جهاز استقبال التحويل المباشر لجميع النطاقات: 6 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

يصف Instructable مستقبلًا تجريبيًا متعدد النطاقات "التحويل المباشر" لاستقبال إشارات النطاق الجانبي الفردي ، وكود مورس ، وإشارات الراديو عن بُعد حتى 80 ميجا هرتز. الدوائر المضبوطة غير مطلوبة!

يعتمد هذا المشروع المتقدم على أول

تم نشر مفهوم جهاز الاستقبال هذا لأول مرة في عام 2001: "كاشف المنتج وطريقة ذلك" ، براءة اختراع US6230000 B1 ، 8 مايو 2001 ، دانيال ريتشارد تايلو ،

الخطوة 1: النظرية

تُظهر الدائرة أعلاه مفتاحًا ومقاومًا ومكثفًا متصلًا في سلسلة.

وجهة نظر التيار المتردد (التيار المتردد)

إذا أغلقنا المفتاح وقمنا بتطبيق إشارة تيار متردد على الإدخال ، فسيظهر جهد التيار المتردد عبر المكثف ، حيث ستنخفض اتساعه مع زيادة التردد بسبب عمل مقسم الجهد.

من الأمور ذات الأهمية الخاصة بالنسبة لنا التردد الذي ينخفض عنده جهد التيار المتردد عبر المكثف إلى 70٪ من المدخلات. يحدث هذا التردد ، المعروف باسم "تردد القطع" ، عندما تكون مفاعلة Xc للمكثف مساوية للمقاومة R. يتم تخفيف الترددات فوق تردد القطع بمعدل 6 ديسيبل / أوكتاف.

تم ضبط تردد القطع لدارتي على 3000 هرتز مما يعني أنه لا يوجد خرج تيار متردد لترددات البث وما فوق.

وجهة نظر DC (تيار مباشر)

إذا أغلقنا المفتاح وقمنا بتطبيق جهد تيار مستمر على الإدخال ، فسيبدأ المكثف في الشحن بهذه القيمة. إذا فتحنا المفتاح قبل شحن المكثف بالكامل ، فسيظل الجهد عبر C ثابتًا حتى يتم إغلاق المفتاح مرة أخرى.

استقبال إشارة عالية التردد

دعنا الآن نمرر إشارة عالية التردد من خلال مفتاح يفتح ويغلق بحيث يتم تقديم نفس الجزء من الإشارة الواردة إلى شبكة RC الموصوفة أعلاه. على الرغم من أن الإشارة الواردة أعلى بكثير من تردد القطع البالغ 3000 هرتز ، إلا أن المكثف يتم تقديمه دائمًا بنفس شكل الموجة أحادية القطب DC وسيتحمل متوسط قيمة هذا الشكل الموجي.

إذا كانت الإشارة الواردة تختلف قليلاً عن تردد التبديل ، فسيبدأ المكثف في الشحن والتفريغ حيث يواجه أجزاء مختلفة الشكل من الإشارة الواردة. إذا كان تردد الفرق ، على سبيل المثال ، 1000 هرتز ، فسنسمع نغمة 1000 هرتز عبر المكثف. ستنخفض سعة هذه النغمة بسرعة بمجرد أن يتجاوز تردد الاختلاف تردد القطع (3000 هرتز) لشبكة RC.

ملخص

• يحدد تردد التبديل تردد الاستقبال.
• تحدد مجموعة RC أعلى تردد صوت يمكن سماعه.
• التضخيم مطلوب لأن إشارات الإدخال ضعيفة جدًا (ميكرو فولت)

الخطوة 2: رسم تخطيطي

تحتوي الدائرة المذكورة أعلاه على شبكتين RC (المقاوم - المكثف) بتبديل. والسبب في وجود شبكتين هو أن جميع أشكال الموجات لها شكل موجي موجب الجهد وشكل موجي للجهد السالب.

تتألف الشبكة الأولى من R5 والمحول 2B2 و C8 … وتتألف الشبكة الثانية من R5 والمحول 2B3 و C9.

يجمع مكبر الصوت التفاضلي IC5 النواتج الموجبة والسالبة من الشبكتين ويمرر الإشارة الصوتية عبر C15 إلى طرف "إخراج الصوت" في J2.

معادلات التصميم لـ R5 و C8 و R5 و C9:

XC8 = 2R5 حيث XC8 هو المفاعلة السعوية 1 / (2 * pi * قطع التكرار * C8)

تنتج قيم 50 أوم و 0.47 فائق التوهج تردد قطع يبلغ 3000 هرتز

سبب المضاعف 2 * هو أن إشارة الإدخال يتم تقديمها فقط لكل شبكة لمدة نصف الوقت مما يضاعف بشكل فعال ثابت الوقت.

