Receptor de conversió directa de totes bandes: 6 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:13

Aquest manual instructiu descriu un receptor experimental de totes bandes de "conversió directa" experimental per a la recepció de senyals de ràdio de banda lateral, codi morse i teletip de fins a 80 MHz. Els circuits sintonitzats no són necessaris.

Aquest projecte avançat es basa en el meu primer instructable

El concepte d’aquest receptor es va publicar per primera vegada el 2001: “Detector de producte i mètode per a això”, patent US6230000 B1, 8 de maig de 2001, Daniel Richard Tayloe,

Pas 1: teoria

El circuit anterior mostra un commutador, una resistència i un condensador connectats en sèrie.

Mirador de corrent altern (CA)

Si tanquem l’interruptor i apliquem un senyal de corrent altern a l’entrada, apareixerà una tensió de corrent altern a través del condensador, l’amplitud del qual disminuirà amb l’augment de la freqüència a causa de l’acció del divisor de tensió.

La nostra freqüència d’interès és la freqüència amb què la tensió de corrent altern del condensador cau fins al 70% de l’entrada. Aquesta freqüència, coneguda com a "freqüència de tall", es produeix quan la reactància Xc del condensador és igual a la resistència R. Les freqüències superiors a la freqüència de tall s'atenuen a una velocitat de 6 dB / octava.

La freqüència de tall del meu circuit s'ha definit a 3000Hz, cosa que significa que no hi ha sortida de CA per a les freqüències de transmissió o superiors.

Mirador de corrent continu (corrent continu)

Si tanquem l’interruptor i apliquem una tensió CC a l’entrada, el condensador començarà a carregar-se fins a aquest valor. Si obrim l’interruptor abans que el condensador s’hagi carregat completament, el voltatge a través de C es mantindrà constant fins que l’interruptor es torni a tancar.

Recepció d’un senyal d’alta freqüència

Passem ara un senyal d’alta freqüència a través d’un commutador que s’obre i tanca de manera que la mateixa porció del senyal entrant es presenti a la xarxa RC descrita anteriorment. Tot i que el senyal entrant està molt per sobre de la freqüència de tall de 3000Hz, el condensador sempre es presenta amb la mateixa forma d'ona DC unipolar i es carregarà fins al valor mitjà d'aquesta forma d'ona.

Si el senyal entrant difereix lleugerament de la freqüència de commutació, el condensador començarà a carregar-se i descarregar-se ja que es troba amb diferents segments en forma del senyal entrant. Si la diferència de freqüència és, per exemple, 1000Hz, sentirem un to de 1000Hz a través del condensador. L'amplitud d'aquest to caurà ràpidament un cop la diferència de freqüència superi la freqüència de tall (3000Hz) de la xarxa RC.

Resum

• La freqüència de commutació determina la freqüència de recepció.
• La combinació RC determina la freqüència d’àudio més alta que es pot escoltar.
• Es requereix amplificació ja que els senyals d’entrada són molt febles (microvolts)

Pas 2: Diagrama esquemàtic

El circuit anterior té dues xarxes de commutació de RC (resistència - condensador). La raó de dues xarxes és que totes les formes d'ona tenen una forma d'ona de tensió positiva i una forma d'ona de tensió negativa.

La primera xarxa comprèn R5, el commutador 2B2 i C8 … la segona xarxa comprèn R5, el commutador 2B3 i C9.

L'amplificador diferencial IC5 suma les sortides positives i negatives de les dues xarxes i passa el senyal d'àudio a través de C15 al terminal de "sortida d'àudio" de J2.

Dissenyeu equacions per a R5, C8 i R5, C9:

XC8 = 2R5 on XC8 és la reactància capacitiva 1 / (2 * pi * freq-cut * C8)

Els valors de 50 ohms i 0,47 uF produeixen una freqüència de tall de 3000Hz

La raó del multiplicador 2 * és que el senyal d’entrada només es presenta a cada xarxa durant la meitat del temps, cosa que efectivament duplica la constant de temps.

