Схемы приемников на транзисторах, мастерим радиоприемные устройства своими руками
Транзисторные приемники — устройства которые способны принимать и после обработки воспроизводить сигналы радиоволн, построены на полупроводниковых приборах — транзисторах.
Рассмотрены схемы радиоприемников на транзисторах для самостоятельного изготовления своими руками из доступных радиодеталей.
В разделе представлены схемы экономичных приемников с низковольтным питанием, простые регенеративные приемники на транзисторах, приемники прямого усиления, рефлексные радиоприемники, а также супергетеродинные приемники на полупроводниковых приборах.
Схему простейшего радиоприемника для начинающих радиолюбителей можно собрать всего лишь на одном или двух транзисторах, а более сложные супергетеродинные радиоприемники потребуют уже некоторого опыта и знаний при сборке и налаживании.
Карманный транзисторный радиоприемник ЭФИРПриемник выполнен в виде миниатюрной конструкции на четырех транзисторах и одном полупроводниковом диоде. Он предназначен для приема местных радиовещательных станций, работающих в диапазоне 300—1 800 м. Приемник имеет размеры 100X65X25 мм, вес 150 г и управляется одной ручкой настройки …
2
1
2054
Радиоприемник «Тонмайстор» на ДВ — СВ диапазоны волнДанный радиоприемник прямого усиления предназначен для приема радиостанций длинных (150-430 кГц) и средних (520-1600 кГц) волн. Он состоит из параллельного LC колебательного контура, который помогает выбрать необходимую станцию, и трехступенчатого РФ усилителя, амплитудного детектора и усилителя НЧ.
5
8
2340
КВ применик супергетеродин с усилителем постоянного тока в АРУ (7 транзисторов)Схема супергетеродинного приемника на семи транзисторах и одном полупроводниковом диоде, предназначенного для приема местных и дальних радиостанций, работающих в диапазоне коротких волн (25— 50 м). Прием местных станций производится на внутреннюю магнитную антенну МА, а дальних …
5
1
1929
Схема КВ супергетеродина с трехзвенным фильтром сосредоточенной селекцииСхема супергетеродинного приемника на семи транзисторах и одном полупроводниковом диоде, предназначенного для приема ближних и дальних коротковолновых радиостанций, работающих в диапазоне 25— 50 м. Прием осуществляется на небольшую выносную телескопическую антенну, подключаемую к антенному…
0
1690
Супергетеродин СВ диапазона на семи транзисторах и питанием от 3ВСхема супергетеродинного приемника на семи транзисторах и двух полупроводниковых диодах, предназначенного для приема местьых и мощных дальних радиостанций, работающих в диапазоне средних волн (187— 570 м). Прием осуществляется на внутреннюю магнитную антенну МА. Промежуточная частота 465 кгц…
0
0
1492
Схема супергетеродина (200-570м) с полосовым фильтром ПЧСхема супергетеродинного приемника на шести транзисторах и одном полупроводниковом диоде, предназначенного для приема местных и дальних радиостанций, работающих в диапазоне 200— 570 м. Прием осуществляется на магнитную антенну МА. Промежуточная частота 465 кгц. Чувствительность…
0
0
1394
Схема супергетеродинного приемника на шести транзисторах с рефлексным каскадомСхема супергетеродинного приемника на шести транзисторах и одном полупроводниковом диоде, предназначенного для приема местных и дальних радиостанций, работающих в диапазоне 200— 570 м. Прием осуществляется на внутреннюю магнитную антенну МА, к которой в случае необходимости можно присоединять…
0
2
1557
Схема супергетеродинного приемника с преобразователем частоты (П401, П15)Схема супергетеродинного приемника на шести транзисторах и одном полупроводниковом диоде, предназначенного для приема местных и мощных дальних радиостанций, работающих в диапазоне средних волн (200— 570 м). Настройка в пределах рабочего диапазона плавная. Прием станций производится на…
0
0
1567
Схема супергетеродинного приемника на транзисторах с однотактным выходомСхема супергетеродинного приемника на шести транзисторах и одном полупроводниковом диоде, предназначенного для приема радиостанций, работающих в диапазоне длинных волн (750— 2000 м). Прием осуществляется на внутреннюю магнитную антенну. Настройка в пределах диапазона плавная …
0
0
1558
Схема супергетеродинного СВ-приемника с детектором на транзисторе0
0
1351
2.1.2. Структурные схемы приемников | RadioUniverse
Простейший из возможных типов KB приемников — приемник прямого усиления. Он может быть использован только для приема сигналов AM; амплитудный детектор такого приемника выделит полезный сигнал при подаче на него суммы сигналов несущей частоты и двух (или ослабленной одной) боковых полос.
При приеме сигналов CW и SSB несущая частота должна быть выработана на месте приема. Такой приемник можно рассматривать как устройство, обеспечивающее перенос спектра принимаемого сигнала в область ЗЧ. Приемник обязательно содержит преобразователь частоты, состоящий из смесителя и гетеродина. В приемнике прямого преобразования (рис. 2.1) входной сигнал сразу преобразуется в сигнал звуковой частоты. Перед смесителем этого приемника должна быть включена входная цепь, обеспечивающая оптимальное согласование с антенной, и не обязательно усилитель сигналов, поступающих от антенны (усилитель радиочастоты — УР4). После смесителя обязательны фильтр, выделяющий полезную (низкочастотную) часть спектра преобразованных сигналов, и усилитель сигналов звуковой частоты — УЗЧ. Принципиальным недостатком простого приемника прямого преобразования является наличие двух каналов приема — в сигнал звуковой частоты, выделяемый фильтром, превращаются как сигнал, превышающий по частоте сигнал гетеродина на резонансную частоту фильтра, так и сигнал, который имеет частоту, меньшую частоты гетеродина на эту же величину. Известны способы ослабления одного из каналов приема и фазовым методом, но их сложность лишает приемник прямого преобразования его основного достоинства — простоты.
Основное усиление в приемнике прямого преобразования осуществляется в УЗЧ, так как получить большое усиление на частоте сигнала затруднительно. Современные полупроводниковые приборы, имеющие малый уровень низкочастотных шумов, позволяют получить необходимое для любительского KB приемника усиление (до 10
Оба недостатка приемника прямого преобразования (двухчатотный прием и необходимость большого усиления в УЗЧ) могут быть устранены в супергетеродинном приемнике. На рис. 2.2 приведена структурная схема супергетеродина с одним преобразованием частоты. В таком приемнике 1-й смеситель и 1-й гетеродин обеспечивают преобразование частоты сигнала, поступающего на вход приемника, в промежуточную частоту (ПЧ), выделяемую фильтром, следующим за 1-м смесителем. Основное усиление осуществляется на промежуточной частоте в усилителе промежуточной частоты (УПЧ). Сигналы ПЧ в сигналы звуковой частоты преобразуют 2-й смеситель и 2-й гетеродин; 1-й преобразователь частоты супергетеродинного приемника, как и преобразователь частоты приемника прямого преобразования, имеет два канала приема, но эти каналы разнесены на частоту, равную удвоенному значению частоты ПЧ (один на ПЧ выше, а другой на ПЧ ниже частоты 1-го гетеродина). Избирательные элементы входной цепи и УРЧ обеспечивают подавление ненужного (так называемого «зеркального») канала приема при соотношении частот принимаемого сигнала и ПЧ не более 10. Следовательно, для приемника, имеющего диапазон 10 м, ПЧ должна быть не меньше 3 МГц. До появления доступных радиолюбителям кварцевых фильтров, имеющих при собственной частоте 3…10 МГц полосы пропускания 500…3000 Гц и обеспечивающих ослабление внеполосных сигналов на 80…100 дБ, приемники с одним преобразованием частоты не могли полностью удовлетворить требованиям к любительским KB приемникам. В настоящее время с появлением таких фильтров, специально выпускаемых отечественной промышленностью для радиолюбителей, схема с одним преобразованием частоты стала оптимальной для самодельного KB приемника.
Так как кварцевый фильтр довольно дорог, то радиолюбители используют электромеханические фильтры, которые изготавливаются с собственной частотой 100… 1000 кГц. Специально для радиолюбителей отечественной промышленностью выпускаются наборы электромеханических фильтров с собственной частотой 500 кГц и полосами пропускания 3 кГц, 1100 и 600 Гц. Ослабление внеполосных сигналов у этих фильтров более 60 дБ, и его можно улучшить с помощью LC фильтров в УПЧ. Но супергетеродинный приемник (рис. 2.2) при ПЧ, равной 500 кГц, может обеспечить достаточное ослабление зеркального канала только в диапазонах 80 и 160 м. Поэтому при использовании электромеханических фильтров приемник необходимо выполнить по схеме рис. 2.3 — с двойным преобразованием частоты. В таком приемнике 1-й смеситель и 1-й гетеродин обеспечивают преобразование частоты входного сигнала в 1-ю ПЧ, причем она достаточно высока, так что избирательные элементы, включенные до 1-го смесителя, обеспечивают необходимое подавление зеркального канала 1-го преобразователя частоты. Задача фильтра ПЧ1 — обеспечить подавление зеркального канала 2-го преобразователя частоты, который образуют 2-й смеситель и 2-й гетеродин. Избирательность приемника по соседнему каналу обеспечивается фильтром ПЧ2. Поэтому усиление от входа 1-го смесителя до входа 2-го смесителя должно быть близким к единице, так что усилитель ПЧ1 в этой схеме не нужен. При выборе ПЧ1 и ПЧ2 нужно учитывать необходимость сведения к минимуму числа комбинационных частот, возникающих при 1-м и 2-м преобразованиях частоты. Удачными в этом отношении значениями ПЧ1 являются 5000, 5200, 5300, 5500, 8815, 9000 кГц. При этих частотах значение ПЧ2 можно сделать равным 500 кГц и использовать в качестве фильтров ПЧ2 электромеханические фильтры.
При фиксированном значении ПЧ1 1-й гетеродин приемника (рис. 2.3) должен перестраиваться, а 2-й гетеродин иметь фиксированную частоту. Для улучшения стабилизации частоты настройки приемника рекомендуется сделать частоту 1-го гетеродина фиксированной. Тогда ПЧ1 приемника должна изменяться вместе с перестройкой 2-го гетеродина, что существенно усложняет приемник. Кроме того, в схеме с переменной ПЧ1 (во всей полосе ее перестройки) в любительских конструкциях практически невозможно получить удовлетворительное подавление комбинационных частот преобразователей частоты.
В профессиональных приемных устройствах широко применяется схема с двойным преобразованием частоты, у которого значение ПЧ1 выше максимальной частоты, поступающей на вход приемника (около 45 МГц для KB приемника). Это приемники с преобразованием частоты «вверх», у которых частоты зеркального канала 1-го преобразователя частоты лежат выше частоты ПЧ1. Избирательные элементы до 1-го преобразователя частоты могут быть выполнены для всех диапазонов в виде одного фильтра, не пропускающего частоты, превышающие верхнюю границу рабочего диапазона. Перестройка такого приемника осуществляется только изменением частоты 1-го гетеродина. Для любительского приемника, работающего в узких участках всего диапазона KB, исключение полосовых фильтров частоты принимаемого сигнала не компенсирует необходимость использования в качестве фильтра ПЧ1 узкополосного высокочастотного кварцевого фильтра, который должен обеспечить подавление зеркального канала 2-го преобразователя частоты и повышение частоты 1-го гетеродина (в профессиональных приемниках частота 1-го гетеродина формируется обычно цифровыми синтезаторами частоты). Каких-либо достоинств по повышению реальной избирательности приемник с преобразованием «вверх» перед обычным приемником с двойным преобразованием частоты не имеет.
Схема приемника прямого усиления
- Подробности
- Категория: Радиоприемники
Приемник прямого усиления обладает одним, достаточно значительным преимуществом — а именно простота конструкции, благодаря чему подобный приемник собрать могут даже начинающие радиолюбители. Радиоконструкторы — комплекты деталей для производства приемника на транзисторах. Помимо всего этого, радиоприемники прямого усиления различаются неимением паразитных излучений в эфир, что может быть существенно, ежели нужна абсолютная скрытность приёмника.
Главным недостатком этого приемник прямого усиления — небольшая селективность, другими словами небольшое ослабление сигналов располагающихся рядом радиостанций сравнивая с сигналом станции, на которую настроен приемник. Потому данный вид приёмников удобно применять исключительно для приёма сильных радиостанций, которые работают в длинноволновом либо средневолновом диапазоне.
В следствии данного изъяна приёмники прямого усиления не изготавливаются промышленностью и как правило употребляются нынче лишь в радиолюбительской практике. Значительно улучшить избирательность возможно с помощью двухконтурной входной цепи.
Этот приемник рассчитывают на прием радиостанций спектра СВ (средних волн). Даже несмотря на простоту схемы, такой приемник обладает достаточно высокой чувствительностью, что позволяет уверенно принемать сигналы с близких радиостанций. Собирают подобные приемники, как правило, на обширно распространенных транзисторах, из серии КТ315 и их могут собрать новички радиолюбители.
Также данный приемник обладает рядом немаловажных характеристик:
- Интервал принимаемых волн Св и частично Дв 1605 — 330 кГц;
- Чувствительность 1,5 мв;
- Потребляемый ток во время максимальной громкости не больше 25 ma., напряжение питания 4.5В;
- Доступность деталей;
Схема приемника
Принцип действия приемника прямого усиления
Сигнал с антенны поступает на базу транзистра VT1. Усилитель высоких частот принемаемого сигнала сделан на транзисторах VT1 – VT3 с непосредственными взаимосвязями между транзисторами. Достоинством такой схемы будет то, что напряжение смещения на базе транзистора VT1 определяется автоматом. С УВЧ сигнал через конденсатор С5 поступает на диод VD1 nипа Д9Б, где происходит детектирование сигнала.
Затем через регулятор громкости (потенциометр или переменное сопроитвление) поступает на предварительный УНЧ. В данном каскаде нет ничего такого особенного. После каскада предварительного усиления сигнал необходимо усилить по мощности с помощью транзистора VT5, в коллекторную цепь которого включен динамик EP1.
После успешной сбоки приемника настраивать его не нужно. В динамике сразу должен появиться характерный для приемников «шум» после подачи напряжения. С помощью конденсатор переменной емкости C1 производим настройку приемника на нужную радиостанцию.