معادلات التصميم لـ R7 و C13

XC13 = R7 حيث XC13 هي المفاعلة السعوية 1 / (2 * pi * قطع التكرار * C13). الغرض من هذه الشبكة هو زيادة توهين الإشارات عالية التردد والضوضاء.

مضخم الصوت:

يتم تعيين كسب الصوت لـ op-amp IC5 بنسبة R7 / R5 التي تعادل زيادة الجهد بمقدار 10000/50 = 200 (46dB). للحصول على هذا الكسب ، تم توصيل R5 بإخراج المعاوقة المنخفضة لمضخم RF (تردد الراديو) IC1.

مضخم الترددات اللاسلكية:

يتم تحديد كسب الجهد لـ IC1 بواسطة نسبة R4 / R3 التي تعادل 1000/50 = 20 (26 ديسيبل) مما يعطي ربحًا إجماليًا يقترب من 72 ديسيبل وهو مناسب للاستماع إلى الهاتف الرأسي.

الدوائر المنطقية:

يعمل IC4 كمضخم مؤقت بين إشارة 3 فولت من الذروة إلى الذروة من التوليف ومنطق 5 فولت لـ IC2. يكسب مكبر الصوت العازلة 2 والذي يتم تعيينه بواسطة نسبة المقاومات R6 / R8.

يتم توصيل IC2B كقسم على اثنين. يضمن ذلك توصيل المكثفات C8 و C9 بـ R5 لفترات زمنية متساوية.

الخطوة 3: لوحة الدوائر المطبوعة

المناظر العلوية والسفلية للوحة الدائرة قبل وبعد تجميعها.

يتم تضمين مجموعة كاملة من ملفات Gerber في الملف المضغوط المرفق. لإنتاج ثنائي الفينيل متعدد الكلور الخاص بك ، ما عليك سوى إرسال هذا الملف إلى الشركة المصنعة للوحة الدوائر … احصل على عرض أسعار أولاً لأن الأسعار تختلف.

الخطوة 4: المذبذب المحلي

يستخدم هذا المستقبِل مُصنِّع التردد الموصوف في

يحتوي الملف المرفق "Direct-conversion-receiver.txt" على الكود *.ino لهذا المستلم.

هذا الرمز مطابق تقريبًا للشفرة الخاصة بمركب التردد أعلاه فيما عدا أن تردد الخرج هو ضعف تردد العرض للسماح بدائرة القسمة على اثنين على لوحة المستقبل.

2018-04-30

تم إرفاق الكود الأصلي بتنسيق.ino.

الخطوة 5: التجميع

توضح الصورة الرئيسية كيف أن كل شيء مترابط.

تم اختيار SMD's (أجهزة التثبيت على السطح) لأنك لا تريد خيوط طويلة عند التبديل عند 80 ميجا هرتز. تم اختيار مكونات 0805 SMD لتسهيل اللحام اليدوي.

أثناء اللحام اليدوي ، من المهم شراء مكواة يتم التحكم في درجة حرارتها لأن الحرارة الزائدة ستؤدي إلى رفع مسارات ثنائي الفينيل متعدد الكلور. لقد استخدمت مكواة لحام بقوة 30 وات يتم التحكم في درجة حرارتها. السر هو استخدام الكثير من تدفق الجل. قم بزيادة درجة حرارة اللحام حتى يذوب اللحام. قم الآن بتطبيق اللحام على وسادة واحدة ، ومع استمرار وجود مكواة اللحام على الوسادة ، حرك المكون 0805 مقابل مكواة اللحام باستخدام زوج من الملقط. عندما يتم وضع المكون بشكل صحيح ، قم بإزالة مكواة اللحام. الآن قم بلحام الطرف المتبقي ثم قم بتنظيف عملك باستخدام Isopropyl alchohol المتاح من الصيدلي المحلي.

الخطوة 6: الأداء

ماذا استطيع ان اقول… انها تعمل !!

يتم الحصول على أفضل أداء باستخدام هوائي رنان ذي مقاومة منخفضة للنطاق المعني.

بدلاً من سماعات الرأس ، أضفت مكبر صوت ومكبر صوت بجهد 12 فولت. يحتوي مضخم الصوت المسبق على منظم جهد داخلي خاص به لتقليل فرصة حدوث حلقة تغذية مرتدة للوضع المشترك من خلال مصدر بطارية 12 فولت.

تم الحصول على مقاطع الصوت المرفقة باستخدام حلقة داخلية مضبوطة من الأسلاك يبلغ قطرها حوالي 2 متر. تم تمرير مركز الحلقة من خلال ثقب واحد من قلب من الفريت ثنائي الفتحات مع 10 دورة ثانوية متصلة بين الأرض ومدخل المستقبل.

انقر هنا لعرض التعليمات الأخرى الخاصة بي.