Penerima Konversi Langsung Semua-Band: 6 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:55

Instruksi ini menjelaskan receiver all-band "Konversi Langsung" eksperimental untuk penerimaan pita sisi tunggal, kode morse, dan sinyal radio teletipe hingga 80MHz. Sirkuit yang disetel tidak diperlukan!

Proyek lanjutan ini dibangun di atas instruksi pertama saya

Konsep penerima ini pertama kali diterbitkan pada tahun 2001: “Detektor produk dan metodenya”, Patent US6230000 B1, 8 Mei 2001, Daniel Richard Tayloe,

Langkah 1: Teori

Rangkaian di atas menunjukkan sakelar, resistor, dan kapasitor yang dihubungkan secara seri.

Sudut pandang AC (arus bolak-balik)

Jika kita menutup sakelar dan menerapkan sinyal AC ke input, tegangan AC akan muncul di kapasitor, amplitudonya akan berkurang dengan meningkatnya frekuensi karena aksi pembagi tegangan.

Yang menarik bagi kami adalah frekuensi di mana tegangan AC melintasi kapasitor turun menjadi 70% dari input. Frekuensi ini, dikenal sebagai "frekuensi cutoff", terjadi ketika reaktansi Xc kapasitor sama dengan resistansi R. Frekuensi di atas frekuensi cutoff dilemahkan pada laju 6dB/oktaf.

Frekuensi cutoff untuk sirkuit saya telah disetel ke 3000Hz yang berarti tidak ada output AC untuk frekuensi siaran ke atas.

Sudut pandang DC (arus searah)

Jika kita menutup sakelar dan menerapkan tegangan DC ke input, kapasitor akan mulai mengisi daya ke nilai itu. Jika kita membuka sakelar sebelum kapasitor terisi penuh maka tegangan pada C akan tetap konstan sampai sakelar ditutup kembali.

Menerima sinyal frekuensi tinggi

Sekarang mari kita melewatkan sinyal frekuensi tinggi melalui sakelar yang membuka dan menutup sedemikian rupa sehingga bagian yang sama dari sinyal masuk disajikan ke jaringan RC yang dijelaskan di atas. Meskipun sinyal masuk jauh di atas frekuensi cutoff 3000Hz, kapasitor selalu disajikan dengan bentuk gelombang DC uni-polar yang sama dan akan mengisi nilai rata-rata bentuk gelombang tersebut.

Jika sinyal yang masuk sedikit berbeda dari frekuensi switching maka kapasitor akan mulai mengisi dan mengosongkan saat bertemu segmen berbentuk berbeda dari sinyal yang masuk. Jika perbedaan frekuensi, katakanlah, 1000Hz maka kita akan mendengar nada 1000Hz melintasi kapasitor. Amplitudo nada ini akan turun dengan cepat setelah perbedaan frekuensi melebihi frekuensi cutoff (3000Hz) dari jaringan RC.

Ringkasan

• Frekuensi switching menentukan frekuensi terima.
• Kombinasi RC menentukan frekuensi audio tertinggi yang dapat didengar.
• Amplifikasi diperlukan karena sinyal input sangat lemah (mikrovolt)

Langkah 2: Diagram Skema

Rangkaian di atas memiliki dua jaringan RC (resistor - kapasitor) yang diaktifkan. Alasan untuk dua jaringan adalah bahwa semua bentuk gelombang memiliki bentuk gelombang tegangan positif dan bentuk gelombang tegangan negatif.

Jaringan pertama terdiri dari R5, sakelar 2B2, dan C8 … jaringan kedua terdiri dari R5, sakelar 2B3, dan C9.

Penguat diferensial IC5 menjumlahkan output positif dan negatif dari dua jaringan dan meneruskan sinyal audio melalui C15 ke terminal "output audio" J2.

Persamaan desain untuk R5, C8 dan R5, C9:

XC8=2R5 di mana XC8 adalah reaktansi kapasitif 1/(2*pi*cutoff-freq*C8)

Nilai 50 ohm dan 0,47uF menghasilkan frekuensi cutoff 3000Hz

Alasan untuk pengali 2* adalah bahwa sinyal input hanya ditampilkan ke setiap jaringan selama separuh waktu yang secara efektif menggandakan konstanta waktu.