- < Назад
- Вперёд >
Добавить комментарий
| Радиоприемник предназначен для прослушивания любительских радиостанций, работающих в диапазонах 1,8 мгц; 3,5 мгц; 7 мгц; 10 мгц; 14 мгц; 18 мгц; 21 мгц; 24 мгц; 28 мгц; 28,5 мгц; 29 мгц. Приемник имеет переключатель ширины полосы пропускания тракта ПЧ, в режиме приема телефонных станций, работающих с одной боковой полосой (SSB) полоса пропускания 2,4 кгц, при приеме телеграфных сигналов (CW) 0,8 кгц. Приемник представляет собой супергетеродин с одним преобразованием частоты. В качестве основного элемента селекции используется четырехзвенный кварцевый фильтр на одинаковых резонаторах на частоту 9050 кгц, эта частота промежуточная. Принципиальная схема высокочастотного узла показана на рисунке 1. Сигнал от антенны через конденсатор С1 поступает во входной контур, который состоит из одной универсальной катушки с отводами, общей для всех диапазонов и контурных конденсаторов С2 и С3.1. В приемнике используется переменный конденсатор с воздушным диэлектриком от радиовещательного приемника, и его перекрытие по емкости больше необходимого. Для уменьшения перекрытия и повышения, в результате, точности настройки последовательно с переменным конденсатором включен постоянный С2. В любом случае входной контур состоит из части контурной катушки L1 и этих двух конденсаторов. В диапазоне 160 м (1,8 мгц) как в самом низкочастотном для снижения частоты настройки контура служит конденсатор С4, который включается параллельно цепиС3.1 С2. Плавное изменение частоты настройки при помощи переменного конденсатора, ступенчатое, при переключении диапазонов — при помощи переключателя S1 (его секции S1.1). В приемнике нет входного УРЧ, и используется пассивный смеситель на полевых транзисторах VT1 VT2, к которому входной контур подключен непосредственно, без переходных конденсаторов или катушек связи. Существенное преимущество такого смесителя, перед диодными в том, что он обеспечивает достаточно высокий коэффициент передачи, на столько, что отпадает необходимость в входном УРЧ. К тому-же применение полевых транзисторов, отличающихся хорошей линейностью, позволило снизить уровень шума и существенно расширить динамический диапазон, что наиболее важно в связной технике. Для еще большего снижения уровня шума и увеличения коэффициента передачи на затворах полевых транзисторов создано напряжение смещения, величину которого, в процессе настройки можно установить подстроечным резистором R1. Благодаря использованию параметрического стабилизатора на R9 VD1 потенциал точки общего провода преобразователя повышается, а напряжение смещения получается отрицательным относительно общего провода и входного и выходного контуров. На обмотку 3 фазового трансформатора Т1 поступает напряжение гетеродина от ГПД, состоящего из задающего генератора на транзисторах VT3 VT4 и буферного каскада на транзисторе VT5, который согласует высокое выходное сопротивление гетеродинного контура и низкое входное сопротивление трансформатора. Частота гетеродина определяется контуром, который состоит из универсальной катушки L2 с отводами, переключаемыми секцией переключателя диапазонов и набора пар конденсаторов, переключаемых секцией S1.3. Плавная настройка производится при помощи второй секции переменного конденсатора С3.2, ступенчатая при помощи двух секций переключателя S1.2 и S1.3. Рисунок 2 Принципиальная схема тракта ПЧНЧ показана на рисунке 2. Он построен на биполярных транзисторах. Всего УПЧ два каскада, оба выполнены по каскадной схеме. Сигнал ПЧ с выходного контура смесителя поступает на вход первого каскада УПЧ на VT1 и VT2. В его коллекторной цепи включен контур L1C3, настроенный на частоту ПЧ 9050 кгц. Через катушку связи сигнал ПЧ поступает на четырехзвенный кварцевый фильтр на резонаторах Q1-Q4. Полоса пропускания фильтра регулируется при помощи малогабаритного электромагнитного реле , при замыкании контактов SP1 которого полоса пропускания уменьшается с 2,4 кгц до 0,8 кгц. С выхода фильтра сигнал поступает на второй каскад УПЧ на транзисторах VT3 VT4, который сделан по такой-же схеме. Система АРУ регулирует напряжения питания всего УПЧ, соответственно управляет и его усилением. Сигнал ПЧ с выхода второго каскада поступает на выпрямитель на VD1 VD2. В результате на базе VT8 появляется напряжение , которое тем больше чем больше уровень сигнала. И при увеличении этого напряжения VT8 начинает открываться. Что приводит к уменьшению постоянного напряжения на базе регулировочного транзистора VT7. В результате он начинает закрываться, соответственно уменьшается и напряжение питания всего УПЧ (оба каскада УПЧ питаются эмиттерным напряжением VT7). Об уровне сигнала можно судить по индикатору IP1, который показывает, фактически напряжение питания УПЧ. Демодулятор сделан на полевом транзисторе VT6. Он представляет собой ключ, периодически прерывающий сигнал ПЧ с частотой опорного генератора. Входное и выходное сопротивления демодулятора равны, впрочем, как нет никакой разницы между его входом и выходом. Демодулированный сигнал поступает через регулятор громкости R17 на двухкаскадный УЗЧ на транзисторах VT9-VT11. Усилитель может работать с любыми телефонами, но предпочтительней динамическими 8-40 ом. Опорный генератор сделан на транзисторе VT5. Его частота стабилизирована таким же кварцевым резонатором, как используется в кварцевым фильтре, но его резонансная частота сдвинута при помощи конденсаторов С15 и С16. Конструктивно приемник смонтирован на двух печатных платах из одностороннего стеклотекстолита. Для переключения диапазонов используется керамический галетный переключатель, он располагается в непосредственной близости от платы высокочастотного блока, возле гетеродинной и входной катушек, которые в свою очередь расположены взаимно перпендикулярно. Конденсаторы С9-С31 монтируются непосредственно на контактах этого переключателя. Катушки гетеродинного и входного контуров наматываются на цилиндрических каркасах из керамики диаметром 8 мм. Намотку производите в соответствии с рисунком 6. Катушки ПЧ наматываются на каркасах диаметром 5 мм с подстроечными сердечниками диаметром 2,0 мм из феррита 100 НН. После намотки и установки на плату каркасы закрывают алюминиевыми экранами, которые соединяются с общим проводом. Катушки L3 и L4 высокочастотного блока намотаны на одном каркасе, они содержат 30 и 10 витков соответственно, провода ПЭВ 0,12. Катушки L1 L3 и L5 усилителя ПЧ содержат по 25 витков, a L2 и L4 по 10, того же провода. Индикатор настройки — любой микроамперметр на 100-150 мка. Режимы работы высокочастотного блока показаны на схеме, для тракта ПЧ — при отсутствии входного сигнала напряжения на коллектора VT2 и VT3 должны быть по 1,5 В (устанавливаются подбором R2 и R5). Рисунок 4 и 5 Напряжение на эмиттере VT7 6,5В — подбором R16. Настройка тракта ПЧ производится традиционным образом при помощи генератора на 9,05 мгц. Катушку L5 настраивают таким образом, чтобы обеспечить наиболее качественное звучание (частота должна быть на левом скате АЧХ кварцевого фильтра). При настройке ГПД нужно подстроить конденсаторы таким образом, чтобы обеспечивалось такое перекрытие по частоте на выходе ГПД: для диап. 29 мгц — 19,95-20,45 мгц, Рисунок 6 |
|
|
|
ПРОСТЫЕ ПРИЕМНИКИ НА ТРАНЗИСТОРАХ | МОДЕЛИСТ-КОНСТРУКТОР
Громкость радиоприемника возрастет, если в нем применить усилитель высокой частоты, собранный по одной из схем, показанных на рисунке 8 А—D.
В рефлексном приемнике на 5 транзисторах (рис. 9) УВЧ выполнен на высокочастотных транзисторах V1, V2. Они же используются и как предварительный усилитель низкой частоты.
Усилитель мощности НЧ — двухтактный, бестрансформаторный. Выходная мощность — 100 мВт, ток «молчания» — 6 мА.
Трансформатор Т1 намотан на ферритовом кольце марки 600НН Ø 8 — 10 мм или подстроечном стержне той же марки размером 2,8X16 мм. Обмотка 1 имеет 35 витков провода ПЭВ 0,13—0,15, а вторичная — 100 витков ПЭВ 0,12.
Для конструкции подойдут детали из набора радиоприемника «Юность»: транзисторы, конденсаторы, ферритовый стержень для магнитной антенны, кольцо для ВЧ-трансформатора, корпус.
После завершения монтажа с помощью резистора R10 устанавливают коллекторный ток транзистора V8 в пределах 3—4 мА, а с помощью R6 подбирают коллекторный ток V2 равным 0,9—1,2 мА. Потенциал в точке А, равный половине напряжения питания, устанавливают резистором R7.
Радиоприемник, схема которого на рисунке 10, питается от источника с пониженным напряжением (4,5 В). Усилитель низкой частоты — четырехкаскадный, с непосредственной связью между транзисторами. В предварительном усилителе низкой частоты (V5, V6) для стабилизации работы транзисторов по постоянному току введена отрицательна« обратная связь — резисторы R8, R10, R12. Кроме того, отрицательной обратной связью усилитель охвачен с выхода на эмиттер V5 через резистор R17.
Симметричные выходные каскады усилителя мощности выполнены на транзисторах разной структуры и включены по схеме с общим эмиттером.
Несмотря на сравнительно большое количество транзисторов, приемник довольно экономичен и прост в налаживании.
Выходная мощность — 100 мВт, ток в режиме молчания — 5,5 мА.
Рис. 7. Схема подключения капсюля ДЭМ-4м.
Рис. 8. Варианты (А—Д) схемы усилителя высокой частоты.
Рис. 9. Схема рефлексного радиоприемника:
V1, V2 П401 — П416; V5 МП35 — МП38; V6, V8 МП39 — МП42; V3, V4, V7, Д9Б, Д9Д, Д9Е.
Рис. 10. Схема приемника с пониженным напряжением питания:
V1, V2 П401 — П416, V5, V6, V8, V11 MП39 — МП42; V9, V10 МП35 — МП38; V3, V4, V7 Д9 с любым буквенным индексом.
Рис. 11. Схема УВЧ к приемнику с пониженным напряжением питания.
Налаживание устройства заключается в установке с помощью резистора R12 тока выходного каскада НЧ в пределах 3 мА; напряжение в средней точке выходного каскада, равное половине э.д.с. батареи, подбирают резистором R11; изменением величины резистора R5 ток коллектора транзистора V2 делают равным 1 мА.
Если усилитель высокой частоты радиоприемника усовершенствовать, добавив еще один каскад, требования к подбору высокочастотных транзисторов в этом случае становятся менее жесткими (рис. 11). Эмиттерный повторитель V2 улучшает работу усилителя в целом и позволяет использовать транзисторы с малым коэффициентом усиления. УВЧ работоспособно даже в том случае, если все полупроводниковые триоды будут иметь В = 10. Причем транзистор с самым низким коэффициентом усиления следует использовать в качестве VЗ, а с наибольшим — V2.
Усилитель практически не требует налаживания. При необходимости ток коллектора V3 устанавливают подбором резистора R7.
В радиоприемнике можно применить конденсаторы КЛС, К10-7, КДК, К10-23; электролитические К50-3, К50-6, К50-12, К50-16; диоды Д9 с любым буквенным индексом. Для магнитной антенны нужен ферритооый стержень длиной 100—120 мм, марки 400НН— 600 НН.
Катушка L1 имеет 180—200 витков провода ПЭЛ или ПЭВ 0,1—0,13, L2—7—12 витков того же провода Ø 0,12—0,18 мм. Намотка катушек — однослойная, виток к витку, на бумажных каркасах.
Настраивать радиоприемники нужно только со «свежей» батареей питания. Это обеспечит правильную установку рабочего режима транзисторов. В процессе налаживания катушку связи L2 с ферритового стержня снимают.
В. МЕЛЕШЕНКОВСКИЙ
Рекомендуем почитать
- САМОКАТ… ДЛЯ ВЗРОСЛЫХ
Какое расстояние может преодолеть человек, оттолкнувшись от земли один раз? Если это один шаг — то в среднем меньше метров. Если же разбежаться и оттолкнуться посильнее, можно сделать… - АВИАЦИОННЫЙ МУЗЕЙ В МАДРИДЕ
Мадридский авиационный музей организовали в 1966 году (еще при жизни диктатора Франко) и размещался он тогда в здании министерства авиации (ныне в Испании не существующего). В 1975 году…
Простые самодельные приемники fm диапазона. Зарубежные схемы FM трансмиттеров. От детекторного приёмника к супергетеродину
Всего одна микросхема понадобится вам, чтобы построить простой и полноценный FM приемник, который способен принимать радиостанции в диапазоне 75-120 МГц. FM приемник содержит минимум деталей, а его настройка, после сборки, сводится к минимуму. Так же обладает хорошей чувствительностью для приема УКВ ЧМ радиостанций.
Все это благодаря микросхеме фирмы «Philips» TDA7000, которую можно купить без проблем на нашем любимом Али экспресс – .
Схема приемника
Вот сама схема приемника. В неё добавлены ещё две микросхемы, чтобы в конце получилось полностью законченное устройство. Начнем рассматривать схему справа налево. На ходовой микросхеме LM386 собран, уже ставший классическим, усилитель низкой частоты для небольшой динамической головки. Тут, думаю, все ясно. Переменным резистором регулируется громкость приемника. Далее, выше добавлен стабилизатор 7805, преобразующий и стабилизирующий питающее напряжение до 5 В. Которое нужно для питания микросхемы самого приемника. И наконец, сам приемник собран на TDA7000. Обе катушки содержит 4,5 витка провода ПЭВ-2 0,5 при диаметре обмотки 5 мм. Вторая катушка наматывается на каркас с подстроечником из феррита. Приемник настраивается на частоту переменным резистором. Напряжение, с которого идет на варикап, которой в свою очередь меняет свою емкость.При желании от варикапа и электронного управления можно отказаться. А на частоту можно настраиваться либо подстроечным сердечником, либо переменным конденсатором.
Плата FM приемника
Монтажную плату для приемника я начертил таким образом, чтобы не сверить в ней отверстия, а чтобы как с SMD компонентами напаивать все с верху.Размещение элементов на плате
Использовал классическую технологию ЛУТ для производства платы.
Распечатал, прогрел утюгом, протравил и смыл тонер.
Напаял все элементы.
Настройка приемника
После включения, если все собрано правильно, вы должны услышать шипение в динамической головке. Это означает что все пока работает нормально. Вся настройка сводиться к настройке контура и выбора диапазона для приема. Я произвожу настройку вращая сердечник катушки. Как диапазон приема настроем, каналы в нем можно искать переменным резистором.Заключение
Микросхема имеет хорошую чувствительность, и на полуметровый отрезок провода, вместо антенны, ловиться большое количество радиостанций. Звук чистый, без искажений. Такую схему можно применить в простой радиостанции, вместо приемника на сверхгенеративном детекторе.Предлагаемая схема миниатюрного радиоприемника FM — диапазона проста и доступна для сборки любому начинающему радиолюбителю.
Радиоприемник питается от напряжения 3,6…4,5В, схема приемника разделена на ВЧ и НЧ части, ВЧ часть приемника это два высокочастотных транзистора BF494, входной контур на C1L1 и телескопической антенне (30-50см длиной), НЧ часть это усилитель мощности на LM386, с выхода которого через разделительный конденсатор С4 можно подключить головные телефоны. Сопротивление R2 используется в качестве регулятора громкости.
