Introducere și Motivare
Scopul acestei instrucțiuni este de a demonstra cum să proiectăm și să construim un circuit rezonator care să ne permită să ne acordăm unei frecvențe radio AM. Vom discuta, de asemenea, pe scurt modul în care sunt transmise frecvențele radio și modul în care funcționează modularea amplitudinii (AM).
Echipamente și materiale
Mai jos sunt prezentate materialele necesare pentru construirea și testarea acestui circuit.
- breadboard
- osciloscop
- Generator de funcții
- Alimentare electrică
- Condensator variabil
- Inductor - o tijă și o bobină; poate fi făcută manual
- AM antenă radio (opțional)
- Tijă de oțel
- Cablu, fire magnetice
- Radio comercial - pentru testare
Un sfat înainte de a începe:
Utilizați un radio comercial (unul despre care știți că funcționează deja) pentru a vă testa spațiul de lucru pentru a vă asigura că veți putea prelua semnalul radio AM. Unele clădiri sunt izolate cu AM și vor bloca semnalele AM chiar și pentru radiourile comerciale. De asemenea, ați putea dori să luați notă de posturile de radio care par mai puternice la locația dvs., dacă doriți cele mai bune șanse de a alege ceva.
Furnituri:
Pasul 1: Proiectarea rezonatorului
Proiectarea rezonatorului
Rezonatorul este un filtru de bandă care filtrează frecvențele în afara unui anumit interval centrat pe frecvența sa rezonantă caracteristică. Un filtru de bandă constă dintr-un inductor și un condensator în paralel. Frecvența rezonantă (în Hertz) a filtrului va fi
Unde L este inductanța inductorului în Henries și C este capacitatea condensatorului din Farads. (Pentru mai multe informații despre circuitele de filtrare, aruncați o privire la acestea).
Frecvențele semnalelor radio AM variază de la aproximativ 500 kHz la aproximativ 1600 kHz. În mod ideal, pentru a putea accesa această gamă largă de frecvențe AM, veți avea nevoie de un condensator variabil cu o gamă suficient de largă pentru a da o frecvență de rezonanță de aproximativ 500 kHz la cea mai mare capacitate și o frecvență de aproximativ 1600 kHz la cel puțin capacitatea sa inductanţă L . Condensatoarele variabile sunt mai greu de realizat decât inductoarele, deci va fi probabil cel mai practic să găsiți mai întâi un condensator variabil decent și apoi să faceți o inductanță a inductanței adecvate.
Important: Țineți minte că orice element din circuitul dvs. va contribui, probabil, la o anumită inductanță sau capacitate, deci calculele dvs. nu vor fi perfecte. Este recomandabil să încercați să acoperiți o gamă mai largă de frecvențe decât ceea ce pare necesar, pentru a permite o anumită marjă de eroare.
Dacă alegeți să utilizați o antenă AM externă, aceasta va contribui la o inductanță semnificativă la circuitul dvs. de rezonator. Luați în considerare plasarea antenei în paralel cu inductorul dvs. dedicat dacă doriți mai degrabă eroare pe partea de a avea o inductanță mai mică și în serie cu inductor dvs., dacă ați dori mai degrabă o inductanță mai mare. Rețineți că utilizarea unei antene externe nu este necesară, deoarece o bobină și o bobină va acționa ca o antenă. Dacă nu utilizați o antenă externă, va trebui să vă asigurați că aveți o bobină și o bobină.
Dacă puteți măsura inductanța antenei dvs., rețineți că inductorii în serie adaugă ca
și inductoare în paralel adăugați ca
Pasul 2: Efectuarea unui inductor
Efectuarea unui inductor
Efectuarea propriului inductor poate fi la fel de simplă ca și înfășurarea sârmei în jurul unei tije. Cu toate acestea, este important să se calculeze numărul de fire de sârmă necesare, având în vedere lățimea firului și tijei, materialul tijei și inductanța dorită. Acest site web este util pentru calcularea inductanței unei bobine de sârmă având în vedere raza firului și tijei, permeabilitatea relativă a materialului tijei și numărul de rotații ale sârmei în bobină. Permeabilitatea relativă a materialului tijei este destul de simplă. Valorile comune ale permeabilității relative pot varia de la aproximativ 1 pentru aer, lemn și aluminiu la 100 pentru oțel și până la aproximativ 640 pentru ferită.
