AM Modulator - Optical Aproach: 6 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:29

For måneder siden købte jeg dette DIY AM radiomodtagersæt fra Banggood. Jeg har samlet det. (Hvordan man gør dette havde jeg tænkt mig at beskrive i separat Instructable) Selv uden nogen indstilling var det muligt at fange nogle radiostationer, men jeg forsøgte at nå sin bedste ydeevne ved at justere resonanskredsløbene. Radioen spillede bedre og modtog flere stationer, men frekvenserne på de modtagende stationer vist af det variable kondensatorhjul svarede ikke til deres reelle værdi. Jeg har fundet ud af, at selv modtageren fungerer, er den ikke trimmet med de korrekte indstillinger. Muligvis har den en anden mellemfrekvens i stedet for standard 455 KHz. Jeg besluttede at lave en simpel AM -frekvensgenerator til at trimme alle resonanskredsløb på den rigtige måde. Du kan finde en masse kredsløb af sådanne generatorer på Internettet. De fleste af dem indeholder nogle interne oscillatorer med indlejret forskelligt antal omskiftelige spoler eller kondensatorer, RF (radiofrekvens) mixere og andre forskellige radiokredsløb. Jeg besluttede at gå på en mere enkel måde - at bruge en simpel AM -modulator og som input til at anvende de signaler, der genereres af to eksterne signalgeneratorer, som jeg havde til rådighed. Den første er baseret på MAX038 -chippen. Jeg har skrevet dette instruerbart om det. Jeg ville bruge dette som RF -frekvenskilde. Den anden generator, der bruges i dette projekt, er også et DIY -kit baseret på XR2206 -chippen. Det er meget let at lodde og fungerer fint. Et andet godt alternativ kan være dette. Jeg brugte det som en lavfrekvent generator. Det leverede AM -modulerende signal.

Trin 1: Arbejdsprincip

Igen …- På Internettet kan du finde mange kredsløb af AM-modulatorer, men jeg ville bruge en ny tilgang- min idé var på en eller anden måde at modulere gevinsten ved en etrins RF-forstærker. Som basiskredsløb har jeg taget en single-stage common-emitter forstærker med emitterdegeneration. Forstærkerens skemaer er vist på billedet. Dens gevinst kan præsenteres i formen:

A = -R1/R0

- tegnet "-" sættes til at vise omvendelsen af signalpolariteten, men i vores tilfælde er det ligegyldigt. For at ændre forstærkerforstærkningen og dermed påberåbe mig amplitudemodulation besluttede jeg at modulere værdien af modstanden i emitterkæden R0. Reduktion af værdien øger gevinsten og omvendt. For at kunne modulere dens værdi besluttede jeg at bruge LDR (lysafhængig modstand), kombineret med en hvid LED.

Trin 2: Self Made Iptocoupler

For at forbinde begge enheder i en enkelt del, Jeg brugte et termisk krympbart rør sort farve til at isolere den lysfølsomme modstand fra det omgivende lys. Ydermere har jeg fundet ud af, at selv et lag plastrør ikke er tilstrækkeligt fuldt ud til at stoppe lyset, og jeg indsatte sammenføjningen i et andet. Ved hjælp af multi-meter målte jeg LDR's mørke modstand. Derefter tog jeg et potentiometer på 47KOhm i serie med 1KOhm modstand, tilsluttede det i serie med LED'en og tilførte 5V forsyning til dette kredsløb. Ved at dreje potentiometeret kontrollerede jeg modstanden fra LDR. Det ændrede sig fra 4,1KOhm til 300Ohm.

Trin 3: Beregning af RF -forstærkerens enhedsværdier og det sidste kredsløb

Jeg ville have en total gevinst på AM -modulatoren ~ 1.5. Jeg har valgt en kollektormodstand (R1) 5.1KOhm. Derefter skulle jeg have ~ 3KOhm for R0. Jeg drejede potentiometeret, indtil jeg målte denne værdi af LDR, jeg adskilte kredsløbet og målte værdien af det serielt tilsluttede potentiometer og modstand - det var omkring 35 KOhm. Jeg besluttede at bruge 33KOhm standardmodstandsværdi -enhed. Ved denne værdi blev LDR -modstanden 2,88KOhm. Nu skulle værdierne for de to andre modstande R2 og R3 defineres. De bruges til korrekt forspænding af forstærkeren. For at kunne indstille forspændingen korrekt, skal først transistorens Q1 beta (strømforstærkning) være kendt. Jeg har målt til at være 118. Jeg brugte almindeligt formål lav effekt silicium NPN BJT enhed.