Катушка L бескаркасная, содержит 4 витка медного изолированного провода диаметром 1,3мм, расстояние между витками 0,5мм. Катушка наматывается на оправке диаметром 3…5 мм. Для подстройки диапазона необходимо сжать или растянуть витки катушки. Так же рекомендовано предельно близко расположить все элементы радиоприемника на печатной плате.
Источник — http://electroschematics.com/5150/tiny-fm-radio/
- Похожие статьи
Войти с помощью:
Случайные статьи
- 15.10.2014
На рис. показана схема простейшего усилителя НЧ, в котором можно использовать источник питания напряжением 4,5 или 9 В. При сопротивлении нагрузки 10 Ом и напряжении питания 4,5 В номинальная выходная мощность равна 70…80 мВт, а при повышении напряжения до 9 В 120… 150 мВт. В усилителе применены германиевые маломощные низкочастотные …
- 20.09.2014
В соответствии со стандартами IEC на практике применяется четыре способа кодировки номинальной емкости. 1. Кодировка 3-мя цифрами Первые две цифры указывают на значение емкости в пикофарадах (пф), последняя — количество нулей. Когда конденсатор имеет емкость менее 10 пФ, то последняя цифра может быть «9». При емкостях меньше 1.0 пф первая …
Речь пойдет о том, как сделать самый простой и дешевый радио передатчик, который сможет собрать любой, кто даже ничего не понимает в электронике .
Прием такого радиопередатчика происходит, на обычный радио приемник (на стационарный или в мобильном телефоне), на частоте 90-100 MHz. В нашем случае он будет работать, как радио удлинитель для наушников от телевизора. Радио передатчик через аудио штекер подключается к телевизору через разъем для наушников.
Его можно использовать в разных целях, например:
1) беспроводной удлинитель для наушников
2) Радио няня
3) Жучок для подслушивания и так далее.
Для его изготовления нам потребуются:
1) Паяльник
2) Провода
3) Аудио штекер 3.5 мм
4) Батарейки
5) Медный лакированный провод
6) Клей (Момент или эпоксидный) но он может и не понадобится
7) Старые платы от радио или телевизора(если есть)
8) Кусок простого текстолита или толстого картона
Вот его схема, питается она от 3-9 вольт
Перечень радио деталей для схемы на фото, они очень распространенные и найти их не составит особого труда. Деталь AMS1117 не нужна (просто не обращайте на нее внимание)
Катушку следует мотать по таким параметрам (7-8 витков проводом диаметром 0.6-1 мм, на оправке 5мм, я мотал на сверле 5мм)
Концы катушки обязательно зачистить от лака.
В качестве корпуса для передатчика был взят корпус из под батареек
Внутри было все убрано. Для удобства монтажа
Далее берем текстолит, обрезаем его и сверлим много отверстий (отверстий лучше просверлить побольше, так будет легче собирать)
Теперь спаиваем все компоненты согласно схеме
Берем аудио штекер
И припаиваем к нему провода, которые на схеме показаны как (вход)
Далее располагаем плату в корпусе (надежнее всего будет приклеить ее) и подключаем батарейку
Теперь подключаем наш передатчик к телевизору. На FM приемнике находим свободную частоту (ту на которой нет никакой радио станции) и настраиваем наш передатчик на эту волну. Делается это подстроенным конденсатором. Потихоньку крутим его пока не услышим на FM приемнике звук с телевизора.
Все наш передатчик готов к работе. Что бы было удобно настраивать передатчик, я сделал в корпусе отверстие
Диапазонов уже не актуальны, распространённая и всем известная микросхема для FM диапазона 174ХА34 тоже устарела, поэтому рассмотрим самостоятельное создание качественного УКВ приёмника с применением современной элементарной базы — специализированных недорогих микросхем TEA5711 и TDA7050. Микросхема TEA5711T в данном случае в планарном корпусе.
Преимущества микросхемы . Очень широкое напряжение питания — от 2 до 12В. В нашем случае берём 2 батарейки АА — 3 вольта в сумме. Ток потребления 20мА, а чувствительность в диапазоне FM — всего 2 мкВ. Здесь использованы трёхконтактные пьезокерамические фильтры, что очень эффективно устраняет городские помехи FM диапазону.
Высокочастотная часть FM приемника собрана на микросхеме фирмы Philips TEA5711. Для улучшения избирательности применены два последовательно включенных полосовых фильтра. Для увеличения выходного уровня НЧ сигнала применен усилитель на планарной двухканальной микросхеме TDA7050. Она позволяет снизить напряжение питания вплоть до 1,6 вольт — оптимально 3В. При этом выходная мощность около 0,2Вт. Намоточные данные катушек можно взять из
Схемы самодельных радиоприемников
Everyday Practical Electronics, January 2006
В течении длительного времени в журналах публиковалось огромное число схем простых КВ приёмников, но не было ничего подобного для УКВ диапазона. Мы попытаемся исправить это упущение. Изначально схема была разработана как часть школьного проекта.
Схема простого FM приёмника изображена на рисунке. Она состоит из регенеративного ВЧ каскада на транзисторе TR1 и двух- или трёхкаскадного аудио усилителя на транзисторах TR2-TR4. В некоторых районах с уверенным приёмом нет необходимости в трёхкаскадном УНЧ, в этом случае транзистор TR3 и соответствующие компоненты можно не устанавливать, а свободный вывод конденсатора С5 соединить с коллектором транзистора TR2.
Самой ответственной частью схемы является первый каскад, TR1/VC1, здесь соединения следует выполнять как можно более короткими проводниками. Катушка L1 содержит 8 витков эмалированного медного провода диаметром 1 мм (20 SWG) на оправке 6 мм. После намотки катушку следует растянуть до длины 13 мм для дальнейшей регулировки.
Настроечный конденсатор VC1 применён от двухсекционного конденсатора с триммером от карманного приёмника, используется одна секция. «Масса» конденсатора VC1 соединена с конденсатором С1, ёмкость которого 22пФ. Индуктивность ВЧ дросселя L2 не критична и может находиться в пределах 1мкГн…10мкГн.
Выходной каскад предназначен для работы на головные телефоны от плеера, обмотки которых включены последовательно для получения сопротивления 64 Ом (подключать к самому крайнему и кольцевому контакту штекера).
Настройка
Для настройки приёмника потенциометр VR1 необходимо медленно вращать (в сторону вывода, соёдинённого с «+» питания) до тех пор, пока где-то в середине не возникнет резкое усиление шумов, сигнализирующее о начале генерации. После этого потенциометр следует чуть-чуть повернуть в обратную сторону, очень медленно, что бы генерация прекратилась. Теперь можно настроиться на какую-нибудь радиостанцию. Частотный диапазон 87мГц…108мГц следует установить с помощью триммера VC2 на верхней границе (108мГц) диапазона, и сжатием/растяжением катушки L1 на нижней границе (87мГц).
Приёмник испытывался в разных местах в трёх различных странах, включая Англию и всегда удавалось принять несколько радиостанций с хорошей громкостью
Франсис Холл, Мейнерсхаген, Германия.
Схемы настроенного радиочастотного (TRF) приемника
Настроенный радиочастотный приемник (или TRF-приемник) представляет собой форму радиоприемника, который выполнен с использованием ряда настроенных каскадов усилителя радиочастоты (RF), сопровождаемых детектором (демодулятором). для вывода звукового сигнала вместе с усилителем звуковой частоты для усиления извлеченного звука в громкоговоритель.
Этот вид приемников был очень популярен в 1920-е годы.
Вы найдете два основных типа схем радиоприемника, которые люди могут легко построить.Самым простым из них является приемник, который не требует внешнего питания и извлекает радиочастотные сигналы непосредственно из атмосферы и преобразует их в звуковой сигнал с помощью одного простого шага диодного выпрямления. Эту форму хорошо известного пассивного приемника лучше всего запомнить как кварцевый или диодный радиоприемник.
Почти все базовые радиоприемники на кристалле испытывают трудности с селективностью и выводом звука. Чтобы усилить оба этих атрибута, перед усилением необходимо повысить уровень захваченного РЧ сигнала.Решение состоит в том, чтобы повысить эффективность антенны, поместив ее на большую высоту над землей и сделав ее намного длиннее по длине, или просто переместив приемник ближе к источнику радиочастотного сигнала.
Обычно ни одно из двух решений не выглядит очень практичным. Однако, когда мы выбираем активный путь, создавая приемник, почти все, что вы можете сделать с передачей сигнала в электронном виде, превращается в честную игру.
РЧ может быть усилено до этапа обнаружения или изменено на новую частоту (ПЧ) для повторного усиления перед обнаружением.В действительности ряд хорошо известных радиоприемников связи переключает РЧ 3 раза до того, как данные модуляции преобразуются в звуковую частоту и направляются дальше для усиления звуковой частоты (AF). Все три обсуждаемые схемы настроенного радиочастотного приемника можно идеально отнести к активному классу.
Настраиваемый / усиленный приемник
Первая обсуждаемая схема приемника TRF (см. Рис. 1) перемещается на пару шагов по сравнению со стандартным кварцевым радиоприемником с добавлением настроенного каскада усилителя RF до демодуляции сигнала и усилителя звука. этап после этапа демодуляции.Радиочастотная мощность через антенну подается с помощью крошечного подстроечного конденсатора C2 на настроенную схему, состоящую из L1 и C1.
Указанный передаваемый сигнал выбирается через C1 (конденсатор GANG 365 пФ). Индуктор L2 подает настроенный РЧ-сигнал на вход РЧ-усилителя, который включает Q1, который представляет собой N-канальный MPF102, полевой транзистор или JFET.
Эти транзисторы многократно усиливают РЧ-сигнал, прежде чем передать его на детекторный каскад.Пара германиевых диодов 1N34A (D1 и D2) подключена к схеме удвоителя напряжения / детектора, что способствует увеличению выходного сигнала для управления схемой звукового усилителя.
РЧ-компонент передачи после обнаружения фильтруется через компоненты C5, R3 и C6, оставляя позади аудиокомпонент сигнала на входе регулятора громкости R5. Транзистор 2N3904 NPN, сконфигурированный как схема с общим эмиттером, усиливает сигнал AF до уровня, достаточного для управления вашей парой наушников, или, если сигнал является сильным от местных станций, динамик прекрасно управляется с помощью трансформатор согласования импеданса.
Вы можете принимать несколько станций, если подсоединить 18-дюймовый зажим к порту антенны. Возможно, удастся поймать шесть местных станций, если соединительный провод длиной 20 футов проходит через потолок вашего дома. Приемник TRF может хорошо работать с помощью всего одной 9-вольтовой транзисторной батарейки PP3 для радиоприемника.
Поскольку текущее потребление составляет всего пару миллиампер, батарея должна работать в течение многих месяцев при нормальном использовании устройства.
Катушки индуктивности L1 и L2 могут быть изготовлены путем наматывания 20 эмалированных медных проводов SWG поверх 2.Пластиковая труба длиной 5 дюймов и диаметром 4 дюйма.
На рисунке 2 показано, как должна быть намотана пара индукторов. Начиная с пластиковой трубы длиной 2,5 дюйма, оставьте примерно полдюйма на верхней части формирователя змеевика и проделайте в нем пару крошечных отверстий, чтобы связать начальный конец L1. Пропустите конец провода через два отверстия, чтобы получилась 6-дюймовая косичка для присоединения к C1. Плотно намотайте катушку, как мы делаем это при намотке соленоидов, используйте 25 витков, чтобы завершить индуктор L1.
После этого временно наложите клейкую ленту на свободный конец обмотки, сделайте 2 дополнительных небольших отверстия на каркасе и скрутите проволоку из отверстий, чтобы зафиксировать готовую обмотку на месте.
Кроме того, оставьте около 6 дюймов провода на готовом конце L1, чтобы обеспечить подключение к C1 и заземлению цепи. Оставьте примерно 1/8 дюйма от конца L1 и просверлите еще пару отверстий на каркасе, предназначенных для закрепления начального конца L2. Удерживая 6-дюймовый пигтейл, плотно намотайте в целом 8 витков в том же направлении, что и L1.
Проделайте еще два отверстия в каркасе и закрепите, связав заземляющий конец L2, как это было сделано в предыдущих шагах, оставив 6-дюймовый провод для подключения к заземлению цепи.
Поскольку у нас есть только одна ступень ВЧ усиления, схема подключения не очень важна, и любая подходящая установка может работать. Независимо от этого, убедитесь, что все ветви компонентов минимально возможны, и установите дроссель 2,5 мГн (L3) на небольшом расстоянии от L1 и L2. Если вы хотите использовать динамик, вы можете подключить первичную обмотку любого небольшого выходного звукового трансформатора в том месте, где подключены телефоны, и прикрепить динамик к вторичной стороне трансформатора.
Чтобы начать пользоваться радиоприемником, включите его от батареи на 9 В. Отрегулируйте настройку группового конденсатора C1 на разные места, пока вы, наконец, не начнете слышать несколько местных станций громко и четко. Кроме того, попробуйте подключить гибкий провод длиной от 10 до 20 футов к C2, который позволит вам ловить множество дополнительных радиостанций на вашем радиоприемнике TRF. Отрегулируйте C2, чтобы получить максимальную избирательность среди доступных радиостанций.
Приемник Reflex
Конструкция нашего следующего приемника TRF изображена на Рис.3, и он разработан с использованием рефлекторной схемы, которая была очень популярна в 1920-х годах. В те дни радио было просто трендом, и экспериментаторы с огромным энтузиазмом разрабатывали домашние радиоприемники.
Теперь посмотрим, как работает наша современная версия рефлексного приемника на твердотельных транзисторах. Радиочастотный сигнал передается через антенну с помощью C1, который достигает настроенного контура, состоящего из L1 и C2.
Один конкретный конец L2 подает РЧ-сигнал на базу транзистора Q1, чтобы сигнал мог быть усилен, в то время как другой конец L2 подключается к переходу R1 и R2, чтобы обеспечить подачу смещения для транзистора.Конденсатор C3 зажимает конец «D» L2 на ВЧ земле.
Затем усиленный радиочастотный сигнал подается через C6 в схему двухдиодного удвоителя + детектора, а затем сигнал далее отправляется на каскад регулировки громкости с помощью потенциометра R6.
Центральный рычаг ползунка потенциометра R6 соединяется с обнаруженным аудиосигналом через C9 с переходом R1, R2 и концом «D» L2. Конец «D» L2 удерживается на земле RF, которая не является землей AF. Это позволяет сигналу AF перемещаться посредством L2 к базе Q1 для усиления.Соединение между дросселем 2,5 мГн и T1 удерживается на земле RF через конденсатор C5.
