Въведение и мотивация
Целта на тази инструкция е да демонстрира как да проектира и изгради резонаторна верига, която ще ни позволи да се настроим на дадена AM радио честота. Ще обсъдим и накратко как се предават радиочестоти и как работи амплитудна модулация (АМ).
Оборудване и материали
По-долу са изброени материалите, необходими за изграждането и тестването на тази верига.
- Breadboard
- осцилоскоп
- Функционален генератор
- Захранване
- Променлив кондензатор
- Индуктор - пръчка и бобина; може да се направи на ръка
- AM антена (по избор)
- Стоманена пръчка
- Кабел, магнитни проводници
- Търговско радио - за тестване
Съвет преди започване:
Използвайте търговско радио (което вече познавате), за да тествате вашето работно пространство, за да сте сигурни, че ще можете да вземете АМ радио сигнал. Някои сгради са AM-изолирани и ще блокират сигналите AM дори и за търговски радиостанции. Може също да искате да вземете под внимание кои радиостанции изглеждат най-силни на вашето местоположение, ако искате най-добрият шанс да вземете нещо.
градина:
Стъпка 1: Проектиране на резонатора
Проектиране на резонатора
Резонаторът е лентов филтър, който филтрира честоти извън някой диапазон, центриран върху неговата характерна резонансна честота. А лентов филтър се състои от индуктор и кондензатор паралелно. Резонансната честота (в херца) на филтъра ще бъде
където L е индуктивността на индуктора в Henries и ° С е капацитетът на кондензатора в Farads. (За повече информация относно филтърните вериги, погледнете това).
Честотите на AM радио сигналите варират от около 500 kHz до около 1600 kHz. В идеалния случай, за да имате достъп до тази широка гама от честоти на АМ, ще ви е необходим променлив кондензатор с достатъчно широк диапазон, за да дадете резонансна честота от около 500 kHz при най-голям капацитет и честота от около 1600 kHz при най-малък капацитет за индуктивност L , Променливи кондензатори са по-трудни за намиране от индуктори, така че най-вероятно ще бъде най-практично първо да се намери достоен променлив кондензатор и след това да се направи индуктор с подходяща индуктивност.
Важно: Имайте предвид, че всеки елемент във вашата схема вероятно ще допринесе за някаква индуктивност или капацитет, така че вашите изчисления няма да бъдат перфектни. Препоръчително е да се опитате да обхванете по-широк диапазон от честоти, отколкото изглежда необходимо, за да се даде възможност за известна грешка.
Ако решите да използвате външна антена AM, тя ще допринесе значително индуктивност на вашия резонатор верига. Помислете за поставяне на антената успоредно с вашия специален индуктор, ако предпочитате да се заблуждавате от страна на по-малка индуктивност и последователно с индуктора, ако предпочитате по-голяма индуктивност. Имайте предвид, че използването на външна антена не е необходимо, тъй като индуктор на пръта и бобината ще действа като антена. Ако не използвате външна антена, трябва да се уверите, че имате индуктор за пръти и бобини.
Ако можете да измерите индуктивността на вашата антена, имайте предвид, че дросели в серия добави като
и дросели паралелно добавят като
Стъпка 2: Създаване на индуктор
Осъществяване на индуктор
Осъществяване на свой собствен индуктор може да бъде толкова просто, като увиване тел около пръчка. Въпреки това е важно да се изчисли броят на витките, които се изискват, като се имат предвид ширините на вашия проводник и пръчка, материалът на вашия прът и желаната индуктивност. Този уебсайт е полезен за изчисляване на индуктивността на проводник с проводници, като се имат предвид радиусите на проводника и пръта, относителната пропускливост на материала на пръта и броят на завъртанията на жицата в бобината. Относителната пропускливост на материала на Вашия прът е сравнително лесен за поглед. Общите стойности на относителната пропускливост могат да варират от около 1 за въздух, дърво и алуминий до 100 за стомана и до около 640 за ферит.
Докато правите намотка с по-малко завои, изглежда примамливо да ви спести някаква работа, осъзнавайки, че ако имате повече завои на бобината си, това позволява много по-голяма грешка.
Стъпка 3: Симулиране на радиостанция
Симулиране на радиостанция
Тъй като е толкова трудно да се знае точно индуктивността и капацитета на вашата резонаторна верига, може да е изключително полезно да настроите резонатора си на много ясен, силен сигнал с известна честота. За щастие, това не е трудно да се направи с функционален генератор и това ще ви позволи да контролирате честотата на вашата собствена симулирана радиостанция!
Първо, ще трябва да увийте няколко завъртания на тел около стоманен прът. Броят на завъртанията на телта или на размерите на пръта и телта не би трябвало да е от значение, тъй като целта на тази намотка е просто да произведе магнитно поле, което да бъде взето от вашата антена (индукторът на пръта и намотката, направен в предишна стъпка или външна антена, ако използвате такава). Свържете краищата на бобината към изхода на вашия функционален генератор и настройте изхода на функционалния генератор да бъде честотата на радиостанцията, която искате да опитате да вземете. Променящото се във времето напрежение на функционалния генератор ще предизвика променящ се по време ток, който да преминава през кабелната бобина, което от своя страна ще доведе до изменящо се във времето магнитно поле. Това магнитно поле ще бъде взето от вашата антена и интерпретирано като радиочестота.
Стъпка 4: Настройка на симулирана радиостанция
Настройка на симулирана радиостанция
Сега, след като сте създали собствена радиостанция, поставете бобината близо до антената, за да сте сигурни, че сигналът ви ще бъде ясен и ясен. Вижте изхода на вашия резонатор на осцилоскоп. Сигналът от вашата бобина трябва да бъде доста очевиден, но опитайте да коригирате капацитета на променливия си кондензатор, за да видите дали можете да забележите разлика. След като сте сигурни, че виждате сигнала от симулираната радиостанция, настройте променливия кондензатор, докато сигналът, който виждате, изглежда е максимален. Тази конфигурация трябва да бъде идеалният капацитет за улавяне на радиосигнал от честотата, зададена от функционалния генератор.
Стъпка 5: Настройка на Real AM сигнал
Настройка на Real AM сигнал
След като намерите конфигурацията, която искате да използвате, за да изберете желаната честота, изключете генератора на функции. Вашият резонатор трябва да е настроен да взема радио сигнали от тази честота, но все пак може да искате да направите малко фина настройка с вашия кондензатор, за да сте сигурни, че взимате най-добрата радио честота.
Обърнете внимание, че сигналът, който получавате, не е аудио сигнал, т.е. не можете да изведете този изход на говорител и да очаквате да чуете радиопредаването. AM радио сигналите са амплитудно-модулирани, така че аудиосигналът се модулира върху носеща вълна (вижте илюстрацията по-долу).
На дисплей с осцилоскоп амплитудно-модулиран сигнал може да изглежда по следния начин:
За да се получи аудио сигнал, е необходимо да се изгради демодулатор за демодулиране на АМ сигнала, но това е тема за друг ден.
