AM Modulator - Pendekatan Optik: 6 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:12

Beberapa bulan yang lalu saya membeli alat penerima radio DIY AM ini dari Banggood. Saya telah mengumpulkannya. (Bagaimana melakukan ini yang ingin saya jelaskan dalam Instructable yang terpisah) Walaupun tanpa penalaan, ada kemungkinan untuk menangkap beberapa stesen radio, tetapi saya berusaha mencapai prestasi terbaiknya dengan menyesuaikan rangkaian resonan. Radio dimainkan dengan lebih baik dan menerima lebih banyak stesen, tetapi frekuensi stesen penerima yang ditunjukkan oleh roda kapasitor berubah tidak sesuai dengan nilai sebenarnya. Saya mendapati bahawa walaupun penerima berfungsi, ia tidak dipangkas dengan tetapan yang betul. Mungkin ia mempunyai frekuensi pertengahan yang berbeza dan bukan standard 455 KHz. Saya memutuskan untuk membuat penjana frekuensi AM sederhana untuk memotong semua litar resonan dengan cara yang betul. Anda boleh menemui banyak rangkaian penjana tersebut di Internet. Sebilangan besar daripadanya mengandungi beberapa pengayun dalaman dengan bilangan gegelung atau kapasitor yang boleh ditukar, pengadun RF (frekuensi radio) dan litar radio lain yang berbeza. Saya memutuskan untuk pergi dengan cara yang lebih mudah - untuk menggunakan modulator AM yang sederhana dan sebagai input untuk menggunakan isyarat yang dihasilkan oleh dua penjana isyarat luaran, yang saya ada. Yang pertama berdasarkan cip MAX038. Saya telah menulis arahan ini mengenainya. Saya mahu menggunakannya sebagai sumber frekuensi RF. Penjana kedua yang digunakan dalam projek ini juga merupakan kit DIY berdasarkan cip XR2206. Ia sangat senang dipateri dan berfungsi dengan baik. Alternatif lain yang bagus ialah ini. Saya menggunakannya sebagai penjana frekuensi rendah. Itu memberikan isyarat modulasi AM.

Langkah 1: Prinsip Kerja

Sekali lagi … - Di Internet, anda dapat menemui banyak rangkaian modulator AM, tetapi saya ingin menggunakan beberapa pendekatan baru - idea saya adalah untuk memodulasi entah bagaimana memperoleh penguat RF tahap satu. Sebagai rangkaian asas, saya telah menggunakan penguat pemancar biasa satu tahap dengan degenerasi pemancar. Skema penguat ditunjukkan pada gambar. Keuntungannya dapat ditunjukkan dalam bentuk:

A = -R1 / R0

- tanda "-" diletakkan untuk menunjukkan pembalikan kekutuban isyarat, tetapi dalam kes kita tidak menjadi masalah. Untuk menukar penguat penguat dan dengan demikian untuk meminta modulasi amplitud, saya memutuskan untuk memodulasi nilai perintang dalam rantai pemancar R0. Mengurangkan nilainya akan meningkatkan keuntungan dan sebaliknya. Untuk dapat mengubah nilainya, saya memutuskan untuk menggunakan LDR (perintang bergantung cahaya), digabungkan dengan LED putih.

Langkah 2: Iptocoupler Buatan Sendiri

Untuk menggabungkan kedua-dua peranti dalam satu bahagian, Saya menggunakan warna hitam tiub yang boleh dikecilkan termal untuk mengasingkan perintang fotosensitif dari cahaya sekeliling. Selanjutnya, saya dapati bahawa walaupun satu lapisan tiub plastik tidak cukup sepenuhnya untuk menghentikan cahaya, dan saya memasukkan penyambung pada yang kedua. Dengan menggunakan multi-meter saya mengukur rintangan gelap LDR. Selepas itu saya mengambil potensiometer 47KOhm bersiri dengan perintang 1KOhm, menghubungkannya secara bersiri dengan LED dan menggunakan bekalan 5V ke litar ini. Menghidupkan potensiometer saya mengawal rintangan LDR. Ia berubah dari 4.1KOhm menjadi 300Ohm.

Langkah 3: Pengiraan Nilai Peranti Penguat RF dan Litar Akhir

Saya mahu mendapat keuntungan keseluruhan dari modulator AM ~ 1.5. Saya telah memilih perintang pengumpul (R1) 5.1KOhm. Kemudian, saya perlu mempunyai ~ 3KOhm untuk R0. Saya menghidupkan potensiometer sehingga saya mengukur nilai LDR ini, saya membongkar litar, dan mengukur nilai potensiometer bersambung dan perintang - sekitar 35 KOhm. Saya memutuskan untuk menggunakan peranti nilai perintang standard 33KOhm. Pada nilai ini rintangan LDR menjadi 2.88KOhm. Sekarang nilai dua perintang lain R2 dan R3 harus ditentukan. Mereka digunakan untuk bias penguat yang betul. Untuk dapat menetapkan bias yang betul, pertama Beta (keuntungan semasa) transistor Q1 mesti diketahui. Saya telah mengukur menjadi 118. Saya menggunakan peranti NPN BJT silikon berkuasa rendah.