Det næste trin jeg valgte samlerstrømmen. Jeg har valgt, at den skal være 0,5mA. Dette definerer forstærkerens DC -udgangsspænding til at være tæt på forsyningsspændingens midterværdi, hvilket giver den den maksimale udgangssvingning. Spændingspotentialet ved kollektorknude beregnes med formlen:

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 af begge strømme: Ie = 0,504mA

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

For Vce forbliver ~ 1V.

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

For at forspille forstærkeren korrekt skal strømmen, der strømmer gennem modstandsdeleren, være gange højere end basisstrømmen. Jeg vælger 10 gange. ….

På denne måde Ir2 = 9* Ib = 9* 4,24uA = 38,2uA

R2 = Vb/Ir2 ~ 56 KOhm

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

Jeg havde ikke disse værdier i myresistors tegnebog, og jeg har taget R3 = 33Kohm, R2 = 27KOhm - deres forhold er det samme som beregnet.

Endelig tilføjede jeg en kildefølger fyldt med 1KOhm modstand. Det bruges til at reducere AM -modulatorens outputmodstand og til at isolere forstærkerens transistor fra belastningen.

Hele kredsløbet med tilføjet emitterfølger er vist på billedet ovenfor.

Trin 4: Lodningstid

Som printkort brugte jeg et stykke perfoboard.

Først har jeg loddet strømforsyningskredsløbet baseret på 7805 spændingsregulatoren.

Ved indgangen satte jeg 47uF kondensator - hver højere værdi kunne fungere, ved output satte jeg kondensatorbank (den samme kondensator som ved input+100nF keramisk). Derefter lodde jeg den selvfremstillede optokobler og forspændingsmodstanden til LED'en. Jeg har leveret tavlen, og jeg har igen målt LDR -modstanden.

Det kan ses på billedet - det er 2,88KOhm.

Trin 5: Lodningen fortsætter

Efter det har jeg loddet alle andre dele af AM -modulatoren. Her kan du se de målte DC -værdier ved kollektorknudepunktet.

Den lille forskel, der sammenligner den beregnede værdi, skyldes transistorens ikke nøjagtigt definerede Vbe (taget 700 i stedet målt 670mV), fejl i Betamålingen (målt ved kollektorstrøm 100uA, men brugt ved 0,5mA - BJT Beta afhænger på en eller anden måde på strømmen, der passerer gennem enheden.; modstandsværdier spreder fejl … osv.

Til RF -indgangen satte jeg et BNC -stik. Ved udgangen lodde jeg et stykke tyndt koaksialkabel. Alle kabler fikserede jeg til printet med varm lim.

Trin 6: Testning og konklusioner

Jeg har tilsluttet begge signalgeneratorer (se billedet af min opsætning). For at observere signalet har jeg brugt et selvfremstillet oscilloskop baseret på Jyetech-kittet DSO068. Det er et dejligt legetøj - indeholder også signalgenerator indeni. (Sådan redundans - jeg har 3 signalgeneratorer på mit skrivebord!) Jeg kunne også bruge dette, som jeg beskrev i denne instruktive, men jeg havde det ikke hjemme i dette øjeblik.

MAX038 -generatoren, jeg brugte til RF -frekvens (den modulerede) - jeg kunne ændre op til 20 MHz. XR2206 brugte jeg med fast lavfrekvent sinusudgang. Jeg har kun ændret amplituden, hvad der i resultatet ændrede dybden af moduleringen.

En optagelse af oscilloskopskærmen viser et billede af AM -signalet observeret ved modulatorens udgang.

Som konklusion - denne modulator kan bruges til tuning af forskellige AM -stadier. Det er ikke helt lineært, men for justering af resonanskredsløb er dette ikke så vigtigt. AM -modulatoren kan også bruges til FM -kredsløb på en anden måde. Kun RF -frekvens fra MAX038 -generatoren anvendes. Lavfrekvensindgangen efterlades flydende. I denne tilstand fungerer modulatoren som lineær RF -forstærker.

Tricket er at anvende lavfrekvenssignalet ved input FM på MAX038 generatoren. (input FADC af MAX038 chip). På denne måde producerer generatoren FM -signal, og det forstærkes kun af AM -modulatoren. Selvfølgelig i denne konfiguration, hvis ingen forstærkning er nødvendig, kan AM -modulatoren udelades.

Tak for din opmærksomhed.