AM Modülatör - Optik Yaklaşım: 6 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:21

Aylar önce bu DIY AM radyo alıcı kitini Banggood'dan satın aldım. ben monte ettim. (Bunun nasıl yapılacağını ayrı bir Instructable'da anlatmayı amaçladım) Herhangi bir ayar yapmadan bile bazı radyo istasyonlarını yakalamak mümkün oldu, ancak rezonans devrelerini ayarlayarak en iyi performansına ulaşmaya çalıştım. Radyo daha iyi çalıyordu ve daha fazla istasyon alıyordu, ancak değişken kapasitör çarkı tarafından gösterilen alıcı istasyonların frekansları gerçek değerlerine tekabül etmiyordu. Alıcının bile çalıştığını, doğru ayarlarla kırpılmadığını gördüm. Muhtemelen standart 455 KHz yerine farklı ara frekansa sahiptir. Tüm rezonans devrelerini uygun şekilde budamak için basit bir AM frekans üreteci yapmaya karar verdim. İnternette bu tür jeneratörlerin birçok devresini bulabilirsiniz. Bunların çoğu, gömülü farklı sayıda değiştirilebilir bobin veya kapasitör, RF (radyo frekansı) karıştırıcıları ve diğer farklı radyo devrelerine sahip bazı dahili osilatörler içerir. Daha basit bir yoldan gitmeye karar verdim - basit bir AM modülatörü kullanmak ve elimde bulunan iki harici sinyal üreteci tarafından üretilen sinyalleri uygulamak için girdi olarak. İlki MAX038 çipine dayanıyor. Bu talimatı bunun hakkında yazdım. Bunu RF frekans kaynağı olarak kullanmak istedim. Bu projede kullanılan ikinci jeneratör de XR2206 çipine dayalı bir DIY kitidir. Lehimlenmesi çok kolaydır ve iyi çalışır. Bir başka güzel alternatif de bu olabilir. Düşük frekans jeneratörü olarak kullandım. AM modüle edici sinyali sağlıyordu.

Adım 1: Çalışma Prensibi

Yine…- İnternette birçok AM modülatör devresi bulabilirsiniz, ancak yeni bir yaklaşım kullanmak istedim – benim fikrim bir şekilde tek kademeli bir RF amplifikatörünün kazancını modüle etmekti. Temel devre olarak, emitör dejenerasyonu olan tek kademeli bir ortak emitörlü yükselteç aldım. Amplifikatörün şeması resimde sunulmuştur. Kazancı şu şekilde sunulabilir:

A=-R1/R0

- "-" işareti, sinyal polaritesinin tersine çevrilmesini göstermek için konur, ancak bizim durumumuzda önemli değil. Amplitüd kazancını değiştirmek ve böylece genlik modülasyonunu başlatmak için emitör zinciri R0'daki direncin değerini modüle etmeye karar verdim. Değeri azaltmak kazancı artıracaktır ve bunun tersi de geçerlidir. Değerini modüle edebilmek için beyaz bir LED ile birlikte LDR (ışığa bağlı direnç) kullanmaya karar verdim.

Adım 2: Kendi Kendine Yapılan Iptokuplör

Her iki cihazı tek bir parçada birleştirmek için, Işığa duyarlı direnci ortam ışığından izole etmek için termal olarak daralan bir tüp siyah rengi kullandım. Ayrıca, bir kat plastik borunun bile ışığı tamamen durdurmaya yetmediğini gördüm ve birleşim parçasını ikincisine yerleştirdim. Multimetre kullanarak LDR'nin karanlık direncini ölçtüm. Daha sonra 1Kohm direnç ile seri olarak 47Kohm'luk bir potansiyometre aldım, led ile seri bağladım ve bu devreye 5V besleme uyguladım. Potansiyometreyi çevirerek LDR'nin direncini kontrol ediyordum. 4.1KOhm'den 300Ohm'a değişiyordu.

Adım 3: RF Amplifikatör Cihaz Değerlerinin ve Son Devrenin Hesaplanması

AM modülatörünün toplam kazancına sahip olmak istedim ~ 1.5. Bir kollektör direnci (R1) 5.1KOhm seçtim. O zaman R0 için ~3KOhm'a ihtiyacım olacak. LDR'nin bu değerini ölçene kadar potansiyometreyi çevirdim, devreyi söktüm ve seri bağlı potansiyometre ve direncin değerini ölçtüm - 35 KOhm civarındaydı. 33KOhm standart direnç değeri cihazı kullanmaya karar verdim. Bu değerde LDR direnci 2.88KOhm oldu. Şimdi diğer iki rezistör R2 ve R3'ün değerlerinin tanımlanması gerekiyordu. Amplifikatörün doğru polarlanması için kullanılırlar. Önyargıyı doğru ayarlayabilmek için önce Q1 transistörünün Beta (akım kazancı) bilinmesi gerekir. 118 olarak ölçtüm. Genel amaçlı düşük güçlü silikon NPN BJT cihazı kullandım.

