AM Modulator - Optical Aproach: 6 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:07

หลายเดือนก่อนฉันซื้อ DIY AM วิทยุ ตัวรับ ชุด จาก Banggood ฉันได้ประกอบมัน (วิธีการทำสิ่งนี้ฉันตั้งใจจะอธิบายในคำแนะนำแยกต่างหาก) แม้จะไม่มีการจูนใด ๆ ก็เป็นไปได้ที่จะจับสถานีวิทยุบางแห่ง แต่ฉันพยายามเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่ดีที่สุดโดยการปรับวงจรเรโซแนนซ์ วิทยุเล่นได้ดีขึ้นและได้รับสถานีมากขึ้น แต่ความถี่ของสถานีรับที่แสดงโดยวงล้อตัวเก็บประจุแบบแปรผันไม่สอดคล้องกับค่าที่แท้จริง ฉันพบว่าแม้แต่เครื่องรับก็ยังทำงานได้ มันไม่ได้ถูกตัดแต่งด้วยการตั้งค่าที่ถูกต้อง อาจมีความถี่กลางต่างกันแทนมาตรฐาน 455 KHz ฉันตัดสินใจสร้างเครื่องกำเนิดความถี่ AM แบบง่าย ๆ เพื่อตัดวงจรเรโซแนนซ์ทั้งหมดด้วยวิธีที่เหมาะสม คุณสามารถหาวงจรของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดังกล่าวได้มากมายในอินเทอร์เน็ต ส่วนใหญ่มีออสซิลเลเตอร์ภายในบางตัวที่มีคอยล์หรือตัวเก็บประจุแบบสลับได้จำนวนต่างกัน เครื่องผสม RF (ความถี่วิทยุ) และวงจรวิทยุอื่นๆ ฉันตัดสินใจที่จะใช้วิธีที่ง่ายกว่านี้ - ใช้ตัวปรับสัญญาณ AM แบบธรรมดาและเป็นอินพุตเพื่อใช้สัญญาณที่สร้างโดยเครื่องกำเนิดสัญญาณภายนอกสองเครื่อง ซึ่งฉันมีอยู่ อันแรกใช้ชิป MAX038 ฉันได้เขียนคำแนะนำเกี่ยวกับเรื่องนี้ ฉันต้องการใช้สิ่งนี้เป็นแหล่งความถี่ RF เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเครื่องที่สองที่ใช้ในโครงการนี้ยังเป็นชุดอุปกรณ์ DIY ที่ใช้ชิป XR2206 อีกด้วย มันง่ายมากที่จะประสานและทำงานได้ดี ทางเลือกที่ดีอีกทางหนึ่งอาจเป็นสิ่งนี้ ฉันใช้เป็นเครื่องกำเนิดความถี่ต่ำ มันให้สัญญาณมอดูเลต AM

ขั้นตอนที่ 1: หลักการทำงาน

อีกครั้ง…- ในอินเทอร์เน็ต คุณสามารถหาวงจรของโมดูเลเตอร์ AM ได้มากมาย แต่ฉันต้องการใช้วิธีการใหม่ – ความคิดของฉันคือการปรับค่าเกนของแอมพลิฟายเออร์ RF แบบสเตจเดียว ในฐานะที่เป็นวงจรฐาน ฉันได้ใช้แอมพลิฟายเออร์คอมมอน-อิมิตเตอร์แบบขั้นตอนเดียวที่มีการเสื่อมสภาพของอีซีแอล แผนผังของเครื่องขยายเสียงแสดงอยู่ในภาพ กำไรสามารถนำเสนอในรูปแบบ:

A=-R1/R0

- เครื่องหมาย “-” ใช้สำหรับแสดงการกลับขั้วของสัญญาณ แต่ในกรณีของเราไม่สำคัญ ในการเปลี่ยนเกนของแอมพลิฟายเออร์และด้วยเหตุนี้เพื่อเรียกการมอดูเลตแอมพลิจูด ฉันตัดสินใจมอดูเลตค่าของตัวต้านทานในอีซีแอลเชน R0 การลดมูลค่าจะเพิ่มกำไรและในทางกลับกัน เพื่อให้สามารถมอดูเลตค่าได้ ฉันตัดสินใจใช้ LDR (ตัวต้านทานที่ขึ้นกับแสง) ร่วมกับ LED สีขาว

ขั้นตอนที่ 2: Iptocoupler ทำเอง

ในการรวมอุปกรณ์ทั้งสองไว้ในส่วนเดียว

ฉันใช้สีดำของท่อหดด้วยความร้อนเพื่อแยกตัวต้านทานไวแสงออกจากแสงโดยรอบ นอกจากนี้ ฉันยังพบว่าแม้แต่ท่อพลาสติกชั้นเดียวก็ยังไม่เพียงพอที่จะหยุดแสงได้อย่างเต็มที่ และฉันก็ใส่ข้อต่อเข้าไปในหลอดที่สอง ฉันวัดความต้านทานความมืดของ LDR โดยใช้มัลติมิเตอร์ หลังจากนั้นฉันใช้โพเทนชิออมิเตอร์ 47KOhm แบบอนุกรมพร้อมตัวต้านทาน 1KOhm เชื่อมต่อแบบอนุกรมกับ LED และใช้แหล่งจ่าย 5V กับวงจรนี้ การหมุนโพเทนชิออมิเตอร์ ฉันควบคุมความต้านทานของ LDR เปลี่ยนจาก 4.1KOhm เป็น 300Ohm

