Celopásmový přijímač přímé konverze: 6 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

Tento Instructable popisuje experimentální „pásmový“přijímač „Direct Conversion“pro příjem rádiových signálů s jedním postranním pásmem, morseovkou a dálnopisem až do 80 MHz. Laděné obvody nejsou nutné!

Tento pokročilý projekt navazuje na můj první Instructable

Koncept tohoto přijímače byl poprvé publikován v roce 2001: „Detektor produktů a jejich metody“, patent US6230000 B1, 8. května 2001, Daniel Richard Tayloe,

Krok 1: Teorie

Výše uvedený obvod ukazuje přepínač, odpor a kondenzátor zapojené do série.

Hledisko AC (střídavý proud)

Pokud zavřeme spínač a na vstup použijeme střídavý signál, objeví se na kondenzátoru střídavé napětí, jehož amplituda se s rostoucí frekvencí bude snižovat působením děliče napětí.

Obzvláště zajímavá je pro nás frekvence, při které střídavé napětí přes kondenzátor klesne na 70% vstupu. K této frekvenci, známé jako „mezní frekvence“, dochází, když je reaktance Xc kondenzátoru rovna odporu R. Frekvence nad mezní frekvencí jsou zeslabeny rychlostí 6 dB/oktávu.

Mezní frekvence pro můj obvod byla nastavena na 3000 Hz, což znamená, že neexistuje žádný střídavý výstup pro vysílací frekvence a výše.

Hledisko DC (stejnosměrný proud)

Pokud zavřeme spínač a na vstup přivedeme stejnosměrné napětí, kondenzátor se začne nabíjet na tuto hodnotu. Pokud otevřeme spínač dříve, než se kondenzátor plně nabije, napětí na C zůstane konstantní, dokud se spínač opět nezavře.

Příjem vysokofrekvenčního signálu

Pojďme nyní projít vysokofrekvenční signál přes spínač, který se otevírá a zavírá tak, aby stejná část příchozího signálu byla prezentována výše popsané RC síti. I když je příchozí signál výrazně nad mezní frekvencí 3000 Hz, kondenzátor je vždy prezentován se stejným unipolárním DC vlnovým tvarem a bude se nabíjet na průměrnou hodnotu tohoto vlnového tvaru.

Pokud se příchozí signál mírně liší od spínací frekvence, pak se kondenzátor začne nabíjet a vybíjet, když narazí na různě tvarované segmenty příchozího signálu. Pokud je rozdílová frekvence, řekněme, 1000 Hz, pak uslyšíme tón 1000 Hz přes kondenzátor. Amplituda tohoto tónu bude rychle klesat, jakmile rozdílová frekvence překročí mezní frekvenci (3000 Hz) RC sítě.

souhrn

• Frekvence spínání určuje přijímací frekvenci.
• Kombinace RC určuje nejvyšší zvukovou frekvenci, kterou lze slyšet.
• Je vyžadováno zesílení, protože vstupní signály jsou velmi slabé (mikrovolty)

Krok 2: Schematický diagram

Výše uvedený obvod má dvě spínané sítě RC (odpor - kondenzátor). Důvodem pro dvě sítě je, že všechny průběhy mají tvar vlny pozitivního napětí a tvar vlny záporného napětí.

První síť obsahuje R5, přepínač 2B2 a C8… druhá síť obsahuje R5, přepínač 2B3 a C9.

Diferenciální zesilovač IC5 sčítá kladné a záporné výstupy ze dvou sítí a předává zvukový signál přes C15 na svorku „zvukového výstupu“J2.

Návrhové rovnice pro R5, C8 a R5, C9:

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

Hodnoty 50 ohmů a 0,47uF produkují mezní frekvenci 3000 Hz

Důvodem 2*multiplikátoru je, že vstupní signál je do každé sítě prezentován pouze polovinu času, což účinně zdvojnásobuje časovou konstantu.