Усиленный радиозвук, доступный с этого каскада, передается на вход аудиоусилителя LM386 IC, U1, для работы с громкоговорителем диаметром 4 дюйма диаметром 8 Ом. Одиночный транзистор выполняет двойную функцию: он одновременно усиливает радиосигналы RF и AM.
Конструкционный формат, который использовался при создании нашего первого приемника, также может быть применен здесь для построения этой схемы рефлекторного радиоприемника.
Катушки индуктивности L1 и L2 идентичны тем, которые использовались в предыдущей схеме, и их можно построить, взглянув на конструктивные детали, приведенные на рис. 2. При правильном соединении рефлекторная схема будет работать исключительно хорошо, даже лучше, чем первый приемник. обеспечивая повышенную чувствительность и более громкий звук.
Регенеративный приемник
Наша 3-я схема настроенного радиочастотного приемника, показанная на рис. 4, представляет собой твердотельную версию очень известного старого регенеративного приемника, который на протяжении многих лет мог быть построен многочисленными небольшими радиопроизводителями.
Основной активной частью схем регенеративного настроенного радиочастотного приемника является транзистор 2N3904, сконфигурированный для каскада регенерации, в то время как второй 2N3904 подключен для усиления звука. На схеме мы можем видеть, что транзистор Q1 подключен как настроенная схема регенеративного детектора Хартли, у которой уровень обратной связи RF определяется R7, который представляет собой потенциометр 1k.
РЧ подключается через L2 к L1 и настраивается на предпочтительную частоту через конденсатор C1
Кремниевые КМОП-схемы оптических приемников со встроенными тонкопленочными составными полупроводниковыми детекторами
Аннотация
В то время как многие разработчики схем занимались проблемой проектирования приемников цифровой КМОП-связи, немногие рассматривали проблему схем, подходящих для процесса изготовления полностью цифровых КМОП-микросхем.Столкнувшись с конструкцией высокоскоростного приемника, разработчик схем вскоре придет к выводу, что высокоскоростной аналогово-ориентированный процесс изготовления обеспечивает превосходные рабочие характеристики по сравнению с цифровым КМОП-процессом. Однако для приложений, в которых есть неоспоримые причины для интеграции приемников на той же ИС, что и большие объемы обычных цифровых схем, низкая производительность и высокая стоимость экзотического аналогово-ориентированного производства больше не подходят. Проблемы, возникающие из-за требования использовать процесс цифровой КМОП ИС, затрагивают все аспекты конструкции приемника и приводят к значительным различиям в философии проектирования схем и топологии.Цифровые ИС в первую очередь предназначены для создания небольших быстрых КМОП-устройств для цифровых логических вентилей, поэтому не прилагается никаких усилий для обеспечения точных или высокоскоростных сопротивлений или конденсаторов. Отсутствие какого-либо надежного сопротивления или емкости существенно влияет на конструкцию приемника. Поскольку оптимизация сопротивления не является прерогативой инженера-технолога цифровых ИС, самым разумным вариантом будет не использовать эти элементы, а вместо этого выбрать активную схему для замены функций, обычно приписываемых сопротивлению и емкости.В зависимости от приложения шум приемника может быть доминирующим конструктивным ограничением. Шумовые характеристики КМОП-усилителей отличаются от биполярных или GaAs-полевых MESFET-схем, дробовой шум обычно незначителен по сравнению с тепловым шумом канала. В результате оптимальная топология входного каскада значительно отличается для разных технологий. Обнаружено, что при скоростях работы, приближающихся к пределам цифрового CMOS-процесса, конструкции с разомкнутым контуром имеют более высокие характеристики компромисса между шумом, мощностью, усилением и шириной полосы, чем конструкции с обратной связью.Кроме того, отсутствие хороших резисторов и конденсаторов усложняет использование цепей обратной связи. Таким образом, обратная связь обычно не используется во внешнем интерфейсе наших цифровых КМОП-приемников.
© (1995) АВТОРСКОЕ ПРАВО Общество инженеров по фотооптическому приборостроению (SPIE). Скачивание тезисов разрешено только для личного использования.
Энергоэффективные архитектуры сверхширокополосных радиоприемопередатчиков и схемы приемников
Абстрактные
Энергосберегающие радиостанции ближнего действия стали активной областью исследований с распространением портативной электроники.Важнейшей характеристикой эффективности радиосвязи является энергия на бит. FCC выделила полосу частот 3,1–10,6 ГГц для радиостанций, использующих сверхширокополосные (СШП) сигналы. В этом исследовании я использую передачу сигналов СШП для разработки энергоэффективных аппаратных систем для радиостанций с высокой и низкой скоростью передачи данных. В высокоскоростном режиме разработан модульный дискретный прототип приемника для наблюдения импульсных СШП сигналов. Проверка неидеальности системы по коэффициенту ошибок по битам (BER) легко наблюдается с этой системой. Результаты используются при разработке 3.Интерфейс 1–10,6 ГГц в процессе SiGe BiCMOS 0,18 мкм с непревзойденным малошумящим усилителем и переключаемым режекторным фильтром 802.11a для уменьшения помех. Демонстрация системы 100 Мбит / с реализована для реализации беспроводной связи. В режиме с низкой скоростью увеличивается энергия на бит, поскольку фиксированные затраты на электроэнергию менее эффективно амортизируются при меньшем количестве бит в секунду. Однако при использовании сигнализации PPM UWB приемник имеет рабочий цикл, так что энергия / бит отделены от скорости передачи данных. Посредством тщательной сигнализации, совместного проектирования системы и схемы некогерентный, 0–16.Приемник на 7 Мбит / с выполнен по 90-нм КМОП-технологии с источником питания 0,5 В и 0,65 В. Эта работа обеспечивает энергоэффективность 2,5 нДж / бит при скорости передачи данных на три порядка. С регулируемыми полосовыми фильтрами и новым демодулятором относительного сравнения приемник достигает 10–3 BER с чувствительностью -99 дБм при 100 кбит / с. Алгоритм сбора данных с первого прохода разработан на платформе FPGA, и на этом чипе собрана демонстрационная система приемопередатчика.
Описание
Диссертация (Ph.D.) — Массачусетский технологический институт, кафедра электротехники и компьютерных наук, 2007. Включает библиографические ссылки (стр. 113-123).Отдел
Массачусетский Институт Технологий. Кафедра электротехники и информатики; Массачусетский Институт Технологий. Кафедра электротехники и информатикиИздатель
Массачусетский технологический институт
Ключевые слова
Электротехника и информатика.
Приемник специальных схем
СПЕЦИАЛЬНЫЕ ЦЕПИ ПРИЕМНИКА
Эффективность работы радиолокационных приемников часто значительно снижается из-за помехи от одного или нескольких возможных источников. Погода и возвращение к морю — вот наиболее распространенные из этих источников помех, особенно для радарных систем, которые работают выше 3000 мегагерц. Неблагоприятные погодные условия могут полностью замаскировать все возвратные сигналы радара и сделать систему бесполезной.Электромагнитные помехи от внешних источников, таких как умышленное вмешательство противника, называемое глушение или электронные меры противодействия (ECM), может также сделать бесполезную радиолокационную систему. Многие специальные схемы были разработаны, чтобы помочь приемник радара противодействует влиянию внешних помех. Эти схемы так называемые ФУНКЦИИ УЛУЧШЕНИЯ ВИДЕО, ЦЕПИ ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕДАЧИ ИЛИ ЭЛЕКТРОННЫХ КОНТРОЛЬНЫЕ ЦЕПИ (ECCM). В этом разделе в общих чертах обсуждаются некоторые из наиболее распространенных функций улучшения видео, связанных с радиолокационными приемниками.
Автоматическая регулировка усиления (AGC)
Большинство радиолокационных приемников используют некоторые средства для управления общим усилением. Обычно это включает коэффициент усиления одного или нескольких каскадов усилителя ПЧ. Ручная регулировка усиления оператором — это простейший способ. Обычно используется более сложная форма автоматической регулировки усиления (AGC) или мгновенная автоматическая регулировка усиления (iagc) используется во время нормальной работы. Взять под контроль необходимо настроить чувствительность приемника для лучшего приема сигналов широко варьирующиеся амплитуды.Цепи Agc и iagc разработаны с функцией отключения, поэтому усиление этого приемника можно отрегулировать вручную. Таким образом, можно использовать ручную регулировку усиления. для настройки наилучшего приема определенного сигнала.
Самый простой тип AGC регулирует смещение (и усиление) усилителя ПЧ в соответствии с средний уровень принимаемого сигнала. Agc используется не так часто, как другие типы усиления. управление из-за сильно различающихся амплитуд отраженных сигналов радара.
При использовании agc усиление регулируется самыми большими принимаемыми сигналами. Когда несколько радаров сигналы принимаются одновременно, самый слабый сигнал может представлять наибольший интерес. Iagc используется чаще, потому что он регулирует усиление приемника для каждого сигнала.
Схема iagc — это, по сути, широкополосный усилитель постоянного тока. Он мгновенно контролирует коэффициент усиления усилителя ПЧ при изменении амплитуды отраженного сигнала радара. Эффект iagc заключается в том, чтобы обеспечить полное усиление слабых сигналов и уменьшить усиление сильных сигналов.Однако диапазон iagc ограничен количеством каскадов ПЧ в какое усиление контролируется. Когда контролируется только один каскад ПЧ, диапазон iagc равен ограничивается примерно 20 дБ. Когда контролируется более одного каскада ПЧ, диапазон iagc может можно увеличить примерно до 40 дБ.
Контроль времени чувствительности (STC)
В радиолокационных приемниках большой разброс амплитуд отраженного сигнала позволяет регулировать получить сложно.Регулировка усиления приемника для лучшей видимости ближайшей цели Обратные сигналы — не лучшая регулировка для обратных сигналов от далеких целей. Используемые схемы для регулировки усиления усилителя во времени в течение одного периода повторения импульсов, называются схемы stc.
Чувствительные цепи управления временем подают напряжение смещения, изменяющееся во времени, на ПЧ. усилители для управления усилением приемника. На Рис. 2-29 показана типичная форма сигнала stc в зависимости от к передаваемому импульсу.Когда передатчик срабатывает, цепь stc уменьшает нулевое усиление приемника, чтобы предотвратить усиление любой энергии утечки из передаваемый импульс. В конце переданного импульса напряжение stc начинает расти, постепенно увеличивая усиление приемника до максимума. Влияние напряжения stc на усиление приемника обычно ограничивается примерно 50 милями. Это потому, что ближние цели больше всего вероятно насыщение ресивера; за пределами 50 миль stc не влияет и приемник работает нормально.
Рисунок 2-29. — Форма кривой напряжения Stc.
Комбинация цепей stc и iagc дает лучшую общую производительность, чем только с любым типом регулировки усиления. Stc уменьшает амплитуду ближайшей цели возвратные сигналы, в то время как iagc уменьшает амплитуду возвратных сигналов, превышающих среднее значение. Таким образом, нормальные изменения амплитуд сигналов адекватно компенсируются за счет комбинация iagc и stc.
Цепи защиты от помех
Среди множества схем, используемых для преодоления эффектов помех, два важных: ЦЕПИ С ЗАЩИТОЙ AGC и БЫСТРО-ПОСТОЯННЫЕ ЦЕПИ. Схема стробированного AGC разрешает сигналы которые происходят только в очень короткий промежуток времени, чтобы развить AGC. Если большая амплитуда импульсы от передатчика помех поступают на приемник РЛС в любое время, кроме в течение периода стробирования AGC не реагирует на эти подавляющие импульсы.
Без стробированного AGC большой сигнал помехи приведет к срабатыванию автоматической регулировки усиления. следите за мешающим сигналом. Это уменьшит амплитуду целевого обратного сигнала до непригодное значение. Gated AGC выдает выходной сигнал только на короткие периоды времени; следовательно, выходное напряжение AGC необходимо усреднить по нескольким циклам, чтобы автоматическая регулировка усиления от нестабильности.
Gated AGC не реагирует на сигналы, поступающие не во время, а в другое время. целевого обратного сигнала.Однако это не может предотвратить помехи, возникающие во время стробирующий период. Стробирование AGC также не может предотвратить перегрузку приемника из-за амплитуды сигнала глушения, намного превышающие целевой обратный сигнал. Это потому, что желаемая цель стробируется, чтобы установить усиление приемника для сигнала этой конкретной амплитуда. В качестве помощи в предотвращении перегрузки цепей радиолокационного приемника во время для приема помеховых сигналов используются быстродействующие схемы связи.Эти схемы подключают выход видеодетектора к входной цепи видеоусилителя.
Цепь быстрой постоянной времени (ftc) — это схема дифференциатора, расположенная на входе первый видеоусилитель. Когда большой блок видео применяется к цепи ftc, только передний край пройдет. Это связано с малой постоянной времени дифференциатор. Маленькая цель будет давать на индикаторе сигнал такой же длины, как и большая цель, потому что отображается только передний край.Цепь ftc не действует по усилению приемника; и, хотя это не устраняет сигналы помех, ftc значительно снижает эффект заклинивания.
Q.41 Какой из двух типов автоматической регулировки усиления, agc или iagc, наиболее эффективен
используется радар для ВМФ?
В.42 Сразу после срабатывания передатчика stc снижает усиление приемника до какого уровня?
В.43 Как ftc влияет на усиление приемника, если вообще влияет?
СПЕЦИАЛЬНЫЕ ПРИЕМНИКИ
Базовый приемник радиолокационной системы часто не отвечает всем требованиям радиолокационная система, и она не всегда хорошо работает в неблагоприятных условиях.Несколько были разработаны специальные приемники для улучшения обнаружения целей в неблагоприятных среды или для удовлетворения требований специальных методов передачи или сканирования. А РЛС с системой индикации движущихся целей (МТИ) или системой моноимпульсного сканирования требуется приемник особого типа. Другие типы специальных приемников, например логарифмический приемник, были разработаны для улучшения приема во время неблагоприятных условия. Эти приемники будут обсуждаться в общих чертах в этом разделе.
Индикатор подвижной цели (МТИ)
Система MOVING TARGET INDICATOR (mti) эффективно устраняет помехи (вызванные фиксированной нежелательные эхо) и отображает только сигналы движущихся целей. Беспорядок — это появление на радарный индикатор сбивающих с толку нежелательных эхосигналов, которые мешают четкому отображению желаемое эхо. Беспорядок — это результат эхо-сигналов от земли, воды, погоды и т. Д. Нежелательные эхо-сигналы могут состоять из ЗЕМЕЛЬНЫХ МУЛЬТФИЛЬМОВ (эхо от окружающих массивов суши), МЕХАНИЗМ МОРЯ (эхо от неровной поверхности моря) или эхо от облаков и дождь.Проблема в том, чтобы найти желаемое эхо посреди беспорядка. Для этого Система mti должна уметь различать неподвижные и движущиеся цели, а затем должна устранять только фиксированные цели. Это достигается за счет обнаружения фазы и сравнение импульсов.
