ऑल-बैंड डायरेक्ट कनवर्ज़न रिसीवर: 6 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:21

यह निर्देश 80 मेगाहर्ट्ज तक सिंगल साइड-बैंड, मोर्स कोड और टेलेटाइप रेडियो सिग्नल के रिसेप्शन के लिए एक प्रयोगात्मक "डायरेक्ट कन्वर्जन" ऑल-बैंड रिसीवर का वर्णन करता है। ट्यून किए गए सर्किट की आवश्यकता नहीं है!

यह उन्नत परियोजना मेरे पहले निर्देश योग्य https://www.instructables.com/id/Arduino-Frequency-Synthesiser-Using-160MHz-Si5351 पर आधारित है

इस रिसीवर के लिए अवधारणा पहली बार 2001 में प्रकाशित हुई थी: "उत्पाद डिटेक्टर और उसके लिए विधि", पेटेंट US6230000 B1, 8 मई 2001, डैनियल रिचर्ड टायलो,

चरण 1: सिद्धांत

उपरोक्त सर्किट श्रृंखला में जुड़ा एक स्विच, रोकनेवाला और संधारित्र दिखाता है।

एसी (प्रत्यावर्ती धारा) दृष्टिकोण

यदि हम स्विच को बंद करते हैं और इनपुट पर एसी सिग्नल लागू करते हैं, तो कैपेसिटर में एक एसी वोल्टेज दिखाई देगा, जिसका आयाम वोल्टेज विभक्त कार्रवाई के कारण बढ़ती आवृत्ति के साथ घट जाएगा।

हमारे लिए विशेष रुचि वह आवृत्ति है जिस पर संधारित्र में एसी वोल्टेज इनपुट के 70% तक गिर जाता है। यह आवृत्ति, जिसे "कटऑफ़ फ़्रीक्वेंसी" के रूप में जाना जाता है, तब होती है जब कैपेसिटर का रिएक्शन Xc प्रतिरोध R के बराबर होता है। कटऑफ फ़्रीक्वेंसी से ऊपर की फ़्रीक्वेंसी 6dB/ऑक्टेव की दर से क्षीण होती है।

मेरे सर्किट के लिए कटऑफ आवृत्ति 3000Hz पर सेट की गई है जिसका अर्थ है कि प्रसारण आवृत्तियों और ऊपर के लिए कोई एसी आउटपुट नहीं है।

डीसी (प्रत्यक्ष वर्तमान) दृष्टिकोण

यदि हम स्विच को बंद कर देते हैं और इनपुट में डीसी वोल्टेज लागू करते हैं, तो कैपेसिटर उस मान पर चार्ज करना शुरू कर देगा। क्या हमें कैपेसिटर के पूरी तरह चार्ज होने से पहले स्विच को खोलना चाहिए तो C के पार वोल्टेज तब तक स्थिर रहेगा जब तक कि स्विच फिर से बंद न हो जाए।

एक उच्च आवृत्ति संकेत प्राप्त करना।

आइए अब एक उच्च आवृत्ति सिग्नल को एक स्विच के माध्यम से पास करें जो इस तरह खुल रहा है और बंद हो रहा है कि आने वाले सिग्नल का एक ही हिस्सा ऊपर वर्णित आरसी नेटवर्क को प्रस्तुत किया गया है। भले ही आने वाला सिग्नल 3000 हर्ट्ज की कटऑफ आवृत्ति से काफी ऊपर है, कैपेसिटर को हमेशा एक ही यूनी-पोलर डीसी वेवशेप के साथ प्रस्तुत किया जा रहा है और उस वेवशेप के औसत मूल्य पर चार्ज होगा।

