AM Modulator - Optical Approach: 6 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

ماه ها پیش این کیت گیرنده رادیو DIY AM را از Banggood خریدم. من آن را مونتاژ کرده ام. (چگونه می خواهم این کار را در دستورالعمل جداگانه توضیح دهم) حتی بدون هیچ گونه تنظیم ، امکان ایستگاه های رادیویی وجود داشت ، اما من سعی کردم با تنظیم مدارهای رزونانس به بهترین عملکرد خود برسم. رادیو بهتر پخش می شد و ایستگاه های بیشتری دریافت می کرد ، اما فرکانس ایستگاه های دریافت کننده که توسط چرخ خازن متغیر نشان داده می شد با ارزش واقعی آنها مطابقت نداشت. من دریافتم که حتی گیرنده کار می کند ، با تنظیمات صحیح بریده نمی شود. احتمالاً فرکانس متوسط متفاوتی دارد بجای استاندارد 455 کیلوهرتز. تصمیم گرفتم یک ژنراتور فرکانس AM ساده بسازم تا همه مدارهای رزونانس را به روش مناسب برش دهم. می توانید مدارهای بسیاری از چنین ژنراتورها را در اینترنت پیدا کنید. اکثر آنها دارای نوسان سازهای داخلی با تعداد مختلف سیم پیچ یا خازن قابل تعویض ، میکسرهای RF (فرکانس رادیویی) و سایر مدارهای رادیویی مختلف هستند. من تصمیم گرفتم راه ساده تری را دنبال کنم - از یک تعدیل کننده ساده AM و به عنوان ورودی برای اعمال سیگنال های تولید شده توسط دو ژنراتور سیگنال خارجی ، که در دسترس بودم استفاده کنم. اولین مورد بر اساس تراشه MAX038 است. من این را در مورد آن آموزنده نوشته ام. من می خواستم از این به عنوان منبع فرکانس RF استفاده کنم. دومین ژنراتور مورد استفاده در این پروژه نیز یک کیت DIY بر اساس تراشه XR2206 است. لحیم کاری آن بسیار آسان است و خوب کار می کند. یک جایگزین خوب دیگر می تواند این باشد. من از آن به عنوان ژنراتور فرکانس پایین استفاده کردم. این سیگنال تعدیل کننده AM را ارائه می داد.

مرحله 1: اصل کار

باز هم …- در اینترنت می توانید مدارهای تعدیل کننده AM را بیابید ، اما من می خواستم از رویکرد جدیدی استفاده کنم- ایده من این بود که به نحوی سود یک تقویت کننده RF تک مرحله ای را تعدیل کنم. به عنوان یک مدار پایه ، من یک مرحله تقویت کننده امیتر مشترک با انحطاط امیتر گرفته ام. شماتیک تقویت کننده روی تصویر نشان داده شده است. سود آن را می توان به شکل زیر ارائه کرد:

A = -R1/R0

- علامت "-" برای نشان دادن وارونگی قطب سیگنال قرار می گیرد ، اما در مورد ما مهم نیست. برای تغییر افزایش تقویت کننده و در نتیجه فراخوانی مدولاسیون دامنه ، تصمیم گرفتم مقدار مقاومت را در زنجیره امیتور R0 تعدیل کنم. کاهش ارزش آن سود را افزایش می دهد و برعکس. برای اینکه بتوانم مقدار آن را تعدیل کنم ، تصمیم گرفتم از LDR (مقاومت وابسته به نور) ، همراه با LED سفید استفاده کنم.

