Celopásmový prijímač priamej konverzie: 6 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:58

Tento návod popisuje experimentálny celopásmový prijímač „Direct Conversion“na príjem rádiových signálov s jedným postranným pásmom, morzeovkou a diaľnopisom až do 80 MHz. Vyladené obvody nie sú povinné!

Tento pokročilý projekt nadväzuje na môj prvý Instructable

Koncept tohto prijímača bol prvýkrát publikovaný v roku 2001: „Detektor produktu a jeho metóda“, patent US6230000 B1, 8. mája 2001, Daniel Richard Tayloe,

Krok 1: Teória

Vyššie uvedený obvod zobrazuje spínač, odpor a kondenzátor zapojené do série.

Hľadisko striedavého prúdu

Ak zatvoríme spínač a na vstup privedieme striedavý signál, na kondenzátore sa objaví striedavé napätie, ktorého amplitúda sa bude znižovať so zvyšujúcou sa frekvenciou v dôsledku pôsobenia deliča napätia.

Zvlášť zaujímavá je pre nás frekvencia, pri ktorej striedavé napätie na kondenzátore klesne na 70% vstupu. K tejto frekvencii, známej ako „medzná frekvencia“, dochádza vtedy, keď je reaktancia Xc kondenzátora rovná odporu R. Frekvencie nad hraničnou frekvenciou sú zoslabené rýchlosťou 6 dB/oktáva.

Medzná frekvencia pre môj obvod bola nastavená na 3000 Hz, čo znamená, že pre vysielacie frekvencie a vyššie nie je žiadny striedavý výstup.

Hľadisko DC (jednosmerný prúd)

Ak zatvoríme spínač a na vstup použijeme jednosmerné napätie, kondenzátor sa začne nabíjať na túto hodnotu. Ak by sme spínač otvorili skôr, ako sa kondenzátor úplne nabije, napätie na C zostane konštantné, kým sa spínač opäť nezatvorí.

Príjem vysokofrekvenčného signálu

Prejdeme teraz vysokofrekvenčný signál cez spínač, ktorý sa otvára a zatvára tak, že rovnaká časť prichádzajúceho signálu je prezentovaná vyššie popísanej RC sieti. Aj keď je prichádzajúci signál výrazne nad hraničnou frekvenciou 3000 Hz, kondenzátor je vždy dodávaný s rovnakým unipolárnym vlnovým tvarom DC a bude sa nabíjať na priemernú hodnotu tohto vlnového tvaru.

Ak sa prichádzajúci signál mierne líši od spínacej frekvencie, potom sa kondenzátor začne nabíjať a vybíjať, keď narazí na rôzne tvarované segmenty prichádzajúceho signálu. Ak je rozdielová frekvencia, povedzme, 1000 Hz, potom budeme cez kondenzátor počuť tón 1000 Hz. Amplitúda tohto tónu bude rýchlo klesať, akonáhle rozdielová frekvencia prekročí medznú frekvenciu (3000 Hz) siete RC.

Zhrnutie

• Frekvencia spínania určuje frekvenciu príjmu.
• Kombinácia RC určuje najvyššiu zvukovú frekvenciu, ktorú je možné počuť.
• Je potrebné zosilnenie, pretože vstupné signály sú veľmi slabé (mikrovolty)

Krok 2: Schematický diagram

Vyššie uvedený obvod má dve spínané siete RC (odpor - kondenzátor). Dôvodom dvoch sietí je, že všetky priebehy majú tvar vlny s kladným napätím a tvar vlny so záporným napätím.

Prvá sieť obsahuje R5, prepínač 2B2 a C8 … druhá sieť obsahuje R5, prepínač 2B3 a C9.

Diferenciálny zosilňovač IC5 sčítava kladné a záporné výstupy z týchto dvoch sietí a prenáša zvukový signál cez C15 na svorku „zvukového výstupu“na J2.

Návrhové rovnice pre R5, C8 a R5, C9:

XC8 = 2R5, kde XC8 je kapacitná reaktancia 1/(2*pi*cutoff-freq*C8)

Hodnoty 50 ohmov a 0,47uF produkujú medznú frekvenciu 3000 Hz

Dôvodom 2*multiplikátora je, že vstupný signál je do každej siete prezentovaný iba polovicu času, čo účinne zdvojnásobuje časovú konštantu.