În timp ce faceți o bobină cu mai puține rotații pare tentant să vă salvați ceva lucru, realizați faptul că având mai multe întoarceri pe bobină dvs. permite o marjă mult mai mare de eroare.
Pasul 3: Simularea unei stații radio
Simularea unei stații radio
Deoarece este atât de dificil să cunoașteți exact inductanța și capacitatea circuitului dvs. de rezonator, poate fi extrem de util să vă reglați rezonatorul într-un semnal foarte clar și puternic de frecvență cunoscută. Din fericire, acest lucru nu este greu de făcut cu un generator de funcții, iar acest lucru vă va permite să controlați frecvența stației dvs. de radio simulate!
În primul rând, va trebui să înfășurați câteva fire de sârmă în jurul unei tije de oțel. Numărul de rotații ale sârmei sau dimensiunile tijei și a firului nu ar trebui să aibă importanță pentru aceasta, deoarece scopul acestei bobine este pur și simplu să producă un câmp magnetic care trebuie preluat de antena dvs. (fie inductorul tijei și bobinei fabricat în pasul anterior sau o antenă externă, dacă utilizați una). Conectați capetele bobinei la ieșirea generatorului de funcții și setați ieșirea generatorului de funcții ca frecvență a postului de radio pe care doriți să îl încercați să îl ridicați. Tensiunea variabilă în funcție de timp a generatorului de funcții va determina un curent variabil de timp care să treacă prin bobina de sârmă, care la rândul său va produce un câmp magnetic variabil în timp. Acest câmp magnetic va fi preluat de antenă și interpretat ca o frecvență radio.
Pasul 4: Acordarea unei stații radio simulate
Acordarea unei stații radio simulate
Acum, că ați creat propria stație radio, plasați bobina aproape de antena dvs. pentru a vă asigura că semnalul dvs. va fi puternic și clar. Uită-te la ieșirea de rezonator pe un osciloscop. Semnalul de la bobina dvs. ar trebui să fie destul de evident, dar încercați să ajustați capacitatea condensatorului dvs. variabil pentru a vedea dacă puteți observa o diferență. Odată ce sunteți sigur că ceea ce vedeți este semnalul de la postul de radio simulat, reglați condensatorul variabil până când semnalul pe care îl vedeți pare să fie maxim. Această configurație ar trebui să fie capacitatea ideală pentru preluarea unui semnal radio al frecvenței setate de generatorul de funcții.
Pasul 5: Acordarea unui semnal real AM
Acordarea unui semnal Real AM
Odată ce ați găsit configurația pe care doriți să o utilizați pentru a vă ridica frecvența dorită, opriți generatorul de funcții. Rezonatorul dvs. ar trebui să fie setat să recepționeze semnalele radio de acea frecvență, dar ați putea dori totuși să faceți o mică ajustare cu condensatorul dvs. pentru a vă asigura că captați frecventa radio cât mai bine posibil.
Rețineți că semnalul pe care îl preluați nu este semnalul audio, adică nu puteți lua această ieșire la un difuzor și așteptați să auziți transmisia radio. Semnalele radio AM sunt modulate în funcție de amplitudine, astfel încât semnalul audio este modulat pe un val de purtătoare (a se vedea ilustrația de mai jos).
Pe un afișaj cu osciloscop, un semnal modulat prin amplitudine poate arăta cam așa:
Pentru a obține semnalul audio, este necesar să construiți un demodulator care să demoduleze semnalul AM, dar acesta este un subiect pentru o altă zi.
