AM Modulator - Optical Aproach: 6 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:15

Buwan na ang nakakaraan binili ko ang DIY AM radio receiver kit na ito mula sa Banggood. Pinagsama ko ito. (Paano ito gagawin nilalayon ko upang ilarawan sa magkakahiwalay na Instructable) Kahit na walang anumang pag-tune, posible na mahuli ang ilang mga istasyon ng radyo, ngunit sinubukan kong maabot ang pinakamahusay na pagganap nito sa pamamagitan ng pag-aayos ng mga resonant na circuit. Mas mahusay ang pagtugtog ng radyo at tumatanggap ng higit pang mga istasyon, ngunit ang mga frequency ng mga istasyon ng pagtanggap na ipinakita ng variable na capacitor wheel ay hindi naaayon sa kanilang totoong halaga. Nalaman ko na kahit na ang tatanggap ay gumagana, hindi ito na-trim sa tamang mga setting. Posibleng mayroon itong magkakaibang intermediate frequency sa halip na ang karaniwang 455 KHz. Napagpasyahan kong gumawa ng isang simpleng generator ng dalas ng AM upang i-trim ang lahat ng mga resonant na circuit sa wastong paraan. Maaari kang makahanap ng maraming mga circuit ng mga naturang generator sa Internet. Karamihan sa kanila ay naglalaman ng ilang mga panloob na oscillator na may naka-embed na magkakaibang bilang ng mga switchable coil o capacitor, RF (radio frequency) mixer at iba pang iba't ibang mga circuit ng radyo. Nagpasya akong pumunta sa mas simpleng paraan - upang gumamit ng isang simpleng AM modulator at bilang input upang mailapat ang mga signal na nabuo ng dalawang panlabas na mga generator ng signal, na magagamit ko. Ang una ay batay sa MAX038 chip. Sinulat ko ito ng itinuturo tungkol dito. Nais kong gamitin ito bilang pinagmulan ng dalas ng RF. Ang pangalawang generator na ginamit sa proyektong ito ay isa ring DIY kit batay sa XR2206 chip. Napakadaling maghinang at gumagana nang maayos. Ang isa pang magandang kahalili ay maaaring ito. Ginamit ko ito bilang mababang frequency generator. Nagbibigay ito ng AM modulate signal.

Hakbang 1: Prinsipyo ng Trabaho

Muli … - Sa Internet maaari kang makahanap ng maraming mga circuit ng mga AM modulator, ngunit nais kong gumamit ng ilang bagong diskarte - ang aking ideya ay upang gawing modulate kahit papaano ang pagkakaroon ng isang solong yugto ng amplifier. Bilang isang base circuit kumuha ako ng isang solong yugto ng karaniwang-emitter amplifier na may pagkabulok ng emitter. Ang mga eskematiko ng amplifier ay ipinakita sa larawan. Ang pakinabang nito ay maaaring ipakita sa form:

A = -R1 / R0

- ang tanda na "-" ay inilalagay upang ipakita ang pagbabaligtad ng polarity ng signal, ngunit sa aming kaso hindi ito mahalaga. Upang palitan ang nakuha ng amplifier at sa gayon upang mahimok ang modulasyon ng amplitude nagpasya akong baguhin ang halaga ng risistor sa emitter chain na R0. Ang pagbawas ng halaga nito ay magpapataas sa pakinabang at kabaligtaran. Upang ma-modulate ang halaga nito, nagpasya akong gumamit ng LDR (light dependant na resistor), na sinamahan ng isang puting LED.