Langkah seterusnya saya memilih arus pemungut. Saya telah memilihnya menjadi 0.5mA. Ini mendefinisikan voltan keluaran DC penguat agar hampir dengan nilai tengah voltan bekalan, yang memungkinkan ayunan output maksimum. Potensi voltan pada nod pemungut dikira dengan formula:

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

Dengan Beta = 118 arus asas adalah Ib = Ic / Beta = 0.5mA / 118 = 4.24uA (di mana Ic adalah arus pemungut)

Arus pemancar adalah jumlah kedua-dua arus: Ie = 0,504mA

Potensi pada nod pemancar dikira sebagai: Ve = Ie * R0 = 0.504mA * 2.88KOhm = 1.45V

Untuk Vce kekal ~ 1V.

Potensi di dasar dikira sebagai Vb = Vr0 + Vbe = 1.45V + 0.7V = 2.15V (di sini saya meletakkan Vbe = 0.7V - standard untuk Si BJT. Untuk Ge ia 0.6)

Untuk membendung penguat dengan betul arus yang mengalir melalui pembahagi perintang mesti kali lebih tinggi daripada arus asas. Saya memilih 10 kali. ….

Dengan cara ini Ir2 = 9 * Ib = 9 * 4.24uA = 38.2uA

R2 = Vb / Ir2 ~ 56 KOhm

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

Saya tidak mempunyai nilai ini di dompet myresistors, dan saya telah mengambil R3 = 33Kohm, R2 = 27KOhm - nisbahnya sama dengan yang dikira.

Akhirnya saya menambahkan pengikut sumber yang dimuatkan dengan perintang 1KOhm. Ini digunakan untuk mengurangi rintangan output modulator AM dan untuk mengasingkan transistor penguat dari beban.

Keseluruhan litar dengan pengikut pemancar tambahan ditunjukkan pada gambar di atas.

Langkah 4: Masa Pematerian

Sebagai PCB saya menggunakan sekeping perfoboard.

Pada mulanya saya menyolder litar bekalan kuasa berdasarkan pengatur voltan 7805.

Pada input saya meletakkan kapasitor 47uF - setiap nilai yang lebih tinggi dapat berfungsi, pada output saya meletakkan bank kapasitor (kapasitor yang sama dengan input + 100nF seramik). Selepas itu saya menyolder optocoupler buatan sendiri dan perintang pra-biasing untuk LED. Saya telah membekalkan papan dan saya telah mengukur lagi rintangan LDR.

Ia dapat dilihat pada gambar - ia adalah 2.88KOhm.

Langkah 5: Pematerian Terus

Selepas itu saya telah menyolder semua bahagian lain dari modulator AM. Di sini anda dapat melihat nilai DC yang diukur pada nod pengumpul.

Perbezaan kecil membandingkan nilai yang dikira disebabkan oleh Vbe yang tidak ditentukan dengan tepat dari transistor (diambil 700 sebaliknya diukur 670mV), ralat dalam pengukuran Beta (diukur oleh arus pengumpul 100uA, tetapi digunakan pada 0.5mA - BJT Beta bergantung pada beberapa cara pada arus yang melalui peranti.; nilai perintang menyebar kesilapan … dll.

Untuk input RF saya meletakkan penyambung BNC. Pada output saya menyolder sekeping kabel coax nipis. Semua kabel saya pasangkan ke PCB dengan gam panas.

Langkah 6: Ujian dan Kesimpulan

Saya telah menghubungkan kedua-dua penjana isyarat (lihat gambar persediaan saya). Untuk memerhatikan isyarat, saya telah menggunakan osiloskop buatan sendiri berdasarkan kit Jyetech DSO068. Ini adalah mainan yang bagus - mengandungi juga penjana isyarat di dalamnya. (Kekurangan seperti itu - Saya mempunyai 3 penjana isyarat di meja saya!) Saya juga boleh menggunakan ini, yang saya terangkan dalam arahan ini, tetapi saya tidak memilikinya di rumah pada masa ini.

Penjana MAX038 yang saya gunakan untuk frekuensi RF (yang dimodulasi) - Saya boleh menukar sehingga 20 MHz. XR2206 yang saya gunakan dengan output sinus frekuensi rendah tetap. Saya hanya mengubah amplitud, apa hasilnya mengubah kedalaman modulasi.

Rakaman skrin osiloskop menunjukkan gambar isyarat AM yang diperhatikan pada output modulator.

Sebagai kesimpulan - modulator ini dapat digunakan untuk penyesuaian tahap AM yang berbeza. Ia tidak linear sepenuhnya, tetapi untuk menyesuaikan litar resonan, ini tidak begitu penting. Modulator AM boleh digunakan juga untuk rangkaian FM dengan cara yang berbeza. Hanya frekuensi RF dari penjana MAX038 yang digunakan. Input frekuensi rendah dibiarkan terapung. Dalam mod ini modulator berfungsi sebagai penguat RF linear.

Caranya adalah dengan menggunakan isyarat frekuensi rendah pada input FM generator MAX038. (masukan FADC cip MAX038). Dengan cara ini penjana menghasilkan isyarat FM dan ia hanya diperkuat oleh modulator AM. Sudah tentu dalam konfigurasi ini, jika tidak diperlukan penguatan, modulator AM dapat dihilangkan.

Terima kasih kerana memberi perhatian.