מאפנן AM - גישה אופטית: 6 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:17

לפני חודשים קניתי את ערכת מקלט הרדיו של DIY AM מ- Banggood. ריכזתי אותו. (כיצד לעשות זאת התכוונתי לתאר במדריך נפרד) אפילו ללא כוונון, ניתן היה לתפוס כמה תחנות רדיו, אך ניסיתי להגיע לביצועים הטובים ביותר שלה על ידי התאמת מעגלי התהודה. הרדיו התנגן טוב יותר וקיבל יותר תחנות, אך התדרים של תחנות הקבלה המוצגות על ידי גלגל הקבלים המשתנה לא התאימו לערכן האמיתי. גיליתי שאפילו המקלט עובד, הוא אינו גזום עם ההגדרות הנכונות. יתכן שיש לו תדר ביניים שונה במקום 455 קילוהרץ הסטנדרטי. החלטתי להכין מחולל תדרים AM פשוט לקיצוץ כל מעגלי התהודה בצורה הנכונה. אתה יכול למצוא הרבה מעגלים של גנרטורים כאלה באינטרנט. רובם מכילים כמה מתנדים פנימיים עם מספר שונה של סלילים או קבלים הניתנים להחלפה, מערבבי RF (תדר רדיו) ומעגלי רדיו שונים אחרים. החלטתי ללכת בדרך פשוטה יותר - להשתמש באפנן AM פשוט וככניסה ליישום האותות המופקים על ידי שני מחוללי אותות חיצוניים, שהיו לי זמינים. הראשון מבוסס על שבב MAX038. כתבתי על זה מורה על זה. רציתי להשתמש בזה כמקור תדר RF. הגנרטור השני המשמש בפרויקט זה הוא גם ערכת DIY המבוססת על שבב XR2206. קל מאוד להלחם ועובד מצוין. אלטרנטיבה נחמדה נוספת יכולה להיות זו. השתמשתי בו כמחולל בתדר נמוך. הוא סיפק את האות המווסת את AM.

שלב 1: עקרון העבודה

שוב …- באינטרנט אתה יכול למצוא הרבה מעגלים של מאפנני AM, אבל רציתי להשתמש בגישה חדשה- הרעיון שלי היה לווסת איכשהו את הרווח של מגבר RF שלב אחד. כמעגל בסיס לקחתי מגבר פולט משותף שלב אחד עם ניוון פולט. הסכימות של המגבר מוצגות בתמונה. ניתן להציג את הרווח שלו בצורה:

A = -R1/R0

- הסימן "-" מציג את היפוך קוטביות האות, אך במקרה שלנו זה לא משנה. כדי לשנות את רווח המגבר ובכך להפעיל אפנון משרעת החלטתי לווסת את ערך הנגד בשרשרת הפולט R0. הפחתת ערך זה תגדיל את הרווח ולהיפך. כדי להיות מסוגל לווסת את ערכו, החלטתי להשתמש ב- LDR (נגד תלוי אור), בשילוב עם LED לבן.

שלב 2: Iptocoupler תוצרת עצמית

כדי להצטרף לשני המכשירים בחלק אחד, השתמשתי בצבע שחור של צינור תרמי להתכווץ כדי לבודד את הנגד הרגיש לאור האור הסביבתי. יתר על כן, גיליתי כי אפילו שכבה אחת של צינורית פלסטיק אינה מספיקה במלואה כדי לעצור את האור, והכנסתי את החיבור לשנייה. בעזרת ריבוי מטרים מדדתי את ההתנגדות הכהה של ה- LDR. לאחר מכן לקחתי פוטנציומטר של 47KOhm בסדרה עם נגד 1KOhm, חיברתי אותו בסדרה עם הלד והפעלתי אספקת 5V למעגל זה. בסיבוב הפוטנציומטר שלטתי בהתנגדות ה- LDR. הוא השתנה מ 4.1KOhm ל- 300Ohm.

שלב 3: חישוב ערכי מכשיר מגבר ה- RF והמעגל הסופי

רציתי לקבל רווח כולל של אפנן AM ~ 1.5. בחרתי בנגד אספן (R1) 5.1KOhm. לאחר מכן, יהיה עלי ~ 3KOhm עבור R0. סובבתי את הפוטנציומטר עד שמדדתי את הערך הזה של ה- LDR, פירקתי את המעגל ומדדתי את הערך של הפוטנציומטר והנגד המחובר הסדרתי - הוא היה בסביבות 35 קאוהם. החלטתי להשתמש במכשיר ערך הנגד הסטנדרטי של 33KOhm. בערך זה ההתנגדות ל- LDR הפכה ל- 2.88KOhm. כעת היה צריך להגדיר את הערכים של שני הנגדים האחרים R2 ו- R3. הם משמשים להטייה נכונה של המגבר. כדי להיות מסוגל להגדיר את ההטייה הנכונה, ראשית יש לדעת את בטא (רווח זרם) של הטרנזיסטור Q1. מדדתי להיות 118. השתמשתי במכשיר NPN BJT סיליקון בעל צריכת חשמל נמוכה.