Hakbang 2: Iptocoupler na Ginawang Sarili

Upang sumali sa parehong mga aparato sa isang solong bahagi, Gumamit ako ng isang thermal shrinkable tube black color upang ihiwalay ang photosensitive resistor mula sa ilaw ng paligid. Dagdag dito, nalaman ko na kahit isang layer ng plastic tube ay hindi sapat na ganap upang ihinto ang ilaw, at ipinasok ko ang pagsali sa isang pangalawa. Gamit ang multi-meter Sinukat ko ang madilim na pagtutol ng LDR. Pagkatapos nito ay kumuha ako ng isang potensyomiter na 47KOhm sa serye na may 1KOhm risistor, ikinonekta ito sa serye sa LED at inilapat ang 5V supply sa circuit na ito. Ang pag-on ng potentiometer ay kinokontrol ko ang paglaban ng LDR. Nagbabago ito mula 4.1KOhm hanggang 300Ohm.

Hakbang 3: Pagkalkula ng Mga Halaga ng Device ng RF Amplifier at ang Final Circuit

Nais kong magkaroon ng kabuuang pakinabang ng AM modulator ~ 1.5. Pinili ko ang isang resistor ng kolektor (R1) 5.1KOhm. Pagkatapos, kakailanganin kong magkaroon ng ~ 3KOhm para sa R0. Inilipat ko ang potensyomiter hanggang sa nasukat ko ang halagang ito ng LDR, inalis ko ang circuit, at sinukat ang halaga ng serial na konektado sa potensyomiter at risistor - nasa paligid ng 35 KOhm. Nagpasya akong gumamit ng 33KOhm standard na aparato ng resistor na halaga. Sa halagang ito ang paglaban ng LDR ay naging 2.88KOhm. Ngayon ang mga halaga ng iba pang dalawang resistors na R2 at R3 ay kailangang tukuyin Ginagamit sila para sa wastong pagkiling ng amplifier. Upang maitakda ang wastong biasing, una dapat malaman ang Beta (kasalukuyang pakinabang) ng transistor Q1. Sinukat ko na maging 118. Gumamit ako ng karaniwang layunin na mababang kapangyarihan ng silikon na aparato NPN BJT.

Ang susunod na hakbang na pinili ko ang kasalukuyang kolektor. Pinili ko ito upang maging 0.5mA. Tinutukoy nito ang boltahe ng output ng DC ng amplifier upang maging malapit sa gitnang halaga ng supply boltahe, pinapayagan itong ang maximum na output swing. Ang potensyal na boltahe sa collector node ay kinakalkula ng formula:

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

Sa Beta = 118 ang batayang kasalukuyang ay Ib = Ic / Beta = 0.5mA / 118 = 4.24uA (kung saan ang Ic ang kasalukuyang kolektor)

Ang kasalukuyang emitter ay kabuuan ng parehong mga alon: Ie = 0.504mA

Ang potensyal sa emitter node ay kinakalkula bilang: Ve = Ie * R0 = 0.504mA * 2.88KOhm = 1.45V

Para kay Vce mananatiling ~ 1V.

Ang potensyal sa base ay kinakalkula bilang Vb = Vr0 + Vbe = 1.45V + 0.7V = 2.15V (dito inilagay ko ang Vbe = 0.7V - pamantayan para sa Si BJT. Para sa Ge ito ay 0.6)

Upang bias ang amplifier nang tama ang kasalukuyang dumadaloy sa pamamagitan ng risistor divider ay dapat na mas mataas na beses kaysa sa kasalukuyang kasalukuyang. Pipili ako ng 10 beses. ….

Sa ganitong paraan Ir2 = 9 * Ib = 9 * 4.24uA = 38.2uA

R2 = Vb / Ir2 ~ 56 KOhm

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

Wala akong mga halagang ito sa myresistors wallet, at kumuha ako ng R3 = 33Kohm, R2 = 27KOhm - ang kanilang ratio ay pareho sa mga kinakalkula.

Sa wakas nagdagdag ako ng isang tagasunod sa mapagkukunan na puno ng 1KOhm risistor. Ginagamit ito upang mabawasan ang paglaban ng output ng AM modulator at upang ihiwalay ang amplifier transistor mula sa pagkarga.

Ang buong circuit na may idinagdag na tagasunod ng emitter ay ipinakita sa larawan sa itaas.