مرحله 2: Iptocoupler خود ساخته

برای اتصال هر دو دستگاه در یک قسمت واحد ،

من از یک لوله سیاه رنگ حرارتی برای جدا کردن مقاومت حساس به نور از نور محیط استفاده کردم. علاوه بر این ، من متوجه شده ام که حتی یک لایه لوله پلاستیکی برای متوقف کردن نور کافی نیست ، و اتصال را در لایه دوم وارد کردم. با استفاده از چند متر ، مقاومت تاریکی LDR را اندازه گیری کردم. پس از آن من یک پتانسیومتر 47 کیلو اهم به صورت سری با مقاومت 1 کیلو اهم گرفتم ، آن را به صورت سری با LED وصل کردم و منبع تغذیه 5 ولت را به این مدار وصل کردم. با چرخاندن پتانسیومتر مقاومت LDR را کنترل می کردم. از 4.1 کیلو اهم به 300 اهم تغییر می کرد.

مرحله 3: محاسبه مقادیر دستگاه تقویت کننده RF و مدار نهایی

من می خواستم به طور کلی 1.5 ~ از تعدیل کننده AM سود کنم. من یک مقاومت جمع کننده (R1) 5.1KOhm را انتخاب کرده ام. سپس ، من باید 3KOhm برای R0 داشته باشم. پتانسیومتر را چرخاندم تا این مقدار LDR را اندازه گرفتم ، مدار را جدا کردم و مقدار پتانسیومتر و مقاومت سریال متصل را اندازه گیری کردم - حدود 35 کیلو اهم بود. تصمیم گرفتم از دستگاه مقاومت استاندارد 33 کیلو اهم استفاده کنم. در این مقدار ، مقاومت LDR 2.88KOhm شد. حال مقادیر دو مقاومت دیگر R2 و R3 باید تعریف شود. آنها برای تعصب مناسب تقویت کننده استفاده می شوند. برای اینکه بتوان بایاس را درست تنظیم کرد ، ابتدا باید بتا (افزایش جریان) ترانزیستور Q1 مشخص باشد. اندازه من 118 است. من از دستگاه سیلیکون کم مصرف NPN BJT با قدرت کم استفاده کردم.

گام بعدی برای انتخاب جریان جمع کننده است. من آن را 0.5 میلی آمپر انتخاب کردم. این امر نشان می دهد که ولتاژ خروجی DC تقویت کننده نزدیک به مقدار میانی ولتاژ منبع تغذیه است و به این ترتیب حداکثر نوسان خروجی را امکان پذیر می کند. پتانسیل ولتاژ در گره جمع کننده با فرمول محاسبه می شود:

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

با بتا = 118 جریان پایه Ib = Ic/Beta = 0.5mA/118 = 4.24uA (جایی که Ic جریان جمع کننده است)

جریان ساطع کننده مجموع هر دو جریان است: یعنی = 0.504mA

پتانسیل در گره ساطع کننده محاسبه می شود: Ve = Ie*R0 = 0.504mA*2.88KOhm = 1.45V

برای Vce 1 ولت باقی می ماند.

پتانسیل پایه بصورت Vb = Vr0+Vbe = 1.45V+0.7V = 2.15V محاسبه می شود (در اینجا Vbe = 0.7V - استاندارد برای Si BJT. برای Ge 0.6 است)

برای تعصب صحیح تقویت کننده ، جریان جاری از تقسیم مقاومت باید چند برابر بیشتر از جریان پایه باشد. من 10 بار انتخاب می کنم ….

به این ترتیب Ir2 = 9* Ib = 9* 4.24uA = 38.2uA

R2 = Vb/Ir2 ~ 56 کیلو اهم

R3 = (Vdd-Vb)/Ir3 ~ 68 کیلو اهم

من این مقادیر را در کیف پول myresistors نداشتم و R3 = 33Kohm ، R2 = 27KOhm را گرفته ام - نسبت آنها با موارد محاسبه شده یکسان است.

در نهایت من یک پیرو منبع بارگذاری شده با مقاومت 1 کیلو اهم اضافه کردم. برای کاهش مقاومت خروجی مدولاتور AM و جدا کردن ترانزیستور تقویت کننده از بار استفاده می شود.

کل مدار با دنبال کننده امیتر اضافه شده در تصویر بالا نشان داده شده است.

