گیرنده تبدیل مستقیم باند: 6 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:54

این دستورالعمل یک گیرنده تمام باند آزمایشی "تبدیل مستقیم" را برای دریافت تک باند جانبی ، کد مورس و سیگنال های رادیویی تا 80 مگاهرتز توصیف می کند. مدارهای تنظیم شده مورد نیاز نیست!

این پروژه پیشرفته بر اساس اولین دستورالعمل من https://www.instructables.com/id/Arduino-Frequency-Synthesiser-Using-160MHz-Si5351 ساخته شده است

مفهوم این گیرنده برای اولین بار در سال 2001 منتشر شد: "آشکارساز محصول و روش آن" ، ثبت اختراع US6230000 B1 ، 8 مه 2001 ، دانیل ریچارد تیلو ،

مرحله 1: نظریه

مدار بالا یک سوئیچ ، مقاومت و خازن را نشان می دهد که به صورت سری به هم متصل شده اند.

دیدگاه AC (جریان متناوب)

اگر سوئیچ را ببندیم و یک سیگنال AC به ورودی اعمال کنیم ، یک ولتاژ AC در خازن ظاهر می شود که دامنه آن با افزایش فرکانس به دلیل عمل تقسیم ولتاژ کاهش می یابد.

مورد توجه ما فرکانسی است که در آن ولتاژ AC در خازن به 70 of از ورودی می افتد. این فرکانس ، که به عنوان "فرکانس قطع" شناخته می شود ، زمانی رخ می دهد که راکتانس Xc خازن برابر مقاومت R. باشد فرکانس های بالای فرکانس قطع با نرخ 6dB/اکتاو ضعیف می شوند.

فرکانس قطع مدار من روی 3000 هرتز تنظیم شده است ، بدین معنی که خروجی AC برای فرکانس های پخش و بالاتر وجود ندارد.

دیدگاه DC (جریان مستقیم)

اگر سوئیچ را ببندیم و ولتاژ DC را روی ورودی اعمال کنیم ، خازن با آن مقدار شروع به شارژ می کند. اگر سوئیچ را قبل از شارژ کامل خازن باز کنیم ، ولتاژ C ثابت می ماند تا زمانی که سوئیچ دوباره بسته شود.

دریافت سیگنال فرکانس بالا

اکنون یک سیگنال فرکانس بالا را از طریق یک سوئیچ باز و بسته می کنیم به گونه ای که همان قسمت از سیگنال ورودی به شبکه RC ارائه شده در بالا ارائه شود. حتی اگر سیگنال ورودی بسیار بالاتر از فرکانس قطع 3000Hz باشد ، خازن همیشه با همان شکل موج DC یک قطبی ارائه می شود و به مقدار متوسط آن شکل موج شارژ می شود.

اگر سیگنال ورودی تفاوت کمی با فرکانس سوئیچینگ داشته باشد ، خازن با برخورد با بخشهای مختلف شکل سیگنال ورودی شروع به شارژ و تخلیه می کند. اگر فرکانس اختلاف ، مثلاً 1000 هرتز باشد ، ما صدای 1000Hz را در سراسر خازن می شنویم. هنگامی که فرکانس اختلاف از فرکانس قطع (3000Hz) شبکه RC فراتر رود ، دامنه این تن به سرعت کاهش می یابد.

خلاصه

• فرکانس سوئیچ فرکانس دریافت را تعیین می کند.
• ترکیب RC بیشترین فرکانس صوتی قابل شنیدن را تعیین می کند.
• تقویت سیگنال های ورودی بسیار ضعیف است (میکرو ولت)

مرحله 2: نمودار شماتیک

مدار فوق دارای دو شبکه RC (مقاومت - خازن) سوئیچ شده است. دلیل وجود دو شبکه این است که همه شکل های موج دارای شکل موج با ولتاژ مثبت و شکل موج با ولتاژ منفی هستند.

شبکه اول شامل R5 ، سوئیچ 2B2 و C8 … شبکه دوم شامل R5 ، سوئیچ 2B3 و C9 است.

تقویت کننده دیفرانسیل IC5 خروجی های مثبت و منفی دو شبکه را جمع می کند و سیگنال صوتی را از طریق C15 به پایانه "خروجی صدا" J2 منتقل می کند.

طراحی معادلات برای R5 ، C8 و R5 ، C9:

XC8 = 2R5 که در آن XC8 راکتانس خازنی 1/(2*pi*cut-freq*C8) است

مقادیر 50 اهم و 0.47uF فرکانس قطع 3000Hz را ایجاد می کند

دلیل ضرب 2*این است که سیگنال ورودی فقط برای نصف زمان به هر شبکه ارائه می شود که به طور م constantثر ثابت زمان را دو برابر می کند.

