Bộ điều chế AM - Aproach quang học: 6 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:36

Cách đây vài tháng, tôi đã mua bộ thu radio AM DIY này từ Banggood. Tôi đã lắp ráp nó. (Cách thực hiện mà tôi dự định sẽ mô tả trong phần Có thể hướng dẫn riêng) Ngay cả khi không có bất kỳ điều chỉnh nào, vẫn có thể bắt được một số đài phát thanh, nhưng tôi đã cố gắng đạt được hiệu suất tốt nhất của nó bằng cách điều chỉnh các mạch cộng hưởng. Đài phát thanh đang phát tốt hơn và nhận được nhiều đài hơn, nhưng tần số của các đài thu được hiển thị bởi bánh xe tụ điện biến đổi không tương ứng với giá trị thực của chúng. Tôi đã phát hiện ra rằng ngay cả bộ thu hoạt động, nó không được cắt tỉa với các cài đặt chính xác. Có thể nó có tần số trung gian khác thay vì tiêu chuẩn 455 KHz. Tôi quyết định làm một máy phát tần số AM đơn giản để cắt tất cả các mạch cộng hưởng theo cách thích hợp. Bạn có thể tìm thấy rất nhiều mạch của máy phát điện như vậy trên Internet. Hầu hết chúng đều chứa một số bộ dao động bên trong có nhúng số lượng cuộn dây hoặc tụ điện có thể chuyển đổi khác nhau, bộ trộn RF (tần số vô tuyến) và các mạch vô tuyến khác nhau. Tôi quyết định đi theo cách đơn giản hơn - sử dụng một bộ điều chế AM đơn giản và làm đầu vào để áp dụng các tín hiệu được tạo ra bởi hai bộ tạo tín hiệu bên ngoài, mà tôi đã có sẵn. Cái đầu tiên dựa trên chip MAX038. Tôi đã viết hướng dẫn này về nó. Tôi muốn sử dụng điều này làm nguồn tần số RF. Máy phát điện thứ hai được sử dụng trong dự án này cũng là một bộ kit DIY dựa trên chip XR2206. Nó rất dễ hàn và hoạt động tốt. Một sự thay thế tốt khác có thể là cái này. Tôi đã sử dụng nó như máy phát tần số thấp. Nó đang cung cấp tín hiệu điều chế AM.

Bước 1: Nguyên tắc làm việc

Một lần nữa… - Trên Internet, bạn có thể tìm thấy rất nhiều mạch của bộ điều chế AM, nhưng tôi muốn sử dụng một số cách tiếp cận mới - ý tưởng của tôi là điều chế bằng cách nào đó mức tăng của bộ khuếch đại RF một tầng. Là một mạch cơ sở, tôi đã sử dụng một bộ khuếch đại bộ phát chung một giai đoạn với sự thoái hóa bộ phát. Các sơ đồ của bộ khuếch đại được trình bày trên hình. Lợi ích của nó có thể được trình bày dưới dạng:

A = -R1 / R0

- dấu “-” được đặt để thể hiện sự đảo ngược của cực tín hiệu, nhưng trong trường hợp của chúng tôi, điều đó không thành vấn đề. Để thay đổi độ lợi của bộ khuếch đại và do đó để gọi điều chế biên độ, tôi quyết định điều chế giá trị của điện trở trong chuỗi phát R0. Giảm giá trị nó sẽ làm tăng lợi nhuận và ngược lại. Để có thể điều chỉnh giá trị của nó, tôi quyết định sử dụng LDR (điện trở phụ thuộc ánh sáng), kết hợp với đèn LED trắng.

Bước 2: Iptocoupler tự tạo

Để kết hợp cả hai thiết bị trong một phần duy nhất, Tôi đã sử dụng màu đen của ống co nhiệt để cách ly điện trở cảm quang khỏi ánh sáng xung quanh. Hơn nữa, tôi nhận thấy rằng ngay cả một lớp ống nhựa cũng không đủ để ngăn ánh sáng, và tôi đã lắp mối nối vào lớp thứ hai. Sử dụng nhiều mét, tôi đã đo khả năng chống tối của LDR. Sau đó tôi lấy một chiết áp 47KOhm mắc nối tiếp với điện trở 1KOhm, mắc nối tiếp với đèn LED và cấp nguồn 5V cho mạch này. Vặn chiết áp Tôi đang kiểm soát điện trở của LDR. Nó đang thay đổi từ 4,1KOhm thành 300Ohm.

Bước 3: Tính toán các giá trị thiết bị khuếch đại RF và mạch cuối cùng

Tôi muốn có tổng mức tăng của bộ điều chế AM ~ 1,5. Tôi đã chọn một điện trở thu (R1) 5.1KOhm. Sau đó, tôi sẽ cần phải có ~ 3KOhm cho R0. Tôi xoay chiết áp cho đến khi tôi đo được giá trị này của LDR, tôi mở rộng mạch và đo giá trị của chiết áp và điện trở được kết nối nối tiếp - nó vào khoảng 35 KOhm. Tôi quyết định sử dụng thiết bị giá trị điện trở tiêu chuẩn 33KOhm. Tại giá trị này, mức kháng LDR trở thành 2,88KOhm. Bây giờ các giá trị của hai điện trở khác R2 và R3 phải được xác định Chúng được sử dụng để phân cực thích hợp của bộ khuếch đại. Để có thể thiết lập xu hướng chính xác, trước tiên phải biết Beta (độ lợi hiện tại) của bóng bán dẫn Q1. Tôi đã đo được là 118. Tôi đã sử dụng thiết bị silicon NPN BJT công suất thấp thông dụng.