Эхо-сигналы цели от неподвижных объектов имеют такое же фазовое соотношение, что и один период получения до следующего. Движущиеся объекты создают эхо-сигналы, имеющие различную соотношение фаз от одного периода приема к следующему.Этот принцип позволяет mti система различения неподвижных и движущихся целей.
Сигналы, полученные от каждого переданного импульса, задерживаются точно на период времени равное времени следования импульсов. Затем задержанные сигналы объединяются с сигналами. полученный от следующего переданного импульса. Это достигается таким образом, что амплитуды вычитаются друг из друга, как показано на рисунке 2-30, виды A и B. цели имеют примерно одинаковую амплитуду на каждом последующем импульсе, они будут устранено.Однако сигналы движущейся цели имеют разную амплитуду на каждом последовательный импульс и, следовательно, не отменять. Результирующий сигнал затем усиливается и представлены на индикаторах.
Рисунок 2-30A. — Исправлена отмена цели.
Рисунок 2-30B. — Исправлена отмена цели.
На рисунке 2-31 30-мегагерцовые сигналы от смесителя сигналов подаются на Усилитель на 30 мегагерц.Затем сигналы усиливаются, ограничиваются и подаются на фазу детектор. Еще один 30-мегагерцовый сигнал, полученный от смесителя когерентного генератора (когерентного генератора), применяется в качестве синхронизирующего импульса к coho. Импульс coho-синхронизации создается передаваемый импульс. Он используется для синхронизации coho с фиксированным соотношением фаз с частота передачи при каждом переданном импульсе. Непрерывный опорный сигнал 30 мегагерц выход coho применяется вместе с 30-мегагерцевым эхо-сигналом к фазе детектор.
Рисунок 2-31. — Блок-схема МТИ.
Фазовый детектор выдает видеосигнал. Амплитуда видеосигнала равна определяется разностью фаз между опорным сигналом когомента и эхосигналом ПЧ сигналы. Эта разность фаз такая же, как и между фактическим переданным импульсом. и его эхо. Результирующий видеосигнал может быть как положительным, так и отрицательным. Это видео выходной сигнал, называемый когерентным видео, подается на генератор непрерывной несущей с частотой 14 мегагерц.
Непрерывная несущая частота 14 мегагерц модулируется по амплитуде фазовым детектором. связное видео. Модулированный сигнал усиливается и подается на два канала. Один канал задерживает сигнал с частотой 14 мегагерц на период, равный времени между переданными импульсами. Затем сигнал усиливается и обнаруживается. Требуемая задержка (период между передаваемых импульсов) получается с помощью ртутной линии задержки или задержки из плавленого кварца. линия, которая работает ультразвуком на 14 мегагерцах.
Сигнал на другой канал усиливается и обнаруживается без задержки. Этот канал включает в себя ослабляющую сеть, которая вводит такое же количество затухание, как и линия задержки в канале видео с задержкой. В результате без задержки видеосигнал объединяется с противоположной полярностью с задержанным сигналом. Амплитуда разница, если таковая имеется, в точке сравнения между двумя видеосигналами усиливается; поскольку сигнал биполярный, он делается однополярным.Результирующий видеосигнал, который представляет только движущиеся цели, отправляется в систему индикаторов для отображения.
Анализ только что описанной работы системы mti показывает, что сигналы от фиксированных мишени выдают в фазовом детекторе повторяющиеся видеосигналы одинаковой амплитуды и полярность. (Фиксированные цели имеют неизменное фазовое соотношение с их соответствующими передаваемых импульсов.) Таким образом, когда один видеоимпульс комбинируется с предыдущим импульсом противоположной полярности видеосигналы отменяются и не передаются в систему индикаторов.
Сигналы от движущихся целей , однако, будут иметь различное фазовое соотношение. с переданным импульсом. В результате сигналы от последовательных периодов приема выдают в фазовом детекторе сигналы разной амплитуды. Когда такие сигналы в совокупности разница в амплитуде сигнала обеспечивает видеосигнал, который отправляется на индикаторная система для отображения.
Цепи синхронизации, показанные на рисунке 2-31, используются для точного управления частота повторения импульсов передатчика для обеспечения сохранения времени повторения импульсов постоянная от импульса к импульсу.Это необходимо, конечно, для импульсов, приходящих на точки сравнения совпадают по времени и добиваются отмены фиксированных целей.
Как показано на рисунке 2-31, петля обратной связи используется с выхода канала задержки, через датчик-усилитель к триггеру-генератору и стробирующему мультивибратору. Передний фронт прямоугольной волны, создаваемый обнаруженной несущей в задержанной видеоканал дифференцируется на измерительном усилителе.Он используется для активации триггерный генератор и стробирующий мультивибратор. Генератор триггера посылает усиленный запускающий импульс на модулятор, заставляющий радар начать передачу.
Стробирующий мультивибратор также срабатывает отрицательным всплеском от дифференцированная прямоугольная волна. На этом этапе применяется отрицательный вентиль длительностью 2000 микросекунд. 14-мегагерцовый генератор. Генератор работает 2400 микросекунд, а затем отключается. выключенный. Поскольку время линии задержки составляет 2500 микросекунд, 14-мегагерцовые колебания прекращаются. до того, как начальные волны достигнут конца линии задержки.Этот волновой цуг при обнаружении и дифференцированный, включает мультивибратор стробирования, производя еще 2400 мксек. волновой поезд. 100 микросекунд линии задержки необходимы для обеспечения того, чтобы механические волны внутри линии успевают затухать до следующего повторения импульсов время. Таким образом, время следования импульсов радиолокационной установки регулируется задержкой ртутной или кварцевой линии задержки. Поскольку эта линия задержки также является общей для видео импульсы, идущие в точку сравнения, видеоимпульсы с задержкой и без задержки будут прибыть в одно и то же время.
Q.44 Какой тип цели имеет фиксированное фазовое соотношение от одного периода приема до
следующий?
Q.45 Какой сигнал используется для синхронизации когерентного генератора с фиксированной фазой.
связь с передаваемым импульсом?
В.46 Каково соотношение фаз между видео с задержкой и без задержки?
Серия тренингов по электричеству и электронике ВМС (NEETS), модуль 17, 2-11–2-20
NEETS Модуль 17 — Принципы радиочастотной связи
Страницы i, 1−1, 1-11, 2−1, 2-11, 2−21, 2−31, 3−1, 3-11, 3−21, 3−31, 3−41, 4−1− до 4−10, 4-11, 5−1, 5-11, Индекс
выше настроенной частоты.По мере приближения к настроенной частоте входной уровень, необходимый для поддержания заданной частоты. выходной уровень упадет. По мере прохождения настроенной частоты требуемый входной уровень будет повышаться. Уровни входного напряжения затем сравниваются с частотой. Их можно нарисовать на бумаге или просмотреть на осциллографе. Они появится в виде кривой отклика. Крутизна кривой отклика на настроенной частоте указывает на то, что избирательность приемника.
Fidelity
Верность получателя — это его способность точно воспроизводить на своем выходе сигнал, который появляется на его входе. Обычно вы найдете чем шире полоса пропускания схем выбора частоты, тем выше точность воспроизведения. Вы можете измерить верность модуляция входной частоты с помощью ряда звуковых частот; затем вы наносите выходные измерения на каждом шаг против входных звуковых частот.Полученная кривая покажет пределы воспроизведения.
Вы Следует помнить, что для хорошей селективности приемник должен пропускать узкую полосу частот. Хорошая верность требует, чтобы приемник пропускал более широкую полосу для усиления крайних частот боковых полос. Приемники вы находите в общем использовании компромисс между хорошей селективностью и высокой точностью воспроизведения.
Q11. Какие четыре основные функции, которые должен выполнять ресивер?
Q12.Какие четыре основных приемника характеристики?
ПРИЕМНИК СУПЕРГЕТЕРОДИНА
Супергетеродин — это тип Ресивер вам наиболее знаком. Вероятно, вы видите один из них каждый день у себя дома в виде AM и / или FM-радио. Мы обсудим основные принципы работы типов AM и FM и их различия.
Амплитуда Приемник модуляции
На рисунке 2-9 показана блок-схема с формами сигналов типичного AM. супергетеродинный приемник, разработанный для преодоления недостатков приемников более раннего типа.Предположим, вы тюнинг ресивера. При этом вы фактически меняете частоту, на которую настроен РЧ-усилитель. Несущая RF поступает от антенны и подается на усилитель RF. Выход усилителя — это усиливается несущая и отправляется в микшер. Смеситель также получает входной сигнал от гетеродина. Эти двое сигналы соединяются вместе, чтобы получить ПЧ в процессе гетеродинирования. (Гетеродинирование будет дальше обсуждается далее в этой главе и рассматривается в NEETS, Модуль 12, Принципы модуляции.) На этот раз вы Следует отметить пунктирные линии, соединяющие гетеродин, ВЧ-усилитель и смеситель. Это используется в блоке диаграммы и схемы для обозначения НАСТРОЙКИ НА ГАНДЕ. Групповая настройка — это процесс, используемый для настройки двух или более цепей. с одним управлением. В нашем примере, когда вы меняете частоту приемника, все три ступени изменяются на То же количество. Между гетеродином и усилителем ВЧ есть фиксированная разница в частотах. раз.Эта разница в частоте и есть ПЧ. Эта фиксированная разница и групповая настройка обеспечивают постоянную ПЧ на частотный диапазон приемника.
2-11
Рисунок 2-9. — Супергетеродинный AM-приемник и формы сигналов.
Несущая ПЧ подается на усилитель ПЧ.Затем усиленная несущая ПЧ отправляется в детектор. В Выход детектора — звуковая составляющая входного сигнала. Затем этот аудиокомпонент пропускается через усилитель звуковой частоты. Усиленный аудиокомпонент отправляется в динамик для воспроизведения. Это позволяет вам услышать сигнал.
Следует отметить, что супергетеродинный приемник может иметь более одного каскада преобразования частоты и столько же усилители по мере необходимости для получения желаемой выходной мощности.(Дополнительные усилители не показаны.)
ГЕТЕРОДИНИНГ . — Как вы знаете, промежуточная частота создается методом гетеродинирования. Этот действие происходит на стадии микширования (иногда называемой преобразователем или первым детектором). Гетеродинирование — это комбинирование входящего сигнала с сигналом гетеродина. При гетеродинировании входящего сигнала и сигнал гетеродина в каскаде смесителя, вырабатываются четыре частоты.Это два основных входа частоты, а также сумма и разность этих двух частот. Последующий усилитель (усилитель ПЧ) будет настроен на разностную частоту. Эта разностная частота известна как промежуточная частота (ПЧ). Типичное значение ПЧ для приемника связи AM составляет 455 килогерц. Разница в частоте ниже частоты, чем входная частота RF или частота генератора. Эта более низкая частота дает немного лучшее усиление, но действительно увеличивает шансы возникновения частотных помех изображения.Частоты изображения будут обсуждаться позже в этом разделе. глава.
ОБНАРУЖЕНИЕ . — После того, как каскады промежуточной частоты усилили промежуточную частоту до достаточный уровень, он подается на детектор. Когда смеситель называют первым детектором, этот этап будет можно назвать вторым детектором. Детектор извлекает модулирующий звуковой сигнал. Детекторный каскад состоит из выпрямительное устройство и фильтр, которые реагируют только на изменение амплитуды сигнала ПЧ.Это развивает выходное напряжение, изменяющееся со звуковой частотой. Выходной сигнал детектора дополнительно усиливается в аудиосигнале. усилитель и используется для управления динамиком или наушниками.
Приемник с частотной модуляцией
Функция частотно-модулированного приемника такая же, как у супергетеродинного AM-приемника. Вы будете найти некоторые важные различия в конструкции компонентов и схемотехнике, вызванные различиями в модулирующая техника.На рис. 2-10 представлена блок-схема, показывающая формы сигналов типичного супергетеродинного ЧМ-приемника. Сравнение блок-схем на рисунках 2-9 и 2-10 показывает, что как в приемниках AM, так и в FM, амплитуда входящий сигнал увеличивается в ступенях RF. Смеситель
2-12
объединяет входящую радиочастоту с сигналом гетеродина для получения промежуточной частоты, которая затем усиливается одним или несколькими усилительными каскадами ПЧ.Следует отметить, что FM-приемник имеет широкополосную ПЧ. усилитель звука. Полоса пропускания для любого типа модуляции должна быть достаточно широкой, чтобы принимать и передавать все побочные частоты. компоненты модулированного сигнала без искажений. Усилитель ПЧ в FM-приемнике должен иметь более широкий полосы пропускания, чем приемник AM.
Рисунок 2-10. — Блок-схема FM-приемника и формы сигналов.
Боковые полосы, создаваемые FM, отличаются от системы AM.Напомним, что система AM состоит из одного набор побочных частот для каждого модулируемого радиочастотного сигнала. FM-сигнал по своей сути занимает более широкую полосы пропускания, чем AM, потому что количество дополнительных боковых полос, которые возникают при передаче FM, напрямую связано с амплитуда и частота звукового сигнала.
Обратите внимание, что только два основных раздела FM-приемник электрически отличается от AM-приемника.Это дискриминатор (детектор) и ограничитель.
За пределами стадии IF, два приемника имеют заметную разницу. Демодуляция AM включает в себя обнаружение вариации амплитуды сигнала; FM-демодуляция — это процесс обнаружения изменений частоты сигнала. В FM-приемниках DIsCRIMINATOR — это схема, разработанная для реагирования на изменения частотного сдвига. а Дискриминатору предшествует схема ОГРАНИЧИТЕЛЯ, которая ограничивает все сигналы одним и тем же уровнем амплитуды, чтобы минимизировать шумовые помехи.Затем компонент звуковой частоты извлекается дискриминатором и усиливается в AF. усилитель, и используется для управления динамиком.
ПРЕИМУЩЕСТВА . — При обычном приеме FM-сигналы почти полностью отсутствует статика, в то время как сигналы AM подвержены трескам и свистам. FM последовал за AM в развитие и имеет преимущество работы на более высокой частоте, где используется большее количество частот. доступный.FM-сигналы обеспечивают более реалистичное воспроизведение звука из-за увеличения количества боковые полосы. Это увеличение количества боковых полос позволяет передавать больше исходного аудиосигнала. и, следовательно, более широкий диапазон частот для вас.
Как видите, FM требует широкого Bandpass для передачи сигналов. Каждой передающей станции должен быть назначен широкий диапазон частотного диапазона FM. Во время FM-передач число значащих
2-13
боковых полос, которые необходимо передать для получения желаемой точности, связано с отклонением (изменение в несущей частоте), деленное на наивысшую используемую звуковую частоту.На этом этапе вы можете просмотреть глава 2 NEETS, Модуль 12, Принципы модуляции. Например, если отклонение составляет 40 килогерц и самая высокая звуковая частота составляет 10 килогерц, индекс модуляции рассчитывается, как показано ниже:
В этом примере индекс модуляции 4 соответствует 14 значимым боковым полосам. Поскольку звуковая частота 10 килогерц и есть 14 боковых полос, полоса пропускания должна принимать сигнал 140 килогерц.Вы можете видеть, что это значительно шире, чем полоса пропускания от 10 до 15 килогерц, используемая при передаче AM.