השלב הבא אני בחר את זרם האספנים. בחרתי שזה יהיה 0.5mA. זה מגדיר את מתח יציאת DC של המגבר להיות קרוב לערך האמצעי של מתח האספקה, ומאפשר לו את תנופת הפלט המרבית. פוטנציאל המתח בצומת האספן מחושב לפי הנוסחה:

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

עם בטא = 118 זרם הבסיס הוא Ib = Ic/Beta = 0.5mA/118 = 4.24uA (כאשר Ic הוא זרם הקולט)

זרם הפולט הוא סכום שני הזרמים: כלומר = 0.504mA

הפוטנציאל בצומת הפולט מחושב כך: Ve = Ie*R0 = 0.504mA*2.88KOhm = 1.45V

עבור Vce נשאר ~ 1V.

הפוטנציאל בבסיס מחושב כ- Vb = Vr0+Vbe = 1.45V+0.7V = 2.15V (כאן שמתי Vbe = 0.7V - תקן עבור Si BJT. עבור Ge הוא 0.6)

כדי להטות את המגבר בצורה נכונה, הזרם הזורם דרך מחלק הנגדים חייב להיות גבוה פי כמה מהזרם הבסיסי. אני בוחר 10 פעמים. ….

בדרך זו Ir2 = 9* Ib = 9* 4.24uA = 38.2uA

R2 = Vb/Ir2 ~ 56 KOhm

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

לא היו לי ערכים אלה בארנק myresistors, ולקחתי R3 = 33Kohm, R2 = 27KOhm - היחס שלהם זהה לאלה המחושבים.

לבסוף הוספתי עוקב מקור טעון בנגד 1KOhm. הוא משמש להפחתת התנגדות הפלט של מאפנן ה- AM ולבידוד הטרנזיסטור של המגבר מהעומס.

המעגל כולו עם עוקב פולט נוסף נוסף מוצג בתמונה למעלה.

שלב 4: זמן הלחמה

כ- PCB השתמשתי בחתיכת perfoboard.

בהתחלה הלחמתי את מעגל אספקת החשמל המבוסס על ווסת המתח 7805.

בכניסה שמתי קבל 47uF - כל ערך גבוה יותר יכול לעבוד, ביציאה שמתי בנק קבלים (אותו קבל כמו בקלט+100nF קרמיקה). לאחר מכן הלחמתי את ה- optocoupler תוצרת עצמית ואת הנגד המוטה מראש של ה- LED. סיפקתי את הלוח ומדדתי שוב את ההתנגדות של ה- LDR.

ניתן לראות אותו בתמונה - הוא 2.88 קאוהם.

שלב 5: ההלחמה נמשכת

לאחר מכן הלחמתי את כל שאר החלקים של אפנן AM. כאן תוכל לראות את ערכי DC הנמדדים בצומת האספנים.

ההבדל הקטן בהשוואת הערך המחושב נובע מ- Vbe לא מוגדר בדיוק של הטרנזיסטור (נלקח 700 במקום נמדד 670mV), שגיאה במדידת ביתא (נמדדת על ידי זרם הקולט 100uA, אך משמשת ב 0.5mA - BJT Beta תלוי בדרך כלשהי על הזרם העובר במכשיר. ערכי הנגד מפיצים שגיאות … וכו '.

עבור קלט ה- RF שמתי מחבר BNC. ביציאה הלחמתי פיסת כבל שדל דק. את כל הכבלים תיקנתי למחשב הלוח בעזרת דבק חם.

שלב 6: בדיקות והשלכות

חיברתי את שני מחוללי האותות (ראו את תמונת ההתקנה שלי). כדי לצפות באות השתמשתי באוסילוסקופ תוצרת עצמית המבוסס על ערכת Jyetech DSO068. זהו צעצוע נחמד - מכיל גם מחולל אותות בפנים."

המחולל MAX038 בו השתמשתי לתדר RF (המאופנן) - יכולתי לשנות עד 20 מגה -הרץ. ה- XR2206 שהשתמשתי בו עם פלט סינוס בתדר נמוך קבוע. אני משנה רק את המשרעת, התוצאה שינתה את עומק האפנון.

לכידת מסך האוסילוסקופ מציגה תמונה של אות ה- AM שנצפתה ביציאת האפנן.

לסיכום - ניתן להשתמש באפנן זה לכוונון שלבי AM שונים. הוא אינו לינארי לחלוטין, אך להתאמת מעגלים מהדהדים, הדבר אינו כה חשוב. ניתן להשתמש באפנן AM גם למעגלי FM בצורה שונה. רק תדר RF ממחולל MAX038 מוחל. הקלט בתדר נמוך נשאר צף. במצב זה המאפנן פועל כמגבר RF לינארי.

הטריק הוא להחיל את האות בתדר נמוך בכניסת FM של המחולל MAX038. (קלט FADC של שבב MAX038). באופן זה הגנרטור מייצר אות FM והוא מוגבר רק על ידי אפנן AM. כמובן שבתצורה זו, אם אין צורך בהגברה, ניתן להשמיט את אפנן ה- AM.

תודה לך על תשומת הלב.