Teljes sávos közvetlen átalakító vevő: 6 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:41

Ez az utasítás egy kísérleti "Direct Conversion" teljes sávos vevőt ír le egyetlen oldalsávos, morze kódú és 80 MHz-es távoli rádiójelek vételére. A hangolt áramkörök nem szükségesek!

Ez a fejlett projekt az első Instructable-ra épül

Ennek a vevőkészüléknek a koncepcióját először 2001 -ben tették közzé: „Termékérzékelő és annak módszere”, US6230000 B1 számú szabadalom, 2001. május 8., Daniel Richard Tayloe,

1. lépés: Elmélet

A fenti áramkör sorba kapcsolt kapcsolót, ellenállást és kondenzátort mutat.

AC (váltakozó áram) nézőpont

Ha bezárjuk a kapcsolót, és váltóáramú jelet adunk a bemenetre, akkor a kondenzátoron keresztül megjelenik egy váltakozó feszültség, amelynek amplitúdója a frekvencia növekedésével csökken a feszültségosztó hatása miatt.

Különösen érdekes számunkra az a frekvencia, amelyen a kondenzátoron lévő váltakozó feszültség a bemenet 70% -ára esik. Ez a "határfrekvencia" néven ismert frekvencia akkor fordul elő, amikor a kondenzátor Xc reaktanciája megegyezik az R ellenállással. A határfrekvencia feletti frekvenciákat 6 dB/oktáv sebességgel csillapítják.

Az áramköröm határfrekvenciája 3000 Hz -re van beállítva, ami azt jelenti, hogy nincs sugárzási kimenet a műsorszórási frekvenciákon és a felett.

DC (egyenáram) nézőpont

Ha bezárjuk a kapcsolót és egyenfeszültséget alkalmazunk a bemenetre, a kondenzátor elkezdi tölteni ezt az értéket. Ha kinyitjuk a kapcsolót, mielőtt a kondenzátor teljesen feltöltődött, akkor a C feszültsége állandó marad, amíg a kapcsolót újra bezárják.

Nagyfrekvenciás jel vétele

Most vezessünk át egy nagyfrekvenciás jelet egy olyan nyitó és záró kapcsolón keresztül, hogy a bejövő jel ugyanaz a része kerüljön a fent leírt RC hálózatra. Annak ellenére, hogy a bejövő jel jóval meghaladja a 3000 Hz-es határfrekvenciát, a kondenzátort mindig ugyanaz az egypólusú egyenáramú hullámforma mutatja, és a hullámforma átlagos értékére fog tölteni.

Ha a bejövő jel kissé eltér a kapcsolási frekvenciától, akkor a kondenzátor elkezd töltődni és kisülni, mivel a bejövő jel különböző alakú szegmenseivel találkozik. Ha a különbség frekvenciája mondjuk 1000 Hz, akkor 1000 Hz -es hangot hallunk a kondenzátoron. Ennek a hangnak az amplitúdója gyorsan csökken, ha a különbség frekvenciája meghaladja az RC hálózat határfrekvenciáját (3000 Hz).

Összefoglaló

• A kapcsolási frekvencia határozza meg a vételi frekvenciát.
• Az RC kombináció határozza meg a legnagyobb hallható hangfrekvenciát.
• Erősítésre van szükség, mivel a bemeneti jelek nagyon gyengék (mikrovolt)

2. lépés: Vázlatos diagram

A fenti áramkör két kapcsolt RC (ellenállás - kondenzátor) hálózattal rendelkezik. Két hálózat oka az, hogy minden hullámforma pozitív feszültségű és negatív feszültségű hullámformával rendelkezik.

Az első hálózat tartalmazza az R5 -öt, a 2B2 kapcsolót és a C8 -at … a második hálózat az R5 -öt, a 2B3 kapcsolót és a C9 -et.

Az IC5 differenciálerősítő összegzi a két hálózat pozitív és negatív kimenetét, és továbbítja az audio jelet a C15 -en keresztül a J2 "audio kimenet" termináljához.

Az R5, C8 és R5, C9 tervezési egyenletei:

XC8 = 2R5 ahol XC8 a kapacitív reaktancia 1/(2*pi*határfrekvencia*C8)

Az 50 ohm és a 0,47uF érték 3000 Hz -es határfrekvenciát eredményez

A 2*szorzó oka az, hogy a bemeneti jel csak az idő felére kerül az egyes hálózatokhoz, ami ténylegesen megduplázza az időállandót.