Частота КОНВЕРСИЯ . — Преобразование частоты осуществляется с помощью гетеродинного принципа биения двух частоты вместе, чтобы получить промежуточную частоту. Пока вы ознакомились только с синглом конверсия; однако некоторые приемники используют двойное или тройное преобразование. Эти методы иногда называют двойное или тройное гетеродинирование.Приемники, использующие двойное или тройное преобразование, очень избирательны и подавляют ИЗОБРАЖЕНИЕ. SignalS для четкой дискриминации сигнала. (Сигналы изображения — это нежелательные модулированные несущие сигналы, которые отличаются на удвоенную промежуточную частоту по сравнению с частотой, на которую настроен супергетеродинный приемник). Приемники с тройным преобразованием также имеют лучшую избирательность по соседнему каналу, чем может быть реализовано в одиночном наборы для преобразования.
В приемниках военной связи вы можете пожертвовать точностью ради повышения избирательности.Это разрешено, потому что интеллект (голос, телетайп) может передаваться на довольно узком диапазоне частоты. С другой стороны, развлекательные приемники должны воспроизводить более широкий диапазон частот для достижения их цель высокой точности.
Q13. Какой принцип преобразования частоты используется для разработки ЕСЛИ?
Q14. Какова функция детектора?
Q15. Что является основным недостаток FM-сигнала по сравнению с AM-сигналом?
Односторонняя лента
Изучая материал однополосного передатчика в этой главе, вы знаете, что можете передавать только одну боковую полосу. сигнала AM и сохранить переданную информацию.Теперь вы увидите, как принимается однополосный сигнал.
Преимущества
На рисунке 2-11 показан передаваемый сигнал как для AM, так и для SSB. SSB Коммуникации имеют несколько преимуществ. Когда вы устраняете несущую и одну боковую полосу, все передаваемые мощность сосредоточена в другой боковой полосе. Кроме того, сигнал SSB занимает меньшую часть частоты. спектр по сравнению с сигналом AM.Это дает нам два преимущества: более узкую полосу пропускания приемника и возможность для размещения большего количества сигналов в небольшой части частотного спектра.
2-14
Рисунок 2-11. — Сравнение передаваемых сигналов AM и SSB.
Системы связиSSB имеют ряд недостатков.Процесс создания SSB-сигнала несколько более сложен. сложнее, чем простая амплитудная модуляция, а стабильность частоты гораздо важнее для связи SSB. Хотя нас не раздражает гетеродинирование от соседних сигналов, слабый сигнал SSB иногда полностью маскируется или скрывается от принимающей станции более сильным сигналом. Кроме того, несущая правильной частоты и амплитуду необходимо повторно ввести в приемник из-за прямой связи между несущей и боковыми полосами.
Рисунок 2-12 — это блок-схема базового SSB-приемника. Он не сильно отличается от обычного супергетеродинный AM-приемник. Однако необходимо использовать специальный тип детектора и генератор вставки несущей. использовал. Генератор повторной вставки носителя должен обеспечивать носитель для схемы детектора. Перевозчик должен быть в частота, которая почти точно соответствует положению несущей, используемой при создании исходного сигнала.
Рисунок 2-12. — Базовый SSB-приемник.
2-15
Секции ВЧ-усилителя SSB-приемников служат для нескольких целей. SSB-сигналы могут присутствовать в небольшой части частотного спектра; поэтому фильтры используются для обеспечения избирательности, необходимой для адекватного приема только один из них. Эти фильтры помогают подавить шум и другие помехи.
SSB генераторы приемника должен быть чрезвычайно устойчивым. В некоторых типах передачи данных SSB требуется стабильность частоты ± 2 герца. Для простой голосовой связи допускается отклонение ± 50 герц.
Эти приемники часто используют дополнительные схемы, повышающие стабильность частоты, улучшающие подавление изображения и обеспечивающие автоматическую регулировку усиления (AGC). Однако схемы, представленные на этой блок-схеме, есть во всех однополосных приемниках.
Повторная вставка несущей
Необходимость в стабильности частоты при работе SSB чрезвычайно высока. критический. Даже небольшое отклонение от правильного значения частоты гетеродина приведет к возникновению ПЧ. миксером, чтобы отклонить его от правильного значения. При приеме AM это не слишком опасно, так как носитель и боковые полосы присутствуют и все будут смещены в равной степени.Следовательно, взаимное расположение несущая и боковые полосы будут сохранены. Однако при приеме SSB несущая отсутствует, и только одна боковая полоса присутствует во входящем сигнале.
Частота генератора повторной вставки несущей установлена на ПЧ. это могло бы произойти, если бы перевозчик присутствовал. Например, предположим, что передатчик с подавленным несущая частота 3 мегагерца излучает сигнал верхней боковой полосы.Также предположим, что интеллект состоит тональной частоты 1 килогерц. Частота передаваемой боковой полосы составит 3001 килогерц. Если на ресивере есть ПЧ 500 килогерц, правильная частота гетеродина — 3500 килогерц. Выход смесителя на ПЧ ступени будут разностной частотой 499 килогерц. Следовательно, частота генератора повторной вставки несущей будет 500 килогерц, что будет поддерживать отношение частоты несущей к боковой полосе на уровне 1 килогерц.
Напомним, что 1 килогерц — это модулирующий сигнал. Если частота гетеродина должна дрейфуя до 3500,5 килогерц, выходная ПЧ смесителя станет 499,5 килогерц. Перепрошивка носителя Генератор, однако, по-прежнему будет работать на частоте 500 килогерц. Это приведет к неправильному аудиовыходу 500 герц, а не правильный исходный тон в 1 килогерц. Предположим, что переданный интеллект был сложным сигнал, например речь.Тогда вы обнаружите, что сигнал неразборчивый из-за смещения стороны частоты, вызванные отклонением гетеродина. Локальный генератор и генератор повторной вставки несущей должны быть чрезвычайно стабильным.
Q16. Какие два компонента дают SSB-приемнику преимущества перед AM супергетеродинный ресивер?
Цепи УПРАВЛЕНИЯ ПРИЕМНИКОМ
В этом разделе рассматриваются схемы, управляющие функциями приемника.Мы объясним, как некоторые из основных руководств и работают функции автоматического управления приемником.
Ручная регулировка усиления (MGC)
Вы узнали Ранее такая высокая чувствительность была одной из желаемых характеристик хорошего приемника. В некоторых случаях высокая чувствительность может быть нежелательной. Например, предположим, что сигналы, полученные от ближайшей станции, сильные. достаточно, чтобы перегрузить радиочастотные секции вашего приемника.Это может привести к искажению аудиовыхода. точка полной потери разборчивости. Чтобы решить эту проблему, вы можете использовать ручную регулировку усиления RF. раздел. Используя ручную регулировку усиления, вы можете настроить приемник на максимальную чувствительность и усилить слабые входные сигналы. Когда вы получаете сильный входной сигнал,
2-16
усиление RF может быть уменьшено для предотвращения перегрузки.типовая схема ручной регулировки усиления для приемника показано на рисунке 2-13. Давайте рассмотрим базовую схему.
Рисунок 2-13. — Типичная регулировка усиления RF.
C1 — конденсатор шунтирования эмиттера. Резисторы R1 и R2 создают смещение эмиттера усилителя. C2 обеспечивает постоянный ток изоляция между баком и базой транзистора Q1. Вы должны вспомнить из своего изучения NEETS, Модуль 7, Введение в твердотельные устройства и источники питания и Модуль 8, Введение в усилители, этот усилитель усиление может быть изменено путем изменения смещения.Потенциометр R2, регулятор усиления ВЧ, представляет собой не что иное, как ручное смещение. корректирование. Когда рычаг стеклоочистителя R2 установлен в точке B, к транзистору прикладывается минимальное прямое смещение. Этот заставляет усилитель работать ближе к точке отсечки и снижает усиление. Когда вы перемещаете элемент управления к точке A, происходит обратное. R1 ограничивает максимальную проводимость Q1 при коротком замыкании R2. Вы можете столкнуться с альтернативным метод смещения, когда транзистор работает около насыщения.В этом случае большое изменение усиления снова будет быть функцией смещения.
Ручное управление объемом (MVC)
На рисунке 2-14 показано схема для обычного метода управления громкостью в супергетеродинном приемнике. C1 и R1 формируют входной сигнал цепи связи, а также являются средством управления уровнем, подаваемым на усилитель звука. R1, R2 и R3 развиваем прямое смещение и устанавливаем рабочую точку транзисторного усилителя.R4 — резистор нагрузки коллектора для Q1, а C3 — выходной конденсатор связи. Потенциометр R1 в показанной цепи вызывает входное сопротивление стадии, чтобы оставаться довольно постоянным. Сигнал от предыдущей ступени ощущается через R1. Регулируя R1, вы можете изменить входной уровень на Q1 и изменить выходную амплитуду.
2-17
Рисунок 2-14.- Типичная ручная регулировка усиления / громкости.
Автоматическая регулировка усиления / громкости (AGC / AVC)
Частые колебания выходной громкости ресивера возникают из-за изменений мощности входного сигнала. Изменения силы входного сигнала происходят, когда мы меняем станций или когда мы наблюдаем замирание из-за изменения атмосферных условий. Функция АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЬ усиления, также называемый
как АВТОМАТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ГРОМКОСТИ, предназначен для ограничения нежелательных изменений в выходном сигнале приемник, вызванный изменениями мощности входящего принимаемого сигнала.приемник без АРУ потребует постоянная ручная регулировка для компенсации изменений принимаемого сигнала, чтобы он мог поддерживать постоянный выходной уровень.
Сигналы от станций, работающих с одинаковым уровнем мощности, могут не достигать антенны приемника с такой же мощностью. Это связано с различиями в расстояниях передачи, несущих частотах, атмосферных условиях и препятствия между антеннами передатчика и приемника.
Можно сделать вывод, что АРУ сеть не требуется, если приемник работает на одной станции. Однако это не так; атмосферные условия могут привести к изменению мощности сигнала (постепенному появлению и исчезновению), или антенна может принимать компоненты сигнала, которые прошли разными путями. Например, один компонент может перемещаться напрямую. от антенны, а другой мог быть отражен от удаленного объекта.Иногда два сигнала фаза, а в другое время быть не в фазе, таким образом, усиливая или отменяя друг друга. В результате изменение мощности сигнала на антенне приемника. Это изменение мощности сигнала часто называют Увядание. Эффект затухания напряжения выходного сигнала ВЧ-каскада лучше всего демонстрируется следующим: Пример: РЧ-усилитель, подключенный к приемной антенне, имеет усиление по напряжению 100. Если антенна принимает входной сигнал 10 микровольт, выходное напряжение рассчитывается следующим образом:
При выходном напряжении, равном 1 милливольте, и если необходимо избежать замирания, выходное напряжение должно оставаться на уровне 1 милливольт.Однако, если получен отраженный сигнал, который составляет примерно половину мощности (5 микровольт) оригинала и находится в фазе с исходным сигналом, общий входной сигнал на прием
2-18
антенна
увеличится до 15 мкв. Чтобы поддерживать желаемый выходной сигнал в 1 милливольт, вы должны как-то уменьшить коэффициент усиления ВЧ усилителя. С входом 15 микровольт и желаемым выходом 1 милливольт (1000 микровольт) коэффициент усиления усилителя необходимо уменьшить до:
Когда исходный сигнал 10 микровольт и отраженный сигнал 5 микровольт не совпадают по фазе друг с другом, мощность сигнала на приемной антенне снизится до 5 микровольт.Если мы хотим сохранить наш оригинальный Выходной сигнал 1000 мкВ, коэффициент усиления по напряжению усилителя необходимо увеличить следующим образом:
Изменение коэффициента усиления усилителя, аналогичное приведенному в примере, необходимо, если мы собираемся компенсировать входной сигнал. колебания силы сигнала. Требуемые вариации усиления усилителя могут быть выполнены автоматически с помощью добавление цепи АРУ в приемник.Давайте посмотрим на методы и схемы, используемые для производства АРУ. и способ, которым AGC (AVC) управляет усилением приемника.
Схема . — Рисунок 2-15 — это блок-схема, представляющая обратную связь АРУ с предыдущими ступенями. Схема детектора имеет компонент постоянного тока на выходе что прямо пропорционально средней амплитуде модулированной несущей. Схема АРУ использует этот постоянный ток. компонент путем фильтрации выходного сигнала детектора для удаления компонентов звука и ПЧ, а также путем применения части компонент постоянного тока к предыдущим этапам.Это напряжение АРУ управляет усилением любого или всех каскадов. предшествующий этапу детектора. Твердотельные приемники могут использовать как положительное, так и отрицательное напряжение для АРУ. Тип Количество используемых транзисторов и элементы, на которые подается управляющее напряжение, определяют, какой тип у нас будет.
Рисунок 2-15. — Блок-схема, показывающая приложение AGC.
Схема, показанная на рисунке 2-16, вырабатывает положительное напряжение АРУ.Трансформатор T1, диод CR1, конденсатор C1 и резистор R1 состоит из последовательного диодного детектора. Сеть AGC состоит из R2 и C2. С обычным детектором срабатывания и положительный (+) потенциал, показанный на входе, CR1 проводит. Проводимость диода вызовет зарядный ток (показан пунктирной линией) протекает через конденсатор АРУ C2 и резистор АРУ R2. Эта зарядка ток развивает напряжение на C2. Когда потенциал на T1 меняется на противоположное, диод будет смещен в обратном направлении и не буду вести.Когда это происходит, зарядный ток прекращается, и C2 начинает разряжаться. Путь разряда для C2 показан сплошными стрелками.
2-19
Постоянная времени разрядного тракта C2, R1 и R2 выбрана больше, чем период (1 / f) самая низкая звуковая частота на выходе детектора. Из-за большей постоянной времени C2 не между пиками модулирующего сигнала сильно разряжается, и напряжение на C2 будет по существу постоянным.Это напряжение пропорционально средней амплитуде сигнала. Теперь, если мощность сигнала меняется, C2 либо увеличить или уменьшить его заряд, в зависимости от того, увеличивается или уменьшается сигнал. Поскольку заряд на Конденсатор АРУ реагирует только на изменение среднего уровня сигнала, мгновенные изменения сигнала будут не влияет на напряжение АРУ.
Рисунок 2-16.- Последовательный диодный детектор и простая схема АРУ.