ขั้นตอนที่ 3: การคำนวณค่าอุปกรณ์ RF Amplifier และวงจรสุดท้าย

ฉันต้องการได้รับโมดูเลเตอร์ AM ทั้งหมด ~ 1.5 ฉันได้เลือกตัวต้านทานตัวสะสม (R1) 5.1KOhm จากนั้นฉันจะต้องมี ~3KOhm สำหรับ R0 ฉันหมุนโพเทนชิออมิเตอร์จนกระทั่งวัดค่าของ LDR นี้ ฉันแยกชิ้นส่วนวงจร และวัดค่าของโพเทนชิออมิเตอร์และตัวต้านทานที่เชื่อมต่อแบบอนุกรม ซึ่งอยู่ที่ประมาณ 35 KOhm ฉันตัดสินใจใช้อุปกรณ์ค่าความต้านทานมาตรฐาน 33KOhm ที่ค่านี้ ความต้านทาน LDR กลายเป็น 2.88KOhm ตอนนี้ต้องกำหนดค่าของตัวต้านทานอีกสองตัว R2 และ R3 พวกมันใช้สำหรับการให้น้ำหนักที่เหมาะสมของแอมพลิฟายเออร์ เพื่อให้สามารถตั้งค่าการให้น้ำหนักได้ถูกต้อง ขั้นแรกต้องทราบเบต้า (อัตราขยายปัจจุบัน) ของทรานซิสเตอร์ Q1 ฉันวัดได้เป็น 118 ฉันใช้อุปกรณ์ซิลิคอน NPN BJT แบบใช้พลังงานต่ำทั่วไป

ขั้นตอนต่อไปฉันเลือกตัวสะสมกระแส ฉันเลือกให้เป็น 0.5mA สิ่งนี้กำหนดแรงดันเอาต์พุต DC ของแอมพลิฟายเออร์ให้ใกล้เคียงกับค่ากลางของแรงดันไฟจ่าย ทำให้เกิดสวิงเอาต์พุตสูงสุด ศักย์ไฟฟ้าที่โหนดสะสมคำนวณโดยสูตร:

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

ด้วย Beta=118 กระแสฐานคือ Ib=Ic/Beta= 0.5mA/118=4.24uA (โดยที่ Ic เป็นกระแสของตัวสะสม)

กระแสอีซีแอลเป็นผลรวมของกระแสทั้งสอง: Ie=0.504mA

ค่าศักย์ไฟฟ้าที่โหนดอิมิตเตอร์คำนวณได้ดังนี้: Ve=Ie*R0=0.504mA*2.88KOhm=1.45V

สำหรับ Vce ยังคงอยู่ ~ 1V

ศักยภาพที่ฐานคำนวณเป็น Vb=Vr0+Vbe= 1.45V+0.7V=2.15V (ที่นี่ฉันใส่ Vbe=0.7V - มาตรฐานสำหรับ Si BJT สำหรับ Ge มันคือ 0.6)

ในการไบแอสแอมพลิฟายเออร์อย่างถูกต้องกระแสที่ไหลผ่านตัวแบ่งตัวต้านทานจะต้องสูงกว่ากระแสฐานเท่า ฉันเลือก 10 ครั้ง ….

ด้วยวิธีนี้ Ir2 = 9* Ib=9*4.24uA=38.2uA

R2 = Vb/Ir2 ~ 56 KOhm

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

ฉันไม่ได้มีค่าเหล่านี้ในกระเป๋าเงิน myresistor และฉันได้เอา R3=33Kohm, R2=27KOhm – อัตราส่วนของพวกมันเท่ากับค่าที่คำนวณได้

ในที่สุดฉันก็เพิ่มผู้ติดตามแหล่งที่มาที่โหลดตัวต้านทาน 1KOhm ใช้เพื่อลดความต้านทานเอาต์พุตของโมดูเลเตอร์ AM และเพื่อแยกทรานซิสเตอร์ของแอมพลิฟายเออร์ออกจากโหลด

วงจรทั้งหมดที่มีผู้ติดตามอีซีแอลเพิ่มเติมแสดงอยู่ในภาพด้านบน

ขั้นตอนที่ 4: เวลาบัดกรี

ในฐานะที่เป็น PCB ฉันใช้แผ่นไม้อัด

ตอนแรกฉันได้บัดกรีวงจรแหล่งจ่ายไฟตามตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า 7805