Tervezési egyenletek R7, C13

XC13 = R7 ahol XC13 az 1/(2*pi*határfrekvencia*C13) kapacitív reaktancia. Ennek a hálózatnak az a célja, hogy tovább csillapítsa a nagyfrekvenciás jeleket és a zajt.

Az audio erősítő:

Az op-amp IC5 hangerejét az R7/R5 arány határozza meg, ami 10000/50 = 200 (46dB) feszültségnövekedésnek felel meg. Ennek az erősítésnek az eléréséhez R5 csatlakoztatva van az IC1 rádiófrekvenciás erősítő alacsony impedanciájú kimenetéhez.

RF erősítő:

Az IC1 feszültségnövekedését az R4/R3 arány határozza meg, amely 1000/50 = 20 (26dB) értéknek felel meg, így a teljes erősítés megközelíti a 72 dB-t, amely alkalmas fejhallgató hallgatására.

A logikai áramkörök:

Az IC4 puffer-erősítőként működik a szintézisből származó 3 voltos csúcs-csúcs jel és az IC2 5 voltos logikája között. A puffer erősítő 2 erősítésű, amelyet az R6/R8 ellenállások aránya határoz meg.

Az IC2B kettős osztással van bekötve. Ez biztosítja, hogy a C8 és C9 kondenzátorok R5 -hez vannak csatlakoztatva azonos ideig.

3. lépés: Nyomtatott áramköri lap

Az áramköri lap felül és alulnézete összeszerelés előtt és után.

A Gerber fájlok teljes készlete a mellékelt zip fájlban található. Saját PCB előállításához egyszerűen küldje el ezt a fájlt az áramköri lap gyártójának … először kérjen árajánlatot, mivel az árak változnak.

4. lépés: Helyi oszcillátor

Ez a vevő a https://www.instructables.com/id/Arduino-Frequency-Synthesiser-Using-160MHz-Si5351 webhelyen leírt frekvenciaszintetizátort használja

A csatolt "direct-conversion-receiver.txt" fájl tartalmazza a vevő *.ino kódját.

Ez a kód majdnem megegyezik a fenti frekvenciaszintetizátor kódjával, kivéve, hogy a kimeneti frekvencia kétszerese a megjelenítési frekvenciának, hogy lehetővé tegye a kettes osztás áramkört a vevőlapon.

2018-04-30

Eredeti kód.ino formátumban csatolva.

5. lépés: Összeszerelés

A fő fotó azt mutatja, hogy minden összefügg egymással.

Az SMD -ket (felületre szerelhető eszközöket) választottuk, mivel 80MHz -es váltáskor nem kíván hosszú vezetékeket. A kézi forrasztás megkönnyítése érdekében 0805 SMD alkatrészeket választottak.

Míg a kézi forrasztás témakörében fontos, hogy vegyünk egy hőmérsékletszabályozott vasalót, mivel a túl sok hő hatására a NYÁK-pályák felemelkednek. 30W -os, hőmérséklettel szabályozott forrasztópáka -t használtam. A titok az, hogy sok gél fluxust használjon. Növelje a forrasztási hőmérsékletet, amíg a forrasztóanyag el nem olvad. Most vigyen fel forrasztást az egyik betétre, és a forrasztópáka még mindig a párnán csúsztassa a 0805 -ös komponenst a forrasztópáka ellen csipesz segítségével. Ha az alkatrész megfelelően van elhelyezve, távolítsa el a forrasztópáka -t. Most forrasztja be a maradék végét, majd tisztítsa meg a munkát izopropil -alkohollal, amely a helyi vegyésznél kapható.

6. lépés: Teljesítmény

Mit mondjak… működik !!

A legjobb teljesítményt alacsony impedanciájú rezonanciaantennával érhetjük el az érdeklődési kör számára.

Fejhallgató helyett 12 voltos erősítőt és hangszórót adtam hozzá. Az audio előerősítőnek saját beépített feszültségszabályozója volt, hogy csökkentse a közös módú visszacsatolási hurok esélyét a 12 voltos elemről.

A mellékelt hangklipeket körülbelül 2 méter átmérőjű, beltéri hangolt hurokból készítettük. A hurok középpontja egy két lyukú ferritmag egyik lyukán haladt át, és a földelés és a vevőbemenet között 10 fordulatos szekunder csatlakozott.

Kattintson ide a többi utasításom megtekintéséhez.