Следует помнить, что в зависимости от типа транзистора приемнику может потребоваться либо положительный, либо отрицательное напряжение АРУ. отрицательное напряжение АРУ можно легко получить, перевернув CR1. Как только значения R2 и C2 выбраны, действие делителей напряжения компонентов фиксировано, и схема работает автоматически без дополнительной настройки.Если средняя амплитуда сигнала увеличивается, заряд на C2 будет также увеличиваются. Если амплитуда сигнала уменьшается, то уменьшается и заряд на C2.
Напряжения АРУ в приемнике обеспечивать контролируемую дегенеративную обратную связь. Регулируя рабочую точку усилителя, вы можете управлять прирост. В условиях отсутствия сигнала смещение усилителей ВЧ и ПЧ создается стандартными средствами, такими как самообслуживание. предвзятость. При подаче сигнала создается напряжение АРУ, которое в сочетании с обычными методами смещения развивает рабочее смещение для усилителей.
Коэффициент усиления транзисторного усилителя . — Вы видели как напряжение постоянного тока, которое получается на выходе сети АРУ, пропорционально и будет отражать средние вариации среднего уровня сигнала. Теперь все, что нам нужно сделать, это использовать это напряжение АРУ для управления усиление одного или нескольких предыдущих усилителей. На рисунке 2-17 показан усилитель с общим эмиттером с АРУ применяется к базовому элементу. изменение напряжения АРУ изменит рабочую точку транзистора и постоянный ток эмиттера.В этой схеме R1 и R4 образуют делитель напряжения и устанавливают безсигнальное (прямое) смещение. на базе. Поскольку используется PNP-транзистор, база имеет отрицательный потенциал. Напряжение АРУ от детектора положительный по отношению к земле и подается на базу через понижающий резистор R2. Вы обнаружите, когда постоянный ток выход детектора увеличивается (из-за увеличения среднего уровня сигнала) напряжение АРУ станет равным более позитивный. Этот увеличенный положительный потенциал применяется к базе Q1, что уменьшает прямое смещение Q1 и уменьшает коэффициент усиления усилителя.AGC в этом приложении работает с
2-20
NEETS Содержание
- Модуль 1) Введение в материю, энергию, и постоянного тока
- Введение в переменный ток и трансформаторы
- Модуль 2) Введение в защиту цепей, Контроль и измерение
- Модуль 4) Введение в электрические проводники, Электромонтажные работы и чтение схем
- Модуль 5) Введение в генераторы и Моторы
- Модуль 6) Введение в электронную эмиссию, Трубки и блоки питания
- Модуль 7) Введение в твердотельные устройства Приборы и блоки питания
- Модуль 8) Введение в усилители
- Модуль 9) Введение в генерацию волн и волновые схемы
- Модуль 10) Введение в распространение волн, Линии передачи и антенны
- Модуль 11) Принципы СВЧ
- Модуль 12) Принципы модуляции
- Модуль 13) Введение в системы счисления и логические схемы
- Модуль 14) Введение в микроэлектронику
- Модуль 15) Принципы синхронизаторов, сервоприводов, и гироскопы
- Модуль 16) Знакомство с испытательным оборудованием
- Модуль 17) Радиочастотная связь Принципы
- Модуль 18) Принципы работы радара
- Модуль 19) Справочник техника, Главный глоссарий
- Модуль 21) Методы и практика испытаний
- Модуль 22) Введение в цифровые компьютеры
- Модуль 23) Магнитная запись
- Модуль 24) Введение в волоконную оптику
10/25/50 шт. TJA1040 TJA1040T SOP8 драйвер-приемник Другие интегральные схемы Деловые и промышленные электронные компоненты и полупроводники
10/25/50 шт. TJA1040 TJA1040T SOP8 драйвер-приемник Другие интегральные схемы Деловые и промышленные электронные компоненты и полупроводникиSOP8-приемник-драйвер 10/25/50 шт. TJA1040 TJA1040T, TJA1040T SOP8 драйвер-приемник 10/25/50 шт. TJA1040, мы всегда готовы работать Out, Высококачественная мода для ведущих брендов, заказы на сумму более 15 долларов США без доставки, 100% гарантия подлинности, низкие складские цены на товары известных брендов., 10/25 / 50шт TJA1040 TJA1040T SOP8 драйвер приемника.
, если товар не был упакован производителем в нерызничную упаковку, такую как коробка без надписи или пластиковый пакет. См. Список продавца для получения полной информации. См. Все определения условий ： Торговая марка: ： Не применяется ， MPN: ： Не применяется ： Модель: ： TJA1040T SOP8 ， Страна / регион производства: ： Китай ： UPC: ： Не применяется ，. неиспользованный, неповрежденный товар в оригинальной упаковке (если применима упаковка).Упаковка должна быть такой же, как в розничном магазине, 10/25/50 шт. TJA1040 TJA1040T SOP8-приемник с драйверами. Мы всегда готовы уладить дела .. Состояние: Новое: Совершенно новое, неоткрытое.
10/25/50 шт TJA1040 TJA1040T SOP8 приемник драйвера
Securitron M62 Электромагнитный замок Assa Abloy Mag Lock Magnetic. ПОДШИПНИК ШАРИКОВЫЙ ДЛЯ TAMIYA KYOSHO TRAXXAS HPI FAST SHIPING, 10 шт., 2x7x3 мм. 10/25/50 шт. TJA1040 TJA1040T SOP8 приемник драйвера . Подробная информация о Sparc Systems LTD PCS 3895 Автоматическая сеть счетчиков EKC IR 28608 Печатная плата, 1 шт. KSD9700 Биметаллический переключатель температуры, термостат управления 95 ° C, NO 250 В, 5A, 10/25/50 шт. TJA1040 TJA1040T Приемник драйвера SOP8 , 1 «NPS 2-1 Круглая регулируемая трубная матрица из быстрорежущей стали с наружным диаметром / 2 дюйма. 50шт SMBJ26CA SMB TVS диод DO-214AA P6KE26CA. 10/25/50 шт. TJA1040 TJA1040T SOP8 приемник драйвера . NIKKEN BT35 Держатель 1 «ДЕРЖАТЕЛЬ ОБОЛОЧНОЙ ФРЕЗЫ BT35-FMD25.4. Резка @ 995 мм Заготовка — 5 мм, 2 шт., 10 мм 6061 Круглый алюминиевый пруток,
10/25/50 шт TJA1040 TJA1040T SOP8 приемник драйвера
10/25/50 шт TJA1040 TJA1040T SOP8 приемник драйвера
Приемник с драйвером SOP8 10/25/50 шт TJA1040 TJA1040T, 10/25/50 шт TJA1040 TJA1040T Приемник с драйвером SOP8, 10/25/50 шт TJA1040 TJA1040T Приемник с драйвером SOP8.
Общая задача оптического приемник должен извлекать информацию, которая была помещена на модулированный световой носитель удаленным передатчиком и восстанавливает информацию в ее первоначальном виде.Типичный Приемник эфирной связи можно разбить на пять отдельных секций. Это: светоприемник (линза), датчик света (PIN), преобразователь тока в напряжение, усилитель сигнала и дискриминатор импульсов. Также могут быть дополнительные схемы в зависимости от от вида принимаемого сигнала. Например, приемник, извлекающий для голосовой информации потребуется преобразователь частоты в напряжение и аудиоусилитель для воспроизвести исходный голосовой сигнал.Компьютерные приемники данных также потребуют некоторого декодирования. схемы, которые конфигурируют передаваемые биты последовательных данных в 8-битные слова. Тем не мение, в этом разделе основное внимание будет уделено схемам, необходимым для обработки голосовой информации. Том II этой книги будет содержать дополнительные схемы для приемников цифровых данных. ТОП | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| СВЕТИЛЬНИК | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Для приложений большой дальности это необходимо для сбора слабомодулированного света от удаленного передатчика с помощью стекла или пластиковую линзу и сфокусируйте ее на кремниевом фотодиоде с PIN-кодом.Хотя зеркала тоже могли быть Стеклянные или пластиковые линзы, используемые для сбора света, проще в использовании и дешевле. Доступны пластиковые линзы размером от долей дюйма до шести дюймов. Для система, которая требует большой линзы, плоская линза «Френеля» намного дешевле. чем сплошная линза. Формирование особых концентрических выпуклостей на прозрачном пластиковом листе заставляет Френель линзы. Неровности отклоняют свет так же, как и обычные толстые линзы. Линзы Френеля доступны с диаметром в несколько футов. Для некоторых ближних дистанций В приложениях также можно использовать детектор открытого света без линзы. Расстояние до нескольких сотен футов возможно с системами, которые не полагаются на линзы. либо на передатчике, либо на приемнике. Безлинзовые системы особенно полезны, когда требуются очень широкие углы приема. Многие беспроводные ИК-стереогарнитуры используют два или более обнаженные детекторы, обеспечивающие углы приема, приближающиеся к 360 градусам. Выбранный объектив должен быть как можно больше, но не слишком.Слишком большой объектив может дать половину угла угол приема слишком мал. Углы приема менее 0,3 градуса будут привести к затруднениям при выравнивании. Колебания здания и атмосферные возмущения могут вызвать нарушение сигнала с узкими углами приема. Приблизительное практическое правило может заключаться в том, что диаметр линзы не должен быть более чем в 100 раз больше диаметра активной области детектор PIN-кода. Кроме того, приемник никогда не следует располагать так, чтобы солнечный свет мог быть сфокусирован на светоприемнике.Даже краткое мгновение сфокусированного солнечного света разрушит датчик. Выравнивание север / юг для передатчика и приемника обычно предотвращает оптическая система от ослепления от сфокусированного солнечного света. ТОП | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| СВЕТИЛЬНИК | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Как обсуждалось в разделе, посвященном световые детекторы, кремниевый PIN-фотодиод является рекомендуемым детектором для большинства воздушная связь.Такой детектор лучше всего работает при обратном смещении. в в режиме с обратным смещением он становится диодом, который пропускает ток в ответ на свет поразительно. Сила тока прямо пропорциональна уровню мощности падающего света (свет интенсивность). | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| При обнаружении света в его пиковом спектре отклика
длина волны 900 нанометров, кремниевый фотодиод PIN будет пропускать около 0,5 мкА
ток на каждый микроватт падающего на него света. Это отношение не зависит от
размер детектора.Размер фотодиода с PIN-кодом следует выбирать исходя из требуемого
частотная характеристика и желаемый угол приема с используемой линзой. Большой PIN-код
фотодиоды будут иметь более медленное время отклика, чем устройства меньшего размера. Например, 1 см X 1 см.
диоды не должны использоваться для частот модуляции выше 200 кГц, в то время как 2,5 мм X 2,5 мм
диоды будут работать выше 50 МГц. Если требуется большая дальность действия, используйте фотодиод самого большого размера.
который будет обрабатывать частоту модуляции, следует использовать. ТОП | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ФИЛЬТРЫ РАСХОДНОГО СВЕТА | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| В некоторых системах может быть полезно размещение оптический фильтр между объективом и фотодиодом. Фильтр может уменьшить влияние солнечный свет и немного рассеянного света от далеких уличных фонарей. Фильтры могут быть особенно эффективен, если детектор света будет обрабатывать свет от диодного лазера. С лазерный свет имеет очень узкую полосу пропускания, оптический полосовой фильтр, который идеально Совместимость с лазерным светом может сделать светоприемник почти слепым для случайного солнечного света. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Если светодиодный свет источников, нужны оптические фильтры с гораздо более широкой полосой пропускания. Такой фильтр может потребоваться в некоторых ситуациях, когда искусственный свет является серьезным. Многие в электронном виде контролируемые люминесцентные лампы и лампы на парах металлов могут производить нежелательный модулированный свет, который может мешать свету от удаленного передатчика. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Но во всех, кроме нескольких редких исключений, полосовые фильтры дают несколько общих улучшений, если правильный детектор схема используется.Поскольку ни один оптический фильтр не является идеально прозрачным, шумоподавление Преимущества фильтра обычно не перевешивают потерю света через фильтр. Кроме того, если детектор будет обрабатывать в основном видимый свет, не следует использовать оптический фильтр. использоваться. ТОП | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ТОК НА НАПРЯЖЕНИЕ ЦЕПИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ток от PIN-детектора обычно преобразуется в напряжение до усиления сигнала.Ток к напряжению преобразователь — это, пожалуй, самая важная часть любой схемы оптического приемника. An неправильно спроектированная схема часто страдает от чрезмерного шума, связанного с окружающей средой. свет сфокусирован на детекторе. Многие опубликованные журнальные схемы и даже многие коммерчески производимые системы оптической связи не соответствуют достижимым целям плохо спроектированные интерфейсные схемы. Многие из этих схем сильно зависят от окружающего света и, следовательно, страдают от плохой чувствительности и более коротких рабочих диапазонов при используется в условиях яркого освещения.Чтобы получить максимальную отдачу от вашей оптической эфирной системы вам нужно использовать правую внешнюю схему. ТОП | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Схема детектора высокого сопротивления | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Один метод, который часто используется во многих опубликованных схемах, чтобы преобразовать ток утечки в напряжение, проиллюстрирован на рисунке 6а. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Этот простой «высокий импеданс »использует резистор для создания напряжения, пропорционального световому потоку. ток детектора.Однако у схемы есть несколько недостатков. Если сопротивление цепи с высоким импедансом слишком высок, ток утечки, вызванный окружающим светом, может привести к насыщению PIN-диода, предотвращая обнаружение модулированного сигнала. Насыщение происходит при падении напряжения на резисторе из-за утечки фотодиода. ток приближается к напряжению, используемому для смещения устройства PIN. Чтобы предотвратить насыщение, PIN должен поддерживать напряжение смещения не менее нескольких вольт. | Рисунок 6a | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Учитывайте следующее
пример. При определенных условиях яркого фона ток утечки ПИН-фотодиода
возможно несколько миллиампер. Если использовалось напряжение смещения 12 В, сопротивление детектора
должно быть меньше 10 000 Ом, чтобы избежать насыщения.С резистором 10 кОм
преобразование тогда будет около 10 милливольт на каждый микроампер тока утечки PIN.
