AM Modulator - Pendekatan Optik: 6 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:58

Beberapa bulan yang lalu saya membeli kit penerima radio AM DIY ini dari Banggood. Saya telah mengumpulkannya. (Cara melakukan ini akan saya jelaskan dalam Instruksi terpisah) Bahkan tanpa penyetelan apa pun, ada kemungkinan untuk menangkap beberapa stasiun radio, tetapi saya mencoba mencapai kinerja terbaiknya dengan menyesuaikan sirkuit resonansi. Radio diputar lebih baik dan menerima lebih banyak stasiun, tetapi frekuensi stasiun penerima yang ditunjukkan oleh roda kapasitor variabel tidak sesuai dengan nilai sebenarnya. Saya telah menemukan bahwa bahkan penerima bekerja, tidak dipangkas dengan pengaturan yang benar. Mungkin memiliki frekuensi menengah yang berbeda, bukan standar 455 KHz. Saya memutuskan untuk membuat generator frekuensi AM sederhana untuk memangkas semua rangkaian resonansi dengan cara yang benar. Anda dapat menemukan banyak rangkaian generator semacam itu di Internet. Sebagian besar dari mereka berisi beberapa osilator internal dengan jumlah kumparan atau kapasitor yang dapat diganti yang berbeda, mixer RF (frekuensi radio) dan sirkuit radio lain yang berbeda. Saya memutuskan untuk menggunakan cara yang lebih sederhana – menggunakan modulator AM sederhana dan sebagai input untuk menerapkan sinyal yang dihasilkan oleh dua generator sinyal eksternal, yang saya miliki. Yang pertama didasarkan pada chip MAX038. Saya telah menulis instruksi ini tentang hal itu. Saya ingin menggunakan ini sebagai sumber frekuensi RF. Generator kedua yang digunakan dalam proyek ini juga merupakan kit DIY berdasarkan chip XR2206. Sangat mudah untuk menyolder dan berfungsi dengan baik. Alternatif bagus lainnya adalah ini. Saya menggunakannya sebagai generator frekuensi rendah. Itu memberikan sinyal modulasi AM.

Langkah 1: Prinsip Kerja

Sekali lagi … - Di Internet Anda dapat menemukan banyak rangkaian modulator AM, tetapi saya ingin menggunakan beberapa pendekatan baru - ide saya adalah untuk memodulasi entah bagaimana gain dari penguat RF satu tahap. Sebagai rangkaian dasar, saya telah mengambil penguat common-emitter satu tahap dengan degenerasi emitor. Skema penguat disajikan pada gambar. Keuntungannya dapat disajikan dalam bentuk:

A=-R1/R0

- tanda "-" diletakkan untuk menunjukkan kebalikan dari polaritas sinyal, tetapi dalam kasus kami itu tidak masalah. Untuk mengubah penguatan amplifier dan dengan demikian untuk memanggil modulasi amplitudo, saya memutuskan untuk memodulasi nilai resistor dalam rantai emitor R0. Mengurangi nilainya akan meningkatkan keuntungan dan sebaliknya. Untuk dapat memodulasi nilainya, saya memutuskan untuk menggunakan LDR (light dependent resistor), dipadukan dengan LED putih.

Langkah 2: Iptocoupler Buatan Sendiri

Untuk menggabungkan kedua perangkat dalam satu bagian, Saya menggunakan warna hitam tabung susut termal untuk mengisolasi resistor fotosensitif dari cahaya sekitar. Selanjutnya, saya telah menemukan bahwa bahkan satu lapisan tabung plastik tidak cukup sepenuhnya untuk menghentikan cahaya, dan saya memasukkan sambungan ke dalam yang kedua. Menggunakan multi-meter saya mengukur resistansi gelap LDR. Setelah itu saya mengambil potensiometer 47KOhm secara seri dengan resistor 1KOhm, menghubungkannya secara seri dengan LED dan menerapkan suplai 5V ke rangkaian ini. Memutar potensiometer I mengontrol resistansi LDR. Itu berubah dari 4.1KOhm menjadi 300Ohm.

Langkah 3: Perhitungan Nilai Perangkat Penguat RF dan Sirkuit Akhir

Saya ingin mendapatkan keuntungan total dari modulator AM ~ 1,5. Saya telah memilih resistor kolektor (R1) 5.1KOhm. Kemudian, saya harus memiliki ~3KOhm untuk R0. Saya memutar potensiometer sampai saya mengukur nilai LDR ini, saya membongkar rangkaian, dan mengukur nilai potensiometer dan resistor yang terhubung secara serial – sekitar 35 KOhm. Saya memutuskan untuk menggunakan perangkat nilai resistor standar 33KOhm. Pada nilai ini resistansi LDR menjadi 2.88KOhm. Sekarang nilai dari dua resistor lainnya R2 dan R3 harus didefinisikan Mereka digunakan untuk bias penguat yang tepat. Untuk dapat mengatur biasing yang benar, pertama-tama Beta (gain arus) dari transistor Q1 harus diketahui. Saya telah mengukur menjadi 118. Saya menggunakan perangkat NPN BJT silikon daya rendah tujuan umum.