यदि आने वाला सिग्नल स्विचिंग फ़्रीक्वेंसी से थोड़ा भिन्न होता है तो कैपेसिटर चार्ज और डिस्चार्ज होना शुरू हो जाएगा क्योंकि यह आने वाले सिग्नल के विभिन्न आकार के खंडों का सामना करता है। यदि अंतर आवृत्ति, मान लीजिए, 1000Hz है, तो हम संधारित्र में 1000Hz का एक स्वर सुनेंगे। एक बार अंतर आवृत्ति आरसी नेटवर्क की कटऑफ आवृत्ति (3000 हर्ट्ज) से अधिक हो जाने पर इस स्वर का आयाम तेजी से गिर जाएगा।

सारांश

• स्विचिंग आवृत्ति प्राप्त आवृत्ति निर्धारित करती है।
• RC संयोजन उच्चतम ऑडियो आवृत्ति निर्धारित करता है जिसे सुना जा सकता है।
• प्रवर्धन की आवश्यकता है क्योंकि इनपुट सिग्नल बहुत कमजोर हैं (माइक्रोवोल्ट)

चरण 2: योजनाबद्ध आरेख

उपरोक्त सर्किट में दो स्विच्ड RC (रेसिस्टर - कैपेसिटर) नेटवर्क हैं। दो नेटवर्क का कारण यह है कि सभी तरंगों में एक सकारात्मक-वोल्टेज तरंग और एक नकारात्मक-वोल्टेज तरंग होती है।

पहले नेटवर्क में R5, स्विच 2B2 और C8 शामिल हैं … दूसरे नेटवर्क में R5, स्विच 2B3 और C9 शामिल हैं।

डिफरेंशियल एम्पलीफायर IC5 दो नेटवर्क से सकारात्मक और नकारात्मक आउटपुट का योग करता है और ऑडियो सिग्नल को C15 के माध्यम से J2 के "ऑडियो आउटपुट" टर्मिनल तक पहुंचाता है।

R5, C8 और R5, C9 के लिए डिज़ाइन समीकरण:

XC8=2R5 जहां XC8 कैपेसिटिव रिएक्शन है 1/(2*pi*कटऑफ-फ्रीक*C8)

५० ओम और ०.४७uF के मान ३००० हर्ट्ज की कटऑफ आवृत्ति उत्पन्न करते हैं

2*गुणक का कारण यह है कि इनपुट सिग्नल प्रत्येक नेटवर्क को केवल आधे समय के लिए प्रस्तुत किया जाता है जो प्रभावी रूप से समय को दोगुना कर देता है।

R7, C13. के लिए डिज़ाइन समीकरण

XC13=R7 जहां XC13 कैपेसिटिव रिएक्शन 1/(2*pi*कटऑफ-फ्रीक*C13) है। इस नेटवर्क का उद्देश्य उच्च आवृत्ति संकेतों और शोर को और कम करना है।

ऑडियो एम्पलीफायर:

op-amp IC5 का ऑडियो लाभ R7/R5 के अनुपात से निर्धारित होता है जो 10000/50 = 200 (46dB) के वोल्टेज लाभ के बराबर होता है। इस लाभ को प्राप्त करने के लिए R5 को RF (रेडियो फ्रीक्वेंसी) एम्पलीफायर IC1 के कम प्रतिबाधा आउटपुट से जोड़ा गया है।

आरएफ एम्पलीफायर:

IC1 का वोल्टेज लाभ R4/R3 के अनुपात से निर्धारित होता है जो 1000/50 = 20 (26dB) के बराबर होता है, जिससे कुल मिलाकर 72dB तक पहुंच जाता है जो कि हेड-फोन सुनने के लिए उपयुक्त है।

तर्क सर्किट:

IC4 संश्लेषण से 3 वोल्ट पीक-टू-पीक सिग्नल और IC2 के लिए 5 वोल्ट लॉजिक के बीच बफर-एम्पलीफायर के रूप में कार्य करता है। बफर एम्पलीफायर में 2 का लाभ होता है जो प्रतिरोधों R6/R8 के अनुपात से निर्धारित होता है।

IC2B को डिवाइड-बाय-टू के रूप में तार-तार किया जाता है। यह सुनिश्चित करता है कि कैपेसिटर C8 और C9 समान समय के लिए R5 से जुड़े हुए हैं।