Persamaan desain untuk R7, C13

XC13=R7 di mana XC13 adalah reaktansi kapasitif 1/(2*pi*cutoff-freq*C13). Tujuan dari jaringan ini adalah untuk lebih melemahkan sinyal frekuensi tinggi dan kebisingan.

Penguat Audio:

Penguatan audio dari op-amp IC5 diatur oleh rasio R7/R5 yang setara dengan penguatan tegangan 10000/50 = 200 (46dB). Untuk mendapatkan penguatan ini, R5 telah dihubungkan ke keluaran impedansi rendah dari penguat RF (frekuensi radio) IC1.

Penguat RF:

Penguatan tegangan IC1 diatur oleh rasio R4/R3 yang setara dengan 1000/50 = 20 (26dB) memberikan penguatan keseluruhan mendekati 72dB yang cocok untuk mendengarkan headphone.

Sirkuit Logika:

IC4 bertindak sebagai penguat penyangga antara sinyal puncak ke puncak 3 volt dari sintesis dan logika 5 volt untuk IC2. Penguat buffer memiliki gain 2 yang diatur oleh rasio resistor R6/R8.

IC2B disambungkan sebagai split-by-two. Ini memastikan bahwa kapasitor C8 dan C9 terhubung ke R5 untuk jangka waktu yang sama.

Langkah 3: Papan Sirkuit Tercetak

Tampilan atas dan bawah papan sirkuit sebelum dan sesudah dirakit.

Satu set lengkap file Gerber disertakan dalam file zip terlampir. Untuk memproduksi PCB Anda sendiri cukup kirimkan file ini ke produsen papan sirkuit … dapatkan penawaran harga terlebih dahulu karena harga bervariasi.

Langkah 4: Osilator Lokal

Penerima ini menggunakan synthesizer frekuensi yang dijelaskan di

File terlampir "direct-conversion-receiver.txt" berisi kode *.ino untuk receiver ini.

Kode ini hampir identik dengan kode untuk synthesizer frekuensi di atas kecuali bahwa frekuensi output adalah dua kali frekuensi tampilan untuk memungkinkan sirkuit bagi-dua pada papan penerima.

2018-04-30

Kode asli dalam format.ino terlampir.

Langkah 5: Perakitan

Foto utama menunjukkan bagaimana semuanya saling terhubung.

SMD (perangkat pemasangan permukaan) dipilih karena Anda tidak ingin lead panjang saat beralih pada 80MHz. 0805 Komponen SMD dipilih untuk memudahkan penyolderan dengan tangan.

Sementara pada masalah penyolderan tangan, penting untuk membeli setrika yang dikontrol suhunya karena terlalu banyak panas akan menyebabkan trek PCB terangkat. Saya menggunakan besi solder yang dikontrol suhu 30W. Rahasianya adalah menggunakan banyak fluks gel. Naikkan suhu penyolderan hingga solder meleleh. Sekarang oleskan solder ke satu pad, dan dengan besi solder masih di pad, geser komponen 0805 ke besi solder menggunakan pinset. Ketika komponen diposisikan dengan benar, lepaskan besi solder. Sekarang solder ujung yang tersisa kemudian bersihkan pekerjaan Anda dengan Isopropil alkohol yang tersedia dari apotek setempat.

Langkah 6: Performa

Apa yang bisa saya katakan … itu berhasil !!

Performa terbaik diperoleh dengan menggunakan antena resonansi impedansi rendah untuk pita yang diinginkan.

Alih-alih headphone, saya menambahkan penguat audio dan speaker 12 volt. Pra-penguat audio memiliki pengatur tegangan bawaannya sendiri untuk mengurangi kemungkinan loop umpan balik mode umum melalui pasokan baterai 12 volt.

Klip audio terlampir diperoleh dengan menggunakan loop kabel yang disetel dalam ruangan dengan diameter sekitar 2 meter. Pusat loop dilewatkan melalui satu lubang inti ferit dua lubang dengan sekunder 10 putaran yang terhubung antara ground dan input penerima.

Klik di sini untuk melihat instruksi saya yang lain.