AM -modulator - optisk fremgangsmåte: 6 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:25

For måneder siden kjøpte jeg dette DIY AM radiomottakersettet fra Banggood. Jeg har montert den. (Hvordan gjøre dette hadde jeg tenkt å beskrive i separat Instructable) Selv uten noen tuning var det mulig å fange noen radiostasjoner, men jeg prøvde å oppnå den beste ytelsen ved å justere resonanskretsene. Radioen spilte bedre og mottok flere stasjoner, men frekvensene til mottaksstasjonene som ble vist av det variable kondensatorhjulet stemte ikke overens med deres virkelige verdi. Jeg har funnet ut at selv om mottakeren fungerer, er den ikke trimmet med riktige innstillinger. Muligens har den forskjellig mellomfrekvens i stedet for standard 455 KHz. Jeg bestemte meg for å lage en enkel AM -frekvensgenerator for å trimme alle resonanskretser på riktig måte. Du kan finne mange kretser av slike generatorer på Internett. De fleste av dem inneholder noen interne oscillatorer med innebygd forskjellig antall byttbare spoler eller kondensatorer, RF (radiofrekvens) miksere og andre forskjellige radiokretser. Jeg bestemte meg for å gå på en mer enkel måte - å bruke en enkel AM -modulator og som inngang for å bruke signalene generert av to eksterne signalgeneratorer, som jeg hadde tilgjengelig. Den første er basert på MAX038 -brikken. Jeg har skrevet dette instruerbart om det. Jeg ønsket å bruke dette som RF -frekvenskilde. Den andre generatoren som brukes i dette prosjektet er også et DIY -kit basert på XR2206 -brikken. Det er veldig enkelt å lodde og fungerer fint. Et annet fint alternativ kan være dette. Jeg brukte den som en lavfrekvent generator. Det ga AM -modulerende signal.

Trinn 1: Arbeidsprinsipp

Igjen …- På Internett kan du finne mange kretser av AM-modulatorer, men jeg ønsket å bruke en ny tilnærming- min idé var å modulere gevinsten til en ett-trinns RF-forsterker. Som en basiskrets har jeg tatt en enkeltfaseforsterker med emitterdegenerasjon. Skjematikken til forsterkeren er presentert på bildet. Gevinsten kan presenteres i formen:

A = -R1/R0

- tegnet "-" er satt for å vise inversjonen av signalpolariteten, men i vårt tilfelle spiller det ingen rolle. For å endre forsterkerforsterkningen og dermed for å påkalle amplitudemodulering bestemte jeg meg for å modulere verdien av motstanden i emitterkjeden R0. Å redusere verdien vil øke gevinsten og omvendt. For å kunne modulere verdien bestemte jeg meg for å bruke LDR (lysavhengig motstand), kombinert med en hvit LED.

Trinn 2: Selvlaget Iptocoupler

For å koble sammen begge enhetene i en enkelt del, Jeg brukte en termisk krympbar rør svart farge for å isolere den lysfølsomme motstanden fra omgivelseslyset. Videre har jeg funnet ut at til og med ett lag plastrør ikke er nok til å stoppe lyset, og jeg satte inn skjøten i et annet. Ved å bruke multimeter målte jeg den mørke motstanden til LDR. Etter det tok jeg et potensiometer på 47KOhm i serie med 1KOhm motstand, koblet det i serie med LED og tilførte 5V forsyning til denne kretsen. Ved å dreie potensiometeret kontrollerte jeg motstanden til LDR. Den endret seg fra 4,1KOhm til 300Ohm.

Trinn 3: Beregning av RF -forsterkerens enhetsverdier og sluttkretsen

Jeg ønsket å ha total gevinst på AM -modulatoren ~ 1.5. Jeg har valgt en kollektormotstand (R1) 5.1KOhm. Da må jeg ha ~ 3KOhm for R0. Jeg snudde potensiometeret til jeg målte denne verdien av LDR, jeg demonterte kretsen og målte verdien av det serielt tilkoblede potensiometeret og motstanden - det var rundt 35 KOhm. Jeg bestemte meg for å bruke 33KOhm standard enhet for motstandsverdi. Ved denne verdien ble LDR -motstanden 2,88KOhm. Nå måtte verdiene til de to andre motstandene R2 og R3 defineres. De brukes til riktig forspenning av forsterkeren. For å kunne angi forspenningen korrekt, må først beta (strømforsterkning) til transistoren Q1 være kjent. Jeg har målt til å være 118. Jeg brukte en vanlig NPN BJT -enhet med lav effekt.

