Svepojasni prijemnik za direktnu konverziju: 6 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:06

Ovaj Instructable opisuje eksperimentalni prijemnik sa cijelom frekvencijom "Direct Conversion" za prijem jednostrukih bočnih, morzeovih aparata i teletipskih radio signala do 80MHz. Podešena kola nisu potrebna!

Ovaj napredni projekt nadograđuje se na moju prvu instrukciju

Koncept ovog prijemnika prvi je put objavljen 2001. godine: „Detektor proizvoda i njegova metoda“, Patent US6230000 B1, 8. svibnja 2001., Daniel Richard Tayloe,

Korak 1: Teorija

Gornji krug prikazuje prekidač, otpornik i kondenzator spojeni u seriju.

Stajalište naizmjenične struje (izmjenične struje)

Ako zatvorimo prekidač i na ulaz unesemo izmjenični signal, preko kondenzatora će se pojaviti izmjenični napon čija će se amplituda smanjivati s povećanjem frekvencije zbog djelovanja razdjelnika napona.

Posebno nas zanima frekvencija pri kojoj izmjenični napon na kondenzatoru pada na 70% ulaza. Ova frekvencija, poznata kao "granična frekvencija", nastaje kada je reaktancija Xc kondenzatora jednaka otporu R. Frekvencije iznad granične frekvencije prigušuju se brzinom od 6dB/oktavu.

Granična frekvencija za moje kolo postavljena je na 3000Hz, što znači da nema AC izlaza za frekvencije emitiranja i više.

Tačka gledišta jednosmerne (jednosmerne) struje

Ako zatvorimo prekidač i na ulaz primijenimo istosmjerni napon, kondenzator će se početi puniti na tu vrijednost. Ako otvorimo sklopku prije nego se kondenzator potpuno napuni, tada će napon na C ostati konstantan sve dok se prekidač ponovo ne zatvori.

Prijem visokofrekventnog signala

Prođimo sada visokofrekventni signal kroz prekidač koji se otvara i zatvara tako da se isti dio dolaznog signala prikaže gore opisanoj RC mreži. Iako je dolazni signal znatno iznad granične frekvencije od 3000Hz, kondenzator se uvijek prikazuje s istim unipolarnim DC valnim oblikom i punit će se do prosječne vrijednosti tog valnog oblika.

Ako se dolazni signal malo razlikuje od frekvencije uključivanja, kondenzator će se početi puniti i prazniti kada naiđe na različite segmente dolaznog signala. Ako je razlika frekvencije, recimo, 1000Hz, tada ćemo čuti ton od 1000Hz preko kondenzatora. Amplituda ovog tona brzo će pasti kada razlika frekvencije pređe graničnu frekvenciju (3000Hz) RC mreže.

Sažetak

• Uklopna frekvencija određuje frekvenciju prijema.
• RC kombinacija određuje najveću audio frekvenciju koja se može čuti.
• Pojačanje je potrebno jer su ulazni signali vrlo slabi (mikrovolti)

Korak 2: Šematski dijagram

Gore navedeni krug ima dvije komutirane RC (otpor -kondenzatorske) mreže. Razlog za dvije mreže je taj što svi valni oblici imaju pozitivnu i negativnu voltažu.

Prva mreža se sastoji od R5, prekidača 2B2 i C8 … druga mreža se sastoji od R5, prekidača 2B3 i C9.

Diferencijalno pojačalo IC5 zbraja pozitivne i negativne izlaze iz dvije mreže i prenosi audio signal kroz C15 do priključka "audio izlaz" na J2.

Izračunajte jednadžbe za R5, C8 i R5, C9:

XC8 = 2R5 gdje je XC8 kapacitivna reaktancija 1/(2*pi*granična frekvencija*C8)

Vrijednosti od 50 ohma i 0,47 uF stvaraju graničnu frekvenciju od 3000Hz

Razlog 2*množitelja je taj što se ulazni signal prezentira svakoj mreži samo pola vremena što efektivno udvostručuje vremensku konstantu.