Bir sonraki adım, kollektör akımını seçmek için. 0,5mA olmasını seçtim. Bu, amplifikatörün DC çıkış voltajını, besleme voltajının orta değerine yakın olacak şekilde tanımlar ve maksimum çıkış salınımına izin verir. Kollektör düğümündeki voltaj potansiyeli aşağıdaki formülle hesaplanır:

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

Beta=118 ile temel akım Ib=Ic/Beta= 0.5mA/118=4.24uA'dır (burada Ic kollektör akımıdır)

Yayıcı akımı her iki akımın toplamıdır: Ie=0.504mA

Yayıcı düğümdeki potansiyel şu şekilde hesaplanır: Ve=Ie*R0=0.504mA*2.88KOhm=1.45V

Vce için ~ 1V kalır.

Tabandaki potansiyel Vb=Vr0+Vbe= 1.45V+0.7V=2.15V olarak hesaplanır (burada Vbe=0.7V - Si BJT için standart koydum. Ge için 0.6'dır)

Amplifikatörü doğru bir şekilde yönlendirmek için direnç bölücüden akan akım, taban akımından kat daha yüksek olmalıdır. 10 kez seçiyorum. ….

Bu şekilde Ir2 = 9* Ib=9*4.24uA=38.2uA

R2 = Vb/Ir2 ~ 56 KOhm

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

Myresistors cüzdanımda bu değerler yoktu ve R3=33Kohm, R2=27KOhm aldım – oranları hesaplananlarla aynı.

Sonunda 1KOhm direnç yüklü bir kaynak takipçisi ekledim. AM modülatörünün çıkış direncini azaltmak ve amplifikatör transistörünü yükten izole etmek için kullanılır.

Eklenen emitör takipçisi ile devrenin tamamı yukarıdaki resimde sunulmuştur.

Adım 4: Lehimleme Süresi

PCB olarak bir parça perfoboard kullandım.

İlk başta güç kaynağı devresini 7805 voltaj regülatörüne göre lehimledim.

Girişte 47uF kapasitör koydum - her daha yüksek değer işe yarayabilir, çıkışta kapasitör bankası koydum (giriş + 100nF seramik olanla aynı kapasitör). Bundan sonra, LED için kendi kendine yapılan optokuplörü ve ön önyargı direncini lehimledim. Kartı verdim ve LDR'nin direncini tekrar ölçtüm.

Resimde görülebilir - 2.88KOhm.

Adım 5: Lehimleme Devam Ediyor

Bundan sonra AM modülatörünün diğer tüm parçalarını lehimledim. Burada kollektör düğümünde ölçülen DC değerlerini görebilirsiniz.

Hesaplanan değeri karşılaştıran küçük fark, transistörün tam olarak tanımlanmamış Vbe'sinden (670mV yerine 700 alındı), Beta ölçümündeki hatadan (kolektör akımı 100uA ile ölçülür, ancak 0,5mA'da kullanılır - BJT Beta bir şekilde bağlıdır) cihazdan geçen akımda.;direnç değerleri yayılma hataları…vb.

RF girişi için bir BNC konektörü koydum. Çıkışta bir parça ince koaksiyel kablo lehimledim. PCB'ye sıcak tutkalla sabitlediğim tüm kablolar.

6. Adım: Test Etme ve Sonuçlar

Her iki sinyal üretecini de bağladım (kurulumun resmine bakın). Sinyali gözlemlemek için Jyetech kiti DSO068'e dayanan kendi yapımı bir osiloskop kullandım. Güzel bir oyuncak - içinde sinyal üreteci de var. (Böyle bir fazlalık - Masamda 3 sinyal üretecim var!) Bu talimatta tarif ettiğim bunu da kullanabilirdim, ancak şu anda evde yoktu.

RF frekansı için kullandığım MAX038 jeneratörü (modülasyonlu) – 20 MHz'e kadar değiştirebilirim. Sabit düşük frekanslı sinüs çıkışı ile kullandığım XR2206. Sadece genliği değiştirdim, sonuçta modülasyonun derinliği değişti.

Osiloskop ekranının bir görüntüsü, modülatör çıkışında gözlemlenen AM sinyalinin bir resmini gösterir.

Sonuç olarak – bu modülatör farklı AM aşamalarının ayarlanması için kullanılabilir. Tamamen lineer değildir, ancak rezonans devrelerinin ayarlanması için bu o kadar önemli değildir. AM modülatörü, FM devreleri için de farklı şekillerde kullanılabilir. Yalnızca MAX038 jeneratöründen gelen RF frekansı uygulanır. Düşük frekans girişi yüzer halde bırakılır. Bu modda modülatör, lineer RF yükselticisi olarak çalışır.

İşin püf noktası, düşük frekans sinyalini MAX038 jeneratörünün FM girişine uygulamaktır. (MAX038 çipinin FADC'sini girin). Bu şekilde jeneratör FM sinyali üretir ve sadece AM modülatörü tarafından yükseltilir. Elbette bu konfigürasyonda, herhangi bir amplifikasyon gerekmiyorsa, AM modülatörü atlanabilir.

İlginiz için teşekkür ederiz.