طراحی معادلات برای R7 ، C13

XC13 = R7 که XC13 راکتانس خازنی 1/(2*pi*cut-freq*C13) است. هدف این شبکه تضعیف بیشتر سیگنالهای فرکانس بالا و نویز است.

تقویت کننده صدا:

افزایش صوتی op-amp IC5 با نسبت R7/R5 تنظیم می شود که برابر با افزایش ولتاژ 10000/50 = 200 (46dB) است. برای به دست آوردن این افزایش R5 به خروجی امپدانس کم تقویت کننده RF (فرکانس رادیویی) IC1 متصل شده است.

تقویت کننده RF:

افزایش ولتاژ IC1 با نسبت R4/R3 معادل 1000/50 = 20 (26dB) تعیین می شود که به طور کلی به 72dB نزدیک می شود که برای گوش دادن به تلفن مناسب است.

مدارهای منطقی:

IC4 به عنوان یک تقویت کننده بافر بین سیگنال 3 ولت از نقطه به نقطه از سنتز و منطق 5 ولت برای IC2 عمل می کند. تقویت کننده بافر دارای سود 2 است که با نسبت مقاومت R6/R8 تنظیم می شود.

IC2B به صورت تقسیم بر دو سیم کشی می شود. این امر باعث می شود که خازن های C8 و C9 به مدت مساوی به R5 متصل شوند.

مرحله 3: برد مدار چاپی

نمای بالا و پایین برد مدار قبل و بعد از مونتاژ.

مجموعه کاملی از فایل های Gerber در فایل فشرده ضمیمه شده است. برای تولید PCB خود ، کافی است این فایل را به تولید کننده برد مدار ارسال کنید … زیرا قیمتها متفاوت است ، ابتدا یک پیشنهاد دریافت کنید.

مرحله 4: نوسان ساز محلی

این گیرنده از سینتی سایزر فرکانس توضیح داده شده در https://www.instructables.com/id/Arduino-Frequency-Synthesiser-Using-160MHz-Si5351 استفاده می کند

فایل پیوست "direct-conversion-receiver.txt" حاوی کد *.ino برای این گیرنده است.

این کد تقریباً مشابه کد دستگاه سنتز کننده فرکانس فوق است با این تفاوت که فرکانس خروجی دو برابر فرکانس نمایش است تا مدار تقسیم بر دو بر روی برد گیرنده امکان پذیر شود.

2018-04-30

کد اصلی با فرمت.ino پیوست شده است.

مرحله 5: مونتاژ

عکس اصلی نشان می دهد که چگونه همه چیز به هم متصل است.

SMD (دستگاههای نصب روی سطح) به این دلیل انتخاب شده اند که هنگام تعویض در 80 مگاهرتز سرنخ طولانی نمی خواهید. 0805 قطعه SMD برای سهولت لحیم کاری با دست انتخاب شد.

در حالی که در مورد لحیم کاری دستی خرید آهن کنترل شده با درجه حرارت بسیار مهم است زیرا گرمای زیاد باعث بلند شدن مسیرهای PCB می شود. من از دستگاه لحیم کاری با دمای 30 وات استفاده کردم. راز این است که از مقدار زیادی ژل شار استفاده کنید. دمای لحیم کاری را افزایش دهید تا لحیم کاری فقط ذوب شود. اکنون لحیم را روی یک پد بمالید و با لحیم کاری لحیم کاری روی پد ، با استفاده از یک موچین ، جزء 0805 را روی آهن لحیم کاری بکشید. هنگامی که قطعه به درستی قرار گرفت ، آهن لحیم کاری را بردارید. حالا قسمت باقی مانده را لحیم کنید و سپس کار خود را با ایزوپروپیل الکل که از شیمیدان محلی شما در دسترس است ، تمیز کنید.

مرحله 6: عملکرد

چی بگم… کار میکنه !!

بهترین عملکرد با استفاده از آنتن رزونانسی با امپدانس کم برای گروه مورد نظر بدست می آید.

به جای هدفون ، یک تقویت کننده و بلندگوی 12 ولتی اضافه کردم. پیش تقویت کننده صوتی دارای تنظیم کننده ولتاژ داخلی خود است تا احتمال ایجاد یک حلقه بازخورد حالت معمول از طریق منبع تغذیه باتری 12 ولت را کاهش دهد.

کلیپ های صوتی پیوست شده با استفاده از یک حلقه سیم داخلی داخلی به قطر حدود 2 متر بدست آمده است. مرکز حلقه از طریق یک سوراخ هسته فریت دو سوراخ با 10 دور ثانویه که بین زمین و ورودی گیرنده متصل است ، عبور می کند.

برای مشاهده سایر دستورالعمل های من اینجا را کلیک کنید.