Navrhněte rovnice pro R7, C13

XC13 = R7, kde XC13 je kapacitní reaktance 1/(2*pi*cutoff-freq*C13). Účelem této sítě je další zeslabení vysokofrekvenčních signálů a šumu.

Zesilovač zvuku:

Zvukový zisk operačního zesilovače IC5 je nastaven poměrem R7/R5, který odpovídá zesílení napětí 10 000/50 = 200 (46 dB). K získání tohoto zisku byl R5 připojen k výstupu s nízkou impedancí RF (radiofrekvenčního) zesilovače IC1.

RF zesilovač:

Zesílení napětí IC1 je nastaveno poměrem R4/R3, který odpovídá 1000/50 = 20 (26 dB), což dává celkový zisk blížící se 72 dB, což je vhodné pro poslech pomocí sluchátek.

Logické obvody:

IC4 funguje jako zesilovač vyrovnávací paměti mezi 3voltovým špičkovým signálem ze syntézy a 5voltovou logikou pro IC2. Vyrovnávací zesilovač má zisk 2, který je nastaven poměrem odporů R6/R8.

IC2B je zapojen jako dělení dvěma. Tím je zajištěno, že kondenzátory C8 a C9 jsou připojeny k R5 po stejnou dobu.

Krok 3: Deska s plošnými spoji

Pohled shora a zdola na desku s obvody před a po sestavení.

Kompletní sada Gerberových souborů je součástí přiloženého zip souboru. Chcete -li si vyrobit vlastní desku plošných spojů, jednoduše odešlete tento soubor výrobci desek s plošnými spoji … nejprve získejte nabídku, protože ceny se liší.

Krok 4: Místní oscilátor

Tento přijímač používá syntetizátor frekvence popsaný v

Připojený soubor „direct-conversion-receiver.txt“obsahuje kód *.ino pro tento přijímač.

Tento kód je téměř identický s kódem výše uvedeného frekvenčního syntetizátoru, kromě toho, že výstupní frekvence je dvojnásobkem zobrazovací frekvence, což umožňuje obvod dělení dvěma na desce přijímače.

2018-04-30

Přiložený původní kód ve formátu.ino.

Krok 5: Montáž

Hlavní fotografie ukazuje, jak je vše propojeno.

SMD (zařízení pro povrchovou montáž) byly vybrány, protože při přepínání na 80 MHz nechcete mít dlouhé vodiče. Pro snazší ruční pájení byly vybrány součásti 0805 SMD.

Pokud jde o ruční pájení, je důležité koupit teplotně regulovanou žehličku, protože příliš mnoho tepla způsobí zvednutí kolejí desky plošných spojů. Použil jsem 30W páječku s regulovanou teplotou. Tajemství spočívá v použití velkého množství gelového tavidla. Zvyšte teplotu pájení, dokud se pájka jen nerozpustí. Nyní naneste pájku na jednu podložku a s páječkou stále na podložce zasuňte součást 0805 proti páječce pomocí pinzety. Když je součást správně umístěna, vyjměte páječku. Nyní pájejte zbývající konec a poté vyčistěte svou práci isopropylalkoholem, který je k dispozici u vašeho místního chemika.

Krok 6: Výkon

Co mohu říci … funguje to !!

Nejlepšího výkonu je dosaženo použitím nízkoimpedanční rezonanční antény pro sledované pásmo.

Místo sluchátek jsem přidal 12voltový zesilovač zvuku a reproduktor. Zvukový předzesilovač měl vlastní vestavěný regulátor napětí, aby se snížila šance na zpětnou vazbu ve společném režimu prostřednictvím 12voltového napájecího zdroje baterie.

Připojené zvukové klipy byly získány pomocí vnitřní laděné smyčky drátu o průměru přibližně 2 metry. Střed smyčky prošel jedním otvorem dvouotvorového feritového jádra s 10otáčkovým sekundárním připojením mezi zemí a vstupem přijímače.

Kliknutím sem zobrazíte mé další pokyny.