasul 5: lipirea continuă

După aceea am lipit toate celelalte părți ale modulatorului AM. Aici puteți vedea valorile DC măsurate la nodul colector.

Diferența mică care compară valoarea calculată este cauzată de Vbe nu exact definit al tranzistorului (luat 700 în schimb măsurat 670mV), eroare în măsurarea Beta (măsurată de curentul colector 100uA, dar utilizată la 0,5mA - BJT Beta depinde într-un fel la curentul care trece prin dispozitiv; valorile rezistorului răspândesc erori … etc.

Pentru intrarea RF am pus un conector BNC. La ieșire am lipit o bucată de cablu coaxial subțire. Toate cablurile le-am fixat pe PCB cu adeziv fierbinte.

Pasul 6: Testare și concluzii

Am conectat ambele generatoare de semnal (vezi imaginea configurării mele). Pentru a observa semnalul, am folosit un osciloscop auto-realizat bazat pe kitul Jyetech DSO068. Este o jucărie drăguță - conține, de asemenea, un generator de semnal în interior. (O astfel de redundanță - am 3 generatoare de semnal pe birou!) Aș putea folosi și acest lucru, pe care l-am descris în acest instructiv, dar nu l-am avut acasă în acest moment.

Generatorul MAX038 pe care l-am folosit pentru frecvența RF (cea modulată) - aș putea schimba până la 20 MHz. XR2206 l-am folosit cu ieșire sinusoidală de frecvență joasă fixă. Am schimbat doar amplitudinea, ceea ce a schimbat adâncimea modulației.

O captură a ecranului osciloscopului arată o imagine a semnalului AM observat la ieșirea modulatorului.

Ca concluzie - acest modulator poate fi utilizat pentru reglarea diferitelor etape AM. Nu este complet liniar, dar pentru reglarea circuitelor rezonante, acest lucru nu este atât de important. Modulatorul AM poate fi utilizat și pentru circuitele FM într-un mod diferit. Se aplică doar frecvența RF de la generatorul MAX038. Intrarea de joasă frecvență este lăsată plutitoare. În acest mod modulatorul funcționează ca amplificator liniar RF.

Trucul este să aplicați semnalul de joasă frecvență la intrarea FM a generatorului MAX038. (intrare FADC a cipului MAX038). În acest fel, generatorul produce semnal FM și este amplificat doar de modulatorul AM. Desigur, în această configurație, dacă nu este nevoie de amplificare, modulatorul AM poate fi omis.

Vă mulțumim pentru atenție.