Langkah selanjutnya saya memilih arus kolektor. Saya telah memilih untuk menjadi 0.5mA. Ini mendefinisikan tegangan output DC dari amplifier untuk mendekati nilai tengah dari tegangan suplai, memungkinkan ayunan output maksimum. Potensi tegangan pada node kolektor dihitung dengan rumus:

Vc=Vdd-(Ic*R1)=5V-(0.5mA*5.1K)=2.45V.

Dengan Beta=118 arus basis adalah Ib=Ic/Beta= 0.5mA/118=4.24uA (di mana Ic adalah arus kolektor)

Arus emitor adalah jumlah dari kedua arus: Yaitu = 0,504mA

Potensial pada node emitor dihitung sebagai: Ve=Ie*R0=0.504mA*2.88KOhm=1.45V

Untuk Vce tetap ~ 1V.

Potensial di dasar dihitung sebagai Vb=Vr0+Vbe= 1.45V+0.7V=2.15V (di sini saya taruh Vbe=0.7V - standar untuk Si BJT. Untuk Ge adalah 0.6)

Untuk membiaskan penguat dengan benar, arus yang mengalir melalui pembagi resistor harus kali lebih tinggi dari arus basis. Saya memilih 10 kali. ….

Dengan cara ini Ir2 = 9* Ib=9*4.24uA=38.2uA

R2 = Vb/Ir2 ~ 56 KOhm

R3=(Vdd-Vb)/Ir3 ~ 68 KOhm.

Saya tidak memiliki nilai-nilai ini di dompet resistor saya, dan saya telah mengambil R3=33Kohm, R2=27KOhm – rasionya sama dengan yang dihitung.

Akhirnya saya menambahkan pengikut sumber yang dimuat dengan resistor 1KOhm. Ini digunakan untuk mengurangi resistansi keluaran dari modulator AM dan untuk mengisolasi transistor penguat dari beban.

Seluruh rangkaian dengan pengikut emitor tambahan disajikan pada gambar di atas.

Langkah 4: Waktu Solder

Sebagai PCB saya menggunakan sepotong perfoboard.

Pada awalnya saya telah menyolder rangkaian catu daya berdasarkan regulator tegangan 7805.

PADA input saya menempatkan kapasitor 47uF - setiap nilai yang lebih tinggi dapat bekerja, pada output saya menempatkan bank kapasitor (kapasitor yang sama seperti pada input + 100nF keramik). Setelah itu saya menyolder optocoupler buatan sendiri dan resistor pra-bias untuk LED. Saya telah memasok papan dan saya telah mengukur lagi resistansi LDR.

Hal ini dapat dilihat pada gambar - itu adalah 2.88KOhm.

Langkah 5: Penyolderan Berlanjut

Setelah itu saya telah menyolder semua bagian lain dari modulator AM. Di sini Anda dapat melihat nilai DC terukur pada node kolektor.

Perbedaan kecil yang membandingkan nilai yang dihitung disebabkan oleh Vbe transistor yang tidak ditentukan secara tepat (diambil 700 sebagai gantinya diukur 670mV), kesalahan dalam pengukuran Beta (diukur oleh arus kolektor 100uA, tetapi digunakan pada 0,5mA – BJT Beta tergantung dalam beberapa cara pada arus yang melewati perangkat.; nilai resistor menyebarkan kesalahan … dll.

Untuk input RF saya memasang konektor BNC. Pada output saya menyolder sepotong kabel coax tipis. Semua kabel saya perbaiki ke PCB dengan lem panas.

Langkah 6: Pengujian dan Kesimpulan

Saya telah menghubungkan kedua generator sinyal (lihat gambar pengaturan saya). Untuk mengamati sinyal saya telah menggunakan osiloskop buatan sendiri berdasarkan kit Jyetech DSO068. Ini adalah mainan yang bagus - berisi juga generator sinyal di dalamnya. (Redundansi seperti itu - Saya memiliki 3 generator sinyal di meja saya!) Saya juga dapat menggunakan ini, yang saya jelaskan dalam instruksi ini, tetapi saya tidak memilikinya di rumah saat ini.

Generator MAX038 yang saya gunakan untuk frekuensi RF (yang termodulasi) – saya dapat mengubah hingga 20 MHz. XR2206 yang saya gunakan dengan output sinus frekuensi rendah tetap. Saya hanya mengubah amplitudo, yang akibatnya mengubah kedalaman modulasi.

Tangkapan layar osiloskop menunjukkan gambar sinyal AM yang diamati pada output modulator.

Sebagai kesimpulan – modulator ini dapat digunakan untuk menyetel tahapan AM yang berbeda. Ini tidak sepenuhnya linier, tetapi untuk menyesuaikan sirkuit resonansi, ini tidak terlalu penting. Modulator AM dapat digunakan juga untuk rangkaian FM dalam beberapa cara yang berbeda. Hanya frekuensi RF dari generator MAX038 yang diterapkan. Input frekuensi rendah dibiarkan mengambang. Dalam mode ini modulator bekerja sebagai penguat RF linier.

Caranya adalah dengan menerapkan sinyal frekuensi rendah pada input FM generator MAX038. (masukkan FADC chip MAX038). Dengan cara ini generator menghasilkan sinyal FM dan hanya diperkuat oleh modulator AM. Tentu saja dalam konfigurasi ini, jika tidak diperlukan amplifikasi, modulator AM dapat dihilangkan.

Terima kasih atas perhatian Anda.