Det neste trinnet jeg valgte kollektorstrømmen. Jeg har valgt at den skal være 0,5mA. Dette definerer DC -utgangsspenningen til forsterkeren til å være nær den midterste verdien av forsyningsspenningen, slik at den gir maksimal utgangssving. Spenningspotensialet ved kollektornoden beregnes med formelen:

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

Med Beta = 118 er basestrømmen Ib = Ic/Beta = 0,5mA/118 = 4,24uA (hvor Ic er kollektorstrømmen)

Emitterstrømmen er summen av begge strømmer: Ie = 0,504mA

Potensialet ved emitternoden beregnes som: Ve = Ie*R0 = 0,504mA*2,88KOhm = 1,45V

For Vce forblir ~ 1V.

Potensialet ved basen beregnes som Vb = Vr0+Vbe = 1,45V+0,7V = 2,15V (her setter jeg Vbe = 0,7V - standard for Si BJT. For Ge er det 0,6)

For å forspille forsterkeren riktig må strømmen som strømmer gjennom motstandsdeleren være ganger høyere enn basestrømmen. Jeg velger 10 ganger. ….

På denne måten Ir2 = 9* Ib = 9* 4.24uA = 38.2uA

R2 = Vb/Ir2 ~ 56 KOhm

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

Jeg hadde ikke disse verdiene i myresistors lommebok, og jeg har tatt R3 = 33Kohm, R2 = 27KOhm - forholdet er det samme som beregnet.

Til slutt la jeg til en kildefølger lastet med 1KOhm motstand. Den brukes til å redusere utmatningsmotstanden til AM -modulatoren og for å isolere forsterkerens transistor fra belastningen.

Hele kretsen med ekstra emitterfølger er presentert på bildet ovenfor.

Trinn 4: Loddetid

Som PCB brukte jeg et stykke perfoboard.

Først har jeg loddet strømforsyningskretsen basert på spenningsregulatoren 7805.

Ved inngangen satte jeg 47uF kondensator - hver høyere verdi kunne fungere, ved utgangen satte jeg kondensatorbanken (den samme kondensatoren som ved inngangen+100nF keramisk). Etter det loddet jeg den selvlagde optokobleren og forspenningsmotstanden for LED-en. Jeg har levert brettet, og jeg har målt motstanden til LDR igjen.

Det kan sees på bildet - det er 2.88KOhm.

Trinn 5: Lodding fortsetter

Etter det har jeg loddet alle andre deler av AM -modulatoren. Her kan du se de målte DC -verdiene ved kollektornoden.

Den lille forskjellen som sammenligner den beregnede verdien skyldes ikke nøyaktig definert Vbe i transistoren (tatt 700 i stedet målt 670mV), feil i Betamålingen (målt med kollektorstrøm 100uA, men brukt ved 0,5mA - BJT Beta avhenger på en eller annen måte på strømmen som går gjennom enheten.; motstandsverdier sprer feil … etc.

For RF -inngangen satte jeg en BNC -kontakt. Ved utgangen loddet jeg et stykke tynn koaksialkabel. Alle kablene festet jeg til PCB med varmt lim.

Trinn 6: Testing og konklusjoner

Jeg har koblet til begge signalgeneratorene (se bildet av oppsettet mitt). For å observere signalet har jeg brukt et selvlaget oscilloskop basert på Jyetech-settet DSO068. Det er et fint leketøy - inneholder også signalgenerator inni. (Slik redundans - jeg har 3 signalgeneratorer på skrivebordet mitt!) Jeg kunne også bruke dette, som jeg beskrev i denne instruerbare, men jeg hadde det ikke hjemme for øyeblikket.

MAX038 -generatoren jeg brukte til RF -frekvens (den modulerte) - jeg kunne bytte til 20 MHz. XR2206 brukte jeg med fast lavfrekvent sinusutgang. Jeg har bare endret amplituden, det som resulterte i endret dybden på modulasjonen.

En fangst av oscilloskopskjermen viser et bilde av AM -signalet observert ved modulatorutgangen.

Som konklusjon - denne modulatoren kan brukes til tuning av forskjellige AM -stadier. Det er ikke helt lineært, men for justering av resonanskretser er dette ikke så viktig. AM -modulatoren kan også brukes til FM -kretser på en annen måte. Bare RF -frekvens fra MAX038 -generatoren brukes. Lavfrekvensinngangen er flytende. I denne modusen fungerer modulatoren som lineær RF -forsterker.

Trikset er å bruke lavfrekvenssignalet ved inngang FM til MAX038 generatoren. (inngang FADC på MAX038 -brikke). På denne måten produserer generatoren FM -signal, og det forsterkes bare av AM -modulatoren. Selvfølgelig i denne konfigurasjonen, hvis ingen forsterkning er nødvendig, kan AM -modulatoren utelates.

Takk for din oppmerksomhet.