Но, чтобы извлечь интересующий слабый сигнал, который может быть в миллион раз слабее, чем
уровень окружающего освещения, сопротивление должно быть как можно большим, чтобы получить наилучшее
преобразование тока в напряжение. Эти две потребности конфликтуют друг с другом в высшей степени
метод импеданса и всегда приведет к менее желаемому компромиссу В дополнение к низкому току к напряжению преобразования, при использовании простого высокого Схема детектора импеданса.Емкость PIN-диода и схема подключения все емкости имеют тенденцию действовать как частотные фильтры и заставляют схему иметь более низкий импеданс при использовании с высокими частотами, связанными со световыми импульсами. Кроме того, метод высокого импеданса также не делает различий между низким и высоким частотные световые сигналы. Мерцающие уличные фонари, вспышки молний или даже отражения с дальних лобовых стекол автомобиля можно было уловить вместе со слабым сигналом интереса.В Поэтому цепь с высоким импедансом не рекомендуется для оптической связи на большие расстояния. ТОП | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Схема детектора трансимпедансного усилителя с Резистор обратной связи | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Улучшение по методу высокого импеданса стоит «трансимпедансный усилитель», как показано на рисунок 6b. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Резистор, преобразующий ток к напряжению подключен с выхода ко входу инвертирующего усилитель звука.Усилитель действует как буфер и выдает выходное напряжение, пропорциональное ток фотодиода. Самое главное улучшение трансимпедансного усилителя имеет по сравнению с простой схемой с высоким импедансом эффект подавления проводки схемы. и емкость диода. Эффективная более низкая емкость позволяет схеме работать на больших более высокие частоты. Однако, как и в методе с высоким импедансом, в схеме по-прежнему используется фиксированный резистор для преобразования тока в напряжение и, таким образом, склонен к насыщению и помехи от окружающего света. | Рисунок 6b ТОП | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Трансимпедансный усилитель Схема детектора с обратной связью индуктора | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Резкое улучшение Трансимпедансный усилитель с резистивной нагрузкой с обратной связью показан на рисунке 6с. Этот Техника заимствована из аналогичных схем, используемых в радиоприемниках. Схема заменяет резистор с индуктором. Студент, изучающий электронику, может помнить, что катушка индуктивности пропускают постоянный ток без изменения, но будут проявлять эффект сопротивления или реактивность на сигналы переменного тока.В Чем выше частота сигналов переменного тока, тем выше реактивное сопротивление. Эта цепь реактивного сопротивления точно соответствует что необходимо, чтобы помочь извлечь иногда небольшой модулированный световой сигнал переменного тока из большая составляющая постоянного тока, вызванная немодулированным окружающим светом. Сигналы постоянного тока от окружающего света будут обеспечивают преобразование низкого тока в напряжение, в то время как высокочастотные сигналы переменного тока будут испытывать преобразование высокого тока в напряжение. При правильной схеме преобразование переменного тока в постоянное соотношение нескольких миллионов возможно.Такие методы используются во всем радиоприемнике. схемы обработки слабых сигналов | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Кроме того, с увеличением Q увеличивается и полное сопротивление LC-цепи. Такие схемы с высокой добротностью также можно использовать в трансимпедансный усилитель для оптической связи. Чтобы получить максимально возможное полное сопротивление, значение индуктивности должно быть как можно больше насколько это возможно, а емкость должна быть как можно меньше. Поскольку каждый индуктор содержит некоторую конечную параллельную емкость в его сборке, наивысший практический импеданс возникает, когда только емкость, связанная с Узел индуктора используется для формирования сети LC. | Рисунок 6c | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| В радио, подключение
конденсатор, подключенный параллельно катушке индуктивности, часто дает высокие импедансы и позволяет LC
настроенный контур на резонанс на определенной частоте. Такая схема может быть очень частотной.
селективный и может давать импеданс в несколько мегаом. Степень неприятия
частоты за пределами центральной резонансной частоты определяется как «Q»
схема. Как показано на рисунке 6d, высокое значение Q приведет к более узкой полосе пропускания
частоты, чем схемы с более низкой добротностью. ТОП | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Рисунок 6d | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Рисунок 6f | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Вы можете рассчитать эквивалентную параллель
емкость катушки индуктивности на основе опубликованной частоты «собственного резонанса» или
вы можете использовать простую испытательную схему для фактического измерения резонансной частоты катушки на рис. 6e в формате PDF.На рисунке 6f перечислены
характеристики некоторых типовых катушек. ТОП | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Схема детектора трансимпедансного усилителя с Limited Q | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Использование Настроенная LC-схема в схеме трансимпедансного усилителя улучшает соотношение тока к напряжению. преобразование и отклоняет большую часть сигналов, связанных с окружающим светом. Но, высокий Q схемы подвержены нежелательным колебаниям. Как показано на рисунке 6g, чтобы цепь оставалась от неправильного поведения резистор следует подключить параллельно индуктивности.Эффект резистор должен снизить добротность схемы. Для приложений с потоком импульсов с малой нагрузкой циклов (короткие импульсы с большим промежутком времени между импульсами), лучше всего поддерживать добротность около 1. | Фигурка 6g | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Q из единицы существует, когда
реактивное сопротивление катушки равно параллельному сопротивлению на желаемой частоте.Если
были использованы более высокие добротности, с потоками импульсов с низким коэффициентом заполнения трансимпедансный усилитель
производят чрезмерный звон с каждым импульсом и будут склонны к автоколебаниям. ТОП | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Рисунки 6h и 6i иллюстрируют что происходит в схеме с низкой добротностью и высокой добротностью при обработке одиночных импульсов. Если выше Передаются последовательности импульсов рабочего цикла, можно использовать более высокие добротности. Почти 50% нагрузки В системах циклической передачи при тщательном проектировании возможны Qs, превышающие 50.Стол 6f показывает типичную частоту собственного резонанса некоторых катушек индуктивности. Если вы не знаете Собственная резонансная частота катушки, вы можете использовать схему, показанную в PDF на рис. 6e, чтобы измерить ее. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| В приложениях с низким коэффициентом заполнения светового импульса значение индуктора следует выбирать в зависимости от ширины светового импульса, посылаемого передатчиком. В собственный резонансный период (1 / частота) катушки должен быть равен 2 Вт, где W — ширина световой импульс.Поскольку схема схемы, схема усилителя и PIN-диод будут все добавить к общей емкости цепи, некоторые эксперименты будут необходимы, чтобы определить наилучшее значение индуктивности для конкретного применения. Уравнение 2pFL должно использоваться для расчета номинала резистора, подключенного параллельно катушке индуктивности, чтобы ограничить Q к 1. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Рисунок 6h Рисунок 6i | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| PDF Рисунок 6j
представляет собой пример полной схемы трансимпедансного усилителя с индуктивной обратной связью.В
Схема усилителя, показанная в PDF-файле на рис. 6j, имеет
преобразование мощности света в напряжение около 23 милливольт на милливатт (при условии 50% PIN
преобразование) при использовании световых импульсов длительностью 1 мкс. Такой усилитель должен уметь
обнаруживать световые импульсы мощностью до одного нановатта в темных ночных условиях. ТОП | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| УСИЛИТЕЛЬ ПОСТСИГНАЛА | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Как обсуждалось выше, Трансимпедансный усилитель преобразует ток PIN в напряжение.Однако это может быть слишком Можно ожидать, что один каскад усилителя повысит интересующий сигнал до полезного уровня. Обычно после входной схемы требуется один или несколько каскадов усилителя напряжения. Часто пост-усилители включают в себя некоторые дополнительные фильтры сигналов, поэтому только желаемые сигналы усиливаются, подавляя больше нежелательного шума. Сообщение общего назначения Усилитель показан на рисунке 6j. В схеме используется качественный операционный усилитель. в сочетании с некоторыми схемами фильтров, предназначенными для обработки световых импульсов длительностью около 1 микросекунда.Схема усиливает сигнал в 20 раз. ТОП | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ДИСКРИМИНАТОР СИГНАЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Как только сигнал был достаточно усиленный и отфильтрованный, его часто нужно полностью отделить от любого фоновый шум. Поскольку большинство систем используют методы частотно-импульсной модуляции для передачи информации, наиболее распространенный метод отделения сигнала от шума — использование компаратора напряжения.Компаратор может выдавать выходной сигнал размером в тысячи раз больше по амплитуде, чем входной сигнал. Например, правильно спроектированный Схема компаратора может выдавать 5-вольтовый логический выходной сигнал TTL с входа всего несколько милливольт. Но, чтобы убедиться, что компаратор может честно извлекать интересующий сигнал, сигнал должен быть больше по амплитуде, чем любой шум на значительный запас. Для большинства приложений я рекомендую соотношение сигнал / шум превышают коэффициент не менее 10: 1 (20 дБ).Затем с помощью правильно спроектированного компаратора цепи, выход компаратора изменит состояние (переключится) только при наличии сигнала и не будет подвергаться воздействию шума. Полный сигнал Схема дискриминатора представлена в PDF на рис. 6k. Схема разработана таким образом, что положительный входной импульс должен превышать пороговое напряжение. до того, как компаратор выдаст отрицательный выходной импульс. Сеть переменного резистора позволяет регулируемое пороговое напряжение. Таким образом, регулировка позволяет установить чувствительность схемы.Регулировку следует производить в худшем случае при ярком фоновые условия, поэтому шум, производимый ярким фоновым светом, не переключается компаратор. ТОП | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ЧАСТОТА НАПРЯЖЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Если свет мигает передаются частотно-модулированные для переноса информации, тогда обратное должно быть сделано для восстановления исходной информации.Следовательно, необходимо преобразовать частоту импульсов. обратно в исходный сигнал изменения амплитуды. Простая, но очень эффективная частота для Схема преобразователя напряжения представлена в PDF на рис. 6k. Каждый импульс от пульса Схема дискриминатора преобразуется в четко определенный импульс логического уровня, который длится в течение конкретное время. По мере увеличения и уменьшения частоты время между импульсами будет изменение. Таким образом, изменение частоты вызовет средний уровень напряжения сигнал, производимый преобразователем, изменится в той же пропорции.Чтобы удалить нежелательные несущая частота от желаемой частоты модуляции, выход преобразователя должен фильтроваться. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ЧАСТОТНЫЙ ФИЛЬТР МОДУЛЯЦИИ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Полная схема фильтра показано в PDF Рис. 6l. В схеме используется интегральная схема с фильтром на переключаемых конденсаторах (SCF) от National Semiconductor. С выбранных значений, схема удаляет большую часть сигнала несущей 10 кГц, оставляя Требуются звуковые частоты голоса.Частота среза фильтра установлена примерно на 3 кГц, т.е. минимальная верхняя частота, необходимая для голосового звука. ТОП | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| УСИЛИТЕЛЬ АУДИО МОЩНОСТИ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последняя схема, необходимая для Приемник световых импульсов голосового уровня представляет собой усилитель мощности звука. Показанная схема в PDF Рисунок 6л. использует один недорогой LM386 IC. Схема предназначена для управления парой аудионаушников.Переменный резистор показанный используется для регулировки громкости звука. Поскольку описанная выше голосовая аудиосистема не передает стереозвук, левый и правый наушники подключены параллельно, поэтому оба уха получают одинаковый аудиосигнал. ТОП | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ШУМ ПРИЕМНИКА СВЕТА СООБРАЖЕНИЯ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Один из самых сложных Проблемой, которую необходимо преодолеть в системе оптической связи через воздух, является окружающий свет.Любой случайный солнечный свет или яркий фоновый свет, который собирается оптикой приемника и сфокусированный на светоприемнике, создаст большой установившийся уровень постоянного тока через схема детектора. Хотя большая часть постоянного тока игнорируется с использованием индуктивной обратной связи метод усилителя во входной цепи, большая составляющая постоянного тока в световом детекторе создаст нежелательный широкополосный шум. Шум очень похож на фон помехи, которые вы можете услышать в AM-радио при переключении диска между станциями.Как обсуждалось в раздел, посвященный детекторам света, количество шума, производимого детектором, составляет предсказуемо. Уравнение, показанное на рисунке 6m, описывает, как шум детектора зависит от окружающего освещения. Отношение следует за квадратным корнем функция. Это означает, что если уровень окружающего освещения увеличится в четыре раза, шум вырабатывается на детекторе только дублёры. Эта характеристика и помогает, и вредит свету. цепь приемника, в зависимости от того, используется ли система в дневное время или в темноте ночи.Уравнение предсказывает, что для дневных условий с высокой температурой окружающей среды, вам придется резко уменьшить количество окружающего света, падающего на детектор в чтобы увидеть значительное снижение уровня шума, производимого детектором. схема. Уравнение также описывает, что в темных ночных условиях рассеянный свет должен резко увеличиться, чтобы добиться значительного повышения уровня шума, если система должен работать как днем, так и ночью, ему придется бороться с наихудшим дневным шумом условия.И наоборот, некоторые светоприемники могут использовать слабый рассеянный свет. условия, найденные ночью, и создают систему связи с гораздо большей дальностью действия чем было бы возможно, если бы он использовался в дневное время. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Фигурка 6м | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Как упоминалось выше, вставка оптический фильтр между объективом и детектором света может уменьшить влияние окружающей среды. свет.Но, как показывает уравнение шума, количество света, попадающего на детектор, требует должны быть значительно уменьшены для значительного уменьшения наведенного шума. Поскольку большинство солнечный свет содержит значительное количество инфракрасного света, такие фильтры не уменьшают шум уровень очень нравится. Однако очень узкополосные фильтры, которые можно выбрать в соответствии с длина волны лазерного диодного источника света, эффективны для уменьшения окружающего света и поэтому шум. ТОП | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ДРУГИЕ ЦЕПИ ПРИЕМНИКА | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Описанные выше схемы были разработаны для голосового аудио. система связи, принимающая узкие световые импульсы 1 мкс.Экспериментатор может пожелать использовать другие частоты модуляции. Кроме того, ненастроенные широкополосные приемные цепи удобно при мониторинге модулированных световых сигналов, частота которых неизвестна. у меня есть включены некоторые дополнительные схемы ниже, которые могут быть вам полезны. Очень просто и недорого Схема широкополосного светоприемника представлена в PDF Рисунок 6н. В схеме используется логическая интегральная схема CD4069UB C-MOS. Обязательно используйте небуферизованную версию UB этого популярного устройства.Первый раздел схема выполняет преобразование тока в напряжение. В другом разделе указано напряжение прирост. Общее преобразование составляет около 2 вольт на микроватт. С показанными значениями Схема будет работать с частотами модуляции света от 1 кГц до 200 кГц. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Аналогичная схема показана в PDF на рис. 6o. Он использует гораздо более быстрое устройство 74HCU04
вместо CD4069UB. Схема должна работать от источника питания 3 В. Серьезно
гибкости, я показал, как оптоволоконный фотодиодный модуль Motorola MFOD-71 может быть
использовал.Полоса пропускания схемы 2 МГц отлично подходит для контроля световых импульсов с быстрыми фронтами.
К детектору можно прикрепить отрезок недорогого пластикового оптического волокна и использовать его в качестве
световой зонд для проверки выходного сигнала от различных модулированных источников света. Иметь ввиду,
что, поскольку обе широкополосные цепи не используют индуктивность в цепи обратной связи, они
следует использовать только в условиях низкой внешней освещенности. Очень чувствительная схема светоприемника, предназначенная для Обнаружение сигнала 40 кГц, используемого многими оптическими устройствами дистанционного управления, показано в PDF Рис. 6p.В показанной схеме используется один дюйм пластиковая линза в сочетании с большим фотодиодом 10 мм X 10 мм. Со значениями выбрано, схема будет обнаруживать свет от обычного оптического пульта дистанционного управления от нескольких сотен в футах. Если в схеме дистанционного управления также используется небольшой объектив, разделение расстояние может увеличиться на несколько миль. ТОП | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