Bước tiếp theo tôi chọn dòng thu. Tôi đã chọn nó là 0,5mA. Điều này xác định điện áp đầu ra DC của bộ khuếch đại gần với giá trị giữa của điện áp cung cấp, cho phép nó có giá trị đầu ra tối đa. Hiệu điện thế tại nút cực thu được tính theo công thức:

Vc = Vdd- (Ic * R1) = 5V- (0,5mA * 5,1K) = 2,45V.

Với Beta = 118, dòng cơ bản là Ib = Ic / Beta = 0,5mA / 118 = 4,24uA (trong đó Ic là dòng thu)

Dòng phát ra là tổng của cả hai dòng: Ie = 0,504mA

Điện thế tại nút phát được tính là: Ve = Tức là * R0 = 0,504mA * 2,88KOhm = 1,45V

Đối với Vce vẫn còn ~ 1V.

Điện thế tại cơ sở được tính là Vb = Vr0 + Vbe = 1,45V + 0,7V = 2,15V (ở đây tôi đặt Vbe = 0,7V - tiêu chuẩn cho Si BJT. Đối với Ge là 0,6)

Để phân cực chính xác bộ khuếch đại, dòng điện chạy qua bộ chia điện trở phải cao hơn dòng điện cơ bản nhiều lần. Tôi chọn 10 lần. ….

Bằng cách này Ir2 = 9 * Ib = 9 * 4,24uA = 38,2uA

R2 = Vb / Ir2 ~ 56 KOhm

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

Tôi không có những giá trị này trong ví myresistors và tôi đã lấy R3 = 33Kohm, R2 = 27KOhm - tỷ lệ của chúng giống như những giá trị được tính toán.

Cuối cùng tôi đã thêm một người theo dõi nguồn được tải với điện trở 1KOhm. Nó được sử dụng để giảm điện trở đầu ra của bộ điều chế AM và cách ly bóng bán dẫn khuếch đại khỏi tải.

Toàn bộ mạch có thêm người theo dõi emitter được trình bày trên hình trên.

Bước 4: Thời gian hàn

Như PCB, tôi đã sử dụng một miếng perfoboard.

Lúc đầu tôi đã hàn mạch nguồn dựa trên ổn áp 7805.

Ở đầu vào tôi đặt tụ điện 47uF - mỗi giá trị cao hơn có thể hoạt động, ở đầu ra tôi đặt tụ điện (tụ điện giống như ở đầu vào + 100nF gốm một). Sau đó, tôi hàn optocoupler tự tạo và điện trở phân cực trước cho đèn LED. Tôi đã cung cấp bảng và tôi đã đo lại điện trở của LDR.

Nó có thể được nhìn thấy trên hình ảnh - nó là 2,88KOhm.

Bước 5: Quá trình hàn tiếp tục

Sau đó, tôi đã hàn tất cả các phần khác của bộ điều chế AM. Tại đây bạn có thể thấy các giá trị DC đo được tại nút thu.

Sự khác biệt nhỏ so với giá trị được tính toán là do Vbe không được xác định chính xác của bóng bán dẫn (lấy 700 thay vì đo 670mV), lỗi trong phép đo Beta (được đo bằng dòng thu 100uA, nhưng được sử dụng ở 0,5mA - BJT Beta phụ thuộc theo một cách nào đó về dòng điện đi qua thiết bị; lỗi lan truyền giá trị điện trở … vv.

Đối với đầu vào RF, tôi đặt một đầu nối BNC. Ở đầu ra, tôi hàn một đoạn cáp đồng trục mỏng. Tất cả các cáp tôi đã cố định vào PCB bằng keo nóng.

Bước 6: Kiểm tra và kết hợp

Tôi đã kết nối cả hai bộ tạo tín hiệu (xem hình thiết lập của tôi). Để quan sát tín hiệu, tôi đã sử dụng một máy hiện sóng tự tạo dựa trên bộ Jyetech DSO068. Nó là một món đồ chơi đẹp - bên trong cũng chứa bộ tạo tín hiệu. (Dự phòng như vậy - Tôi có 3 bộ tạo tín hiệu trên bàn làm việc!) Tôi cũng có thể sử dụng cái này, cái mà tôi đã mô tả trong hướng dẫn này, nhưng tôi không có nó ở nhà trong thời điểm này.

Máy phát MAX038 tôi đã sử dụng cho tần số RF (máy được điều chế) - Tôi có thể thay đổi lên đến 20 MHz. XR2206 tôi đã sử dụng với đầu ra sin tần số thấp cố định. Tôi chỉ thay đổi biên độ, kết quả là đã thay đổi độ sâu của điều chế.

Chụp màn hình máy hiện sóng cho thấy hình ảnh của tín hiệu AM quan sát được ở đầu ra của bộ điều chế.

Như kết luận - bộ điều chế này có thể được sử dụng để điều chỉnh các giai đoạn AM khác nhau. Nó không hoàn toàn tuyến tính, nhưng để điều chỉnh mạch cộng hưởng, điều này không quan trọng như vậy. Bộ điều chế AM cũng có thể được sử dụng cho các mạch FM theo một số cách khác nhau. Chỉ tần số RF từ máy phát MAX038 mới được áp dụng. Đầu vào tần số thấp được thả nổi. Trong chế độ này, bộ điều chế hoạt động như bộ khuếch đại RF tuyến tính.

Bí quyết là áp dụng tín hiệu tần số thấp ở đầu vào FM của máy phát MAX038. (FADC đầu vào của chip MAX038). Bằng cách này, máy phát tạo ra tín hiệu FM và nó chỉ được khuếch đại bởi bộ điều chế AM. Tất nhiên trong cấu hình này, nếu không cần khuếch đại, có thể bỏ qua bộ điều chế AM.

Cám ơn vì sự quan tâm của bạn.