مرحله 4: زمان لحیم کاری

به عنوان PCB از یک تکه پرفوبورد استفاده کردم.

در ابتدا مدار تغذیه را بر اساس تنظیم کننده ولتاژ 7805 لحیم کردم.

در ورودی خازن 47uF قرار دادم - هر مقدار بالاتر می تواند کار کند ، در خروجی بانک خازن (همان خازن ورودی+100nF سرامیکی) قرار دادم. پس از آن من اپتوکوپلر خود ساخته و مقاومت پیش بایاس برای LED را لحیم کردم. من برد را تهیه کرده ام و دوباره مقاومت LDR را اندازه گیری کرده ام.

این را می توان در تصویر مشاهده کرد - 2.88KOhm است.

مرحله 5: لحیم کاری ادامه می یابد

پس از آن من تمام قسمتهای دیگر مدولاتور AM را لحیم کردم. در اینجا می توانید مقادیر DC اندازه گیری شده را در گره جمع کننده مشاهده کنید.

تفاوت کوچک در مقایسه مقدار محاسبه شده ناشی از Vbe دقیق ترانزیستور نیست (در عوض 700 اندازه گیری شده است 670 میلی ولت) ، خطا در اندازه گیری بتا (با جریان جمع آوری 100 وات اندازه گیری می شود ، اما در 0.5 میلی آمپر استفاده می شود - BJT بتا به نوعی بستگی دارد در جریان عبوری از دستگاه ؛ مقادیر مقاومت خطاها را گسترش می دهد … و غیره.

برای ورودی RF یک کانکتور BNC قرار دادم. در خروجی یک تکه کابل کواکس نازک را لحیم کردم. همه کابل ها را با چسب حرارتی روی PCB ثابت کردم.

مرحله 6: آزمایش و جمع بندی

من هر دو ژنراتور سیگنال را وصل کرده ام (تصویر تنظیمات من را ببینید). برای مشاهده سیگنال ، من از یک اسیلوسکوپ ساخته شده بر اساس کیت Jyetech DSO068 استفاده کرده ام. این یک اسباب بازی زیبا است - همچنین دارای ژنراتور سیگنال در داخل آن است. (چنین افزونگی - من 3 دستگاه تولید کننده سیگنال روی میز کارم دارم!) همچنین می توانم از این مورد استفاده کنم ، که در این دستورالعمل توضیح دادم ، اما در آن لحظه آن را در خانه نداشتم.

ژنراتور MAX038 که من برای فرکانس RF (مدوله شده) استفاده کردم - می توانم تا 20 مگاهرتز تغییر کنم. XR2206 که من با خروجی سینوسی با فرکانس پایین ثابت استفاده کردم. من فقط دامنه را تغییر داده ام ، آنچه در نتیجه عمق مدولاسیون را تغییر داد.

ضبط صفحه اسیلوسکوپ تصویری از سیگنال AM مشاهده شده در خروجی تعدیل کننده را نشان می دهد.

به عنوان نتیجه گیری - این تعدیل کننده می تواند برای تنظیم مراحل مختلف AM استفاده شود. این کاملاً خطی نیست ، اما برای تنظیم مدارهای رزونانس ، این مهم نیست. مدولاتور AM را می توان برای مدارهای FM نیز به طرق مختلف استفاده کرد. فقط فرکانس RF از ژنراتور MAX038 اعمال می شود. ورودی فرکانس پایین شناور باقی می ماند. در این حالت تعدیل کننده به عنوان تقویت کننده خطی RF کار می کند.

ترفند این است که سیگنال فرکانس پایین را در FM ورودی ژنراتور MAX038 اعمال کنید. (ورودی FADC تراشه MAX038). به این ترتیب ژنراتور سیگنال FM تولید می کند و فقط توسط تعدیل کننده AM تقویت می شود. البته در این پیکربندی ، در صورت عدم نیاز به تقویت ، می توان تعدیل کننده AM را حذف کرد.

با تشکر از توجه شما.