Hakbang 4: Oras ng Paghinang

Bilang PCB Gumamit ako ng isang piraso ng perfoboard.

Sa una ay na-solder ko ang circuit ng supply ng kuryente batay sa 7805 voltage regulator.

SA input na inilagay ko ang 47uF capacitor - ang bawat mas mataas na halaga ay maaaring gumana, sa output inilalagay ko ang capacitor bank (ang parehong capacitor tulad ng sa input + 100nF ceramic one). Pagkatapos nito ay hinihinang ko ang self-made optocoupler at ang pre-biasing risistor para sa LED. Naibigay ko ang board at sinukat ko muli ang paglaban ng LDR.

Maaari itong makita sa larawan - ito ay 2.88KOhm.

Hakbang 5: Nagpapatuloy ang Paghihinang

Pagkatapos nito ay na-solder ko ang lahat ng iba pang mga bahagi ng AM modulator. Makikita mo rito ang sinusukat na mga halaga ng DC sa collector node.

Ang maliit na pagkakaiba sa paghahambing ng kinakalkula na halaga ay sanhi mula sa hindi eksaktong tinukoy na Vbe ng transistor (kinuha 700 sa halip na sinusukat 670mV), error sa pagsukat ng Beta (sinusukat ng kasalukuyang kolektor 100uA, ngunit ginamit sa 0.5mA - ang BJT Beta ay nakasalalay sa ilang paraan sa kasalukuyang dumadaan sa aparato.; Ang mga halaga ng risistor ay kumakalat ng mga error … atbp.

Para sa pag-input ng RF naglagay ako ng isang konektor sa BNC. Sa output ay naghinang ako ng isang piraso ng manipis na coax cable. Lahat ng mga kable ay naayos ko sa PCB na may mainit na pandikit.

Hakbang 6: Pagsubok at Mga Konklusyon

Nakakonekta ko ang parehong mga generator ng signal (tingnan ang larawan ng aking pag-set up). Upang obserbahan ang signal na ginamit ko ang isang self-made oscilloscope batay sa Jyetech kit DSO068. Ito ay isang magandang laruan - naglalaman din ng signal generator sa loob. (Ang nasabing kalabisan - Mayroon akong 3 signal generator sa aking mesa!) Maaari ko ring gamitin ito, na inilarawan ko sa itinuturo na ito, ngunit wala ako sa bahay sa sandaling ito.

Ang generator ng MAX038 na ginamit ko para sa dalas ng RF (ang na-modulate) - Maaari kong baguhin hanggang sa 20 MHz. Ang XR2206 na ginamit ko na may naayos na mababang dalas na output ng sine. Binabago ko lamang ang amplitude, kung ano ang resulta ay nagbago ng lalim ng modulate.

Ang isang pagkuha ng screen ng oscilloscope ay nagpapakita ng isang larawan ng AM signal na sinusunod sa output ng modulator.

Bilang konklusyon - ang modulator na ito ay maaaring magamit para sa pag-tune ng iba't ibang mga yugto ng AM. Hindi ito ganap na linear, ngunit para sa pag-aayos ng mga resonant na circuit, hindi ito ganoon kahalaga. Ang AM modulator ay maaaring magamit din para sa mga FM circuit sa ilang iba't ibang paraan. Ang dalas lamang ng RF mula sa MAX038 generator ang inilalapat. Ang mababang input ng dalas ay naiwan na lumulutang. Sa mode na ito ang modulator ay gumagana bilang linear RF amplifier.

Ang bilis ng kamay ay upang ilapat ang mababang signal ng dalas sa input FM ng MAX038 generator. (input FADC ng MAX038 chip). Sa ganitong paraan gumagawa ang generator ng signal ng FM at ito ay pinalakas lamang ng AM modulator. Siyempre sa pagsasaayos na ito, kung walang kinakailangang amplification, maaaring alisin ang AM modulator.

Salamat sa iyong atensyon.