Izračunajte jednadžbe za R7, C13

XC13 = R7 gdje je XC13 kapacitivna reaktancija 1/(2*pi*granična frekvencija*C13). Svrha ove mreže je dodatno slabljenje visokofrekventnih signala i šuma.

Audio pojačalo:

Audio pojačanje op-pojačala IC5 podešeno je omjerom R7/R5 koji je jednak naponu pojačanja od 10000/50 = 200 (46dB). Da bi se dobio ovaj dobitak, R5 je spojen na izlaz niske impedanse RF (radio frekvencijskog) pojačala IC1.

RF pojačalo:

Pojačanje napona IC1 podešeno je omjerom R4/R3 koji je jednak 1000/50 = 20 (26dB) dajući ukupni dobitak koji se približava 72dB što je pogodno za slušanje sa slušalica.

Logički krugovi:

IC4 djeluje kao tamponsko pojačalo između 3-voltnog signala vrha do vrha iz sinteze i 5-voltne logike za IC2. Bufersko pojačalo ima pojačanje 2 koje je određeno omjerom otpornika R6/R8.

IC2B je ožičen kao podjela dva. Ovo osigurava da su kondenzatori C8 i C9 povezani na R5 jednako dugo.

Korak 3: Štampana ploča

Pogled odozgo i odozdo na ploču prije i nakon sastavljanja.

Cijeli set Gerber datoteka uključen je u priloženu zip datoteku. Za proizvodnju vlastitog PCB -a jednostavno pošaljite ovu datoteku proizvođaču pločica … prvo zatražite ponudu jer se cijene razlikuju.

Korak 4: Lokalni oscilator

Ovaj prijemnik koristi sintetizator frekvencije opisan na

Priložena datoteka "direct-conversion-receiver.txt" sadrži *.ino kôd za ovaj prijemnik.

Ovaj kod je gotovo identičan kodu za gornji sintetizator frekvencija, osim što je izlazna frekvencija dvostruko veća od frekvencije prikaza kako bi se omogućilo kolo podijeljeno po dva na prijemnoj ploči.

2018-04-30

U prilogu originalni kod u.ino formatu.

Korak 5: Montaža

Glavna fotografija prikazuje kako je sve međusobno povezano.

SMD -ovi (uređaji za površinsko montiranje) odabrani su jer ne želite dugačke vodiče pri prebacivanju na 80MHz. 0805 SMD komponente odabrane su za lakše ručno lemljenje.

Kada je riječ o ručnom lemljenju, važno je kupiti glačalo s kontroliranom temperaturom jer će previše topline uzrokovati podizanje tračnica PCB-a. Koristio sam lemilicu sa kontrolom temperature 30W. Tajna je u korištenju dosta fluksa gela. Povećavajte temperaturu lemljenja sve dok se lem ne otopi. Sada nanesite lem na jednu podlogu i dok je lemilica još uvijek na jastučiću, gurnite komponentu 0805 uz lemilicu pomoću pincete. Kada je komponenta pravilno postavljena, uklonite lemilicu. Sada zalemite preostali kraj, a zatim očistite svoj rad izopropil alkoholom koji vam je dostupan kod vašeg lokalnog kemičara.

Korak 6: Performanse

Šta reći … radi !!

Najbolje performanse postižu se korištenjem rezonantne antene niske impedanse za opseg od interesa.

Umjesto slušalica dodao sam 12 -voltno audio pojačalo i zvučnik. Zvučno predpojačalo ima vlastiti ugrađeni regulator napona koji smanjuje mogućnost povratne sprege uobičajenog načina rada kroz napajanje od 12 volti.

Priloženi audio isječci dobiveni su korištenjem zatvorene petlje od žice u promjeru približno 2 metra. Središte petlje je propušteno kroz jednu rupu feritne jezgre s dvije rupe sa sekundarnim spojem od 10 zavoja spojenim između uzemljenja i ulaza prijemnika.

Kliknite ovdje za pregled ostalih instrukcija.