Navrhnite rovnice pre R7, C13

XC13 = R7, kde XC13 je kapacitná reaktancia 1/(2*pi*medzná frekvencia*C13). Účelom tejto siete je ďalší útlm vysokofrekvenčných signálov a šumu.

Zosilňovač zvuku:

Zvukový zisk operačného zosilňovača IC5 je nastavený pomerom R7/R5, ktorý sa rovná zosilneniu napätia 10 000/50 = 200 (46 dB). Aby sa dosiahol tento zisk, R5 bol pripojený k výstupu s nízkou impedanciou RF (rádiofrekvenčného) zosilňovača IC1.

RF zosilňovač:

Zisk napätia IC1 je nastavený pomerom R4/R3, ktorý sa rovná 1000/50 = 20 (26 dB), čo dáva celkový zisk blížiaci sa 72 dB, ktorý je vhodný na počúvanie cez telefón.

Logické obvody:

IC4 funguje ako zosilňovač vyrovnávacej pamäte medzi 3 voltovým signálom špička-vrchol zo syntézy a 5-voltovou logikou pre IC2. Vyrovnávací zosilňovač má zosilnenie 2, ktoré je stanovené pomerom odporov R6/R8.

IC2B je zapojený ako delené dvoma. To zaisťuje, že kondenzátory C8 a C9 sú pripojené k R5 rovnako dlho.

Krok 3: Doska s plošnými spojmi

Pohľad zhora a zdola na dosku pred a po zostavení.

Kompletná sada súborov Gerber je súčasťou priloženého súboru zip. Ak si chcete vyrobiť vlastnú dosku plošných spojov, jednoducho pošlite tento súbor výrobcovi obvodových dosiek … najskôr získajte cenovú ponuku, pretože ceny sa líšia.

Krok 4: Miestny oscilátor

Tento prijímač používa syntetizátor frekvencie popísaný v

Priložený súbor „direct-conversion-receiver.txt“obsahuje kód *.ino pre tento prijímač.

Tento kód je takmer identický s kódom pre vyššie uvedený frekvenčný syntetizátor, okrem toho, že výstupná frekvencia je dvojnásobkom zobrazovacej frekvencie, aby sa umožnil obvod delenia dvoma na doske prijímača.

2018-04-30

Priložený pôvodný kód vo formáte.ino.

Krok 5: Zostavenie

Hlavná fotografia ukazuje, ako je všetko prepojené.

Zariadenia SMD (zariadenia na povrchovú montáž) boli zvolené, pretože pri prepínaní na 80 MHz nechcete, aby boli káble dlhé. Na uľahčenie ručného spájkovania bolo zvolených 0805 súčiastok SMD.

Pokiaľ ide o ručné spájkovanie, je dôležité kúpiť si žehličku s regulovanou teplotou, pretože príliš veľa tepla spôsobí nadvihnutie stôp DPS. Použil som 30W spájkovačku s regulovanou teplotou. Tajomstvo je použiť veľa gélového taviva. Zvýšte teplotu spájkovania, kým sa spájka len neroztopí. Teraz naneste spájku na jednu podložku a keď je spájkovačka stále na podložke, pomocou pinzety zasuňte súčiastku 0805 na spájkovačku. Keď je komponent správne umiestnený, vyberte spájkovačku. Teraz spájkujte zostávajúci koniec a potom vyčistite svoju prácu izopropylalkoholom, ktorý je k dispozícii u miestneho chemika.

Krok 6: Výkon

Čo môžem povedať … funguje to !!

Najlepší výkon sa dosahuje použitím nízkoimpedančnej rezonančnej antény pre požadované pásmo.

Namiesto slúchadiel som pridal 12 voltový zosilňovač zvuku a reproduktor. Zvukový predzosilňovač mal vlastný vstavaný regulátor napätia, aby sa znížila pravdepodobnosť spätnej väzby v bežnom režime prostredníctvom napájania 12 voltovej batérie.

Pripojené zvukové klipy boli získané pomocou vnútornej ladenej slučky z drôtu s priemerom približne 2 metre. Stred slučky prešiel jedným otvorom dvojdierového feritového jadra s 10-otáčkovým sekundárnym zapojením medzi zemou a vstupom prijímača.

Kliknutím sem zobrazíte ďalšie moje pokyny.