ที่อินพุตฉันใส่ตัวเก็บประจุ 47uF - แต่ละค่าที่สูงกว่าสามารถทำงานได้ที่เอาต์พุตฉันใส่ตัวเก็บประจุธนาคาร (ตัวเก็บประจุเดียวกับที่อินพุต + เซรามิก 100nF หนึ่งอัน) หลังจากนั้นฉันก็บัดกรีออปโตคัปเปลอร์ที่ทำเองและตัวต้านทานพรีไบแอสสำหรับ LED ฉันได้จัดหาบอร์ดและวัดค่าความต้านทานของ LDR อีกครั้งแล้ว

สามารถเห็นได้ในภาพ - มันคือ 2.88KOhm

ขั้นตอนที่ 5: การบัดกรียังคงดำเนินต่อไป

หลังจากนั้นฉันได้บัดกรีส่วนอื่น ๆ ทั้งหมดของโมดูเลเตอร์ AM ที่นี่คุณสามารถดูค่า DC ที่วัดได้ที่โหนดตัวรวบรวม

ความแตกต่างเล็ก ๆ น้อย ๆ ที่เปรียบเทียบค่าที่คำนวณได้นั้นเกิดจาก Vbe ของทรานซิสเตอร์ที่ไม่ได้กำหนดไว้อย่างแน่นอน (ถ่าย 700 แทนการวัด 670mV) ข้อผิดพลาดในการวัดเบต้า (วัดโดยตัวเก็บประจุปัจจุบัน 100uA แต่ใช้ที่ 0.5mA - BJT Beta ขึ้นอยู่กับบางวิธี บนกระแสที่ไหลผ่านอุปกรณ์ ค่าความต้านทานกระจายข้อผิดพลาด…ฯลฯ

สำหรับอินพุต RF ฉันใส่ขั้วต่อ BNC ที่เอาต์พุตฉันบัดกรีสายเคเบิลโคแอกซ์บาง ๆ สายเคเบิลทั้งหมดที่ฉันจับจ้องไปที่ PCB ด้วยกาวร้อน

ขั้นตอนที่ 6: การทดสอบและการรวมตัว

ฉันได้เชื่อมต่อเครื่องกำเนิดสัญญาณทั้งสองเครื่องแล้ว (ดูรูปการตั้งค่าของฉัน) ในการสังเกตสัญญาณ ฉันได้ใช้ออสซิลโลสโคปที่สร้างขึ้นเองโดยใช้ชุดอุปกรณ์ Jyetech DSO068 มันเป็นของเล่นที่ดี – มีเครื่องกำเนิดสัญญาณอยู่ภายในด้วย (ความซ้ำซ้อนเช่นนี้ - ฉันมีเครื่องกำเนิดสัญญาณ 3 เครื่องบนโต๊ะทำงานของฉัน!) ฉันสามารถใช้สิ่งนี้ได้เช่นกัน ซึ่งฉันอธิบายไว้ในคำแนะนำนี้ แต่ฉันไม่มีที่บ้านในขณะนี้

เครื่องกำเนิด MAX038 ที่ฉันใช้สำหรับความถี่ RF (ตัวปรับ) - ฉันสามารถเปลี่ยนได้ถึง 20 MHz XR2206 ที่ฉันใช้กับเอาต์พุตไซน์ความถี่ต่ำคงที่ ฉันเปลี่ยนเฉพาะแอมพลิจูด ผลลัพธ์ที่ได้เปลี่ยนความลึกของการมอดูเลต

การจับภาพหน้าจอออสซิลโลสโคปจะแสดงรูปภาพของสัญญาณ AM ที่สังเกตได้จากเอาต์พุตของโมดูเลเตอร์

โดยสรุป – โมดูเลเตอร์นี้สามารถใช้สำหรับการปรับสเตจ AM ต่างๆ มันไม่ใช่เชิงเส้นทั้งหมด แต่สำหรับการปรับวงจรเรโซแนนซ์ สิ่งนี้ไม่สำคัญ โมดูเลเตอร์ AM สามารถใช้กับวงจร FM ได้ด้วยวิธีที่แตกต่างออกไป ใช้เฉพาะความถี่ RF จากเครื่องกำเนิด MAX038 เท่านั้น อินพุตความถี่ต่ำปล่อยให้ลอยตัว ในโหมดนี้ โมดูเลเตอร์ทำงานเป็นเครื่องขยายสัญญาณ RF เชิงเส้น

เคล็ดลับคือการใช้สัญญาณความถี่ต่ำที่อินพุต FM ของเครื่องกำเนิด MAX038 (อินพุต FADC ของชิป MAX038) ด้วยวิธีนี้เครื่องกำเนิดจะสร้างสัญญาณ FM และถูกขยายโดยโมดูเลเตอร์ AM เท่านั้น แน่นอนในการกำหนดค่านี้ หากไม่ต้องการการขยายเสียง ตัวปรับสัญญาณ AM สามารถละเว้นได้

ขอขอบคุณสำหรับความสนใจของคุณ.