Dissenyar equacions per R7, C13

XC13 = R7 on XC13 és la reactància capacitiva 1 / (2 * pi * cut-freq * C13). El propòsit d’aquesta xarxa és atenuar encara més els senyals i el soroll d’alta freqüència.

L'amplificador d'àudio:

El guany d’àudio de l’ampli operatiu IC5 s’estableix per la proporció R7 / R5 que equival a un guany de tensió de 10000/50 = 200 (46dB). Per obtenir aquest guany, R5 s'ha connectat a la sortida de baixa impedància de l'amplificador de RF (radiofreqüència) IC1.

L'amplificador de RF:

El guany de tensió d’IC1 s’estableix mitjançant la proporció R4 / R3 que equival a 1000/50 = 20 (26 dB), cosa que proporciona un guany global que s’acosta als 72 dB, que és adequat per escoltar els telèfons.

Els circuits lògics:

IC4 actua com a amplificador de memòria intermèdia entre el senyal de pic a pic de 3 volts de la síntesi i la lògica de 5 volts per a IC2. L’amplificador de memòria intermèdia té un guany de 2 que s’estableix per la proporció de resistències R6 / R8.

IC2B es connecta com a divisió per dos. Això garanteix que els condensadors C8 i C9 estiguin connectats a R5 durant períodes de temps iguals.

Pas 3: placa de circuit imprès

Vistes superior i inferior de la placa de circuit abans i després de muntar-la.

Al fitxer zip adjunt s’inclou un conjunt complet de fitxers Gerber. Per produir el vostre propi PCB, simplement envieu aquest fitxer a un fabricant de plaques de circuits … primer obteniu un pressupost ja que els preus varien.

Pas 4: oscil·lador local

Aquest receptor utilitza el sintetitzador de freqüències descrit a

El fitxer adjunt "direct-conversion-receiver.txt" conté el codi *.ino d'aquest receptor.

Aquest codi és gairebé idèntic al codi del sintetitzador de freqüència anterior, tret que la freqüència de sortida és el doble de la freqüència de visualització per permetre el circuit dividit per dos a la placa del receptor.

2018-04-30

S'adjunta codi original en format.ino.

Pas 5: Muntatge

La foto principal mostra com tot està interconnectat.

Es van triar SMD’s (dispositius de muntatge superficial) ja que no voleu derivacions llargues quan canvieu a 80 MHz. Es van triar components SMD 0805 per facilitar la soldadura manual.

Tot i que es tracta de soldar a mà, és important comprar un ferro controlat a temperatura, ja que una calor excessiva farà que s’aixequin les vies del PCB. He utilitzat un soldador controlat a temperatura de 30W. El secret és utilitzar un gran flux de gel. Augmenteu la temperatura de soldadura fins que la soldadura acabi de fondre. Ara apliqueu la soldadura a un coixinet i, amb el soldador encara al coixinet, feu lliscar el component 0805 contra el soldador utilitzant unes pinces. Quan el component estigui posicionat correctament, traieu el soldador. Ara soldeu l’extrem restant i, a continuació, netegeu el treball amb alcohol isopropílic disponible al vostre químic local.

Pas 6: rendiment

Què puc dir … funciona !!

El millor rendiment s’obté utilitzant una antena ressonant de baixa impedància per a la banda d’interès.

En lloc d'auriculars, he afegit un amplificador d'àudio de 12 volts i un altaveu. El preamplificador d'àudio tenia el seu propi regulador de voltatge incorporat per reduir la possibilitat d'un bucle de retroalimentació en mode comú a través de la bateria de 12 volts.

Els clips d’àudio adjunts es van obtenir mitjançant un bucle de filferro sintonitzat d’aproximadament 2 metres de diàmetre. El centre del bucle es passava per un forat d'un nucli de ferrita de dos forats amb un secundari de 10 volts connectat entre la terra i l'entrada del receptor.

Feu clic aquí per veure les meves altres instruccions.