चरण 3: मुद्रित सर्किट बोर्ड

सर्किट बोर्ड को असेंबल करने से पहले और बाद में उसके ऊपर और नीचे के दृश्य।

संलग्न ज़िप फ़ाइल में Gerber फ़ाइलों का एक पूरा सेट शामिल है। अपना खुद का पीसीबी बनाने के लिए बस इस फाइल को एक सर्किट बोर्ड निर्माता को भेजें … पहले एक उद्धरण प्राप्त करें क्योंकि कीमतें बदलती रहती हैं।

चरण 4: स्थानीय थरथरानवाला

यह रिसीवर https://www.instructables.com/id/Arduino-Frequency-Synthesiser-Using-160MHz-Si5351 में वर्णित आवृत्ति सिंथेसाइज़र का उपयोग करता है

संलग्न फ़ाइल "direct-conversion-receiver.txt" में इस रिसीवर के लिए *.ino कोड है।

यह कोड उपरोक्त फ़्रीक्वेंसी सिंथेसाइज़र के कोड के लगभग समान है, सिवाय इसके कि आउटपुट फ़्रीक्वेंसी रिसीवर बोर्ड पर डिवाइड-बाय-टू सर्किट की अनुमति देने के लिए डिस्प्ले फ़्रीक्वेंसी से दोगुनी है।

2018-04-30

मूल कोड.ino प्रारूप में संलग्न है।

चरण 5: विधानसभा

मुख्य फोटो दिखाता है कि सब कुछ आपस में कैसे जुड़ा हुआ है।

SMD's (सरफेस माउंट डिवाइसेस) को चुना गया था क्योंकि आप 80MHz पर स्विच करते समय लंबी लीड नहीं चाहते हैं। हाथ से सोल्डरिंग को आसान बनाने के लिए 0805 एसएमडी घटकों को चुना गया।

जबकि हैंड-सोल्डरिंग के विषय पर तापमान नियंत्रित लोहा खरीदना महत्वपूर्ण है क्योंकि बहुत अधिक गर्मी पीसीबी की पटरियों को उठाने का कारण बनेगी। मैंने 30W तापमान नियंत्रित टांका लगाने वाले लोहे का इस्तेमाल किया। रहस्य बहुत सारे जेल प्रवाह का उपयोग करना है। टांका लगाने का तापमान तब तक बढ़ाएं जब तक कि मिलाप पिघल न जाए। अब एक पैड पर सोल्डर लगाएं, और पैड पर अभी भी सोल्डरिंग आयरन के साथ, चिमटी की एक जोड़ी का उपयोग करके सोल्डरिंग आयरन के खिलाफ 0805 घटक को स्लाइड करें। जब घटक सही ढंग से स्थित हो तो टांका लगाने वाले लोहे को हटा दें। अब बचे हुए सिरे को मिला दें फिर अपने काम को इसोप्रोपाइल एल्कोहल से साफ करें जो आपके स्थानीय रसायनज्ञ से उपलब्ध है।

चरण 6: प्रदर्शन

मैं क्या कह सकता हूँ … यह काम करता है !!

रुचि के बैंड के लिए कम-प्रतिबाधा वाले गुंजयमान एंटीना का उपयोग करके सर्वश्रेष्ठ प्रदर्शन प्राप्त किया जाता है।

हेडफ़ोन के बजाय मैंने 12 वोल्ट का ऑडियो एम्पलीफायर और स्पीकर जोड़ा। ऑडियो प्री-एम्पलीफायर का अपना इनबिल्ट वोल्टेज रेगुलेटर था, जो 12 वोल्ट की बैटरी सप्लाई के जरिए कॉमन-मोड फीडबैक लूप की संभावना को कम करता था।

संलग्न ऑडियो क्लिप लगभग 2 मीटर व्यास के तार के एक इनडोर ट्यून लूप का उपयोग करके प्राप्त किए गए थे। लूप के केंद्र को दो-छेद फेराइट कोर के एक छेद के माध्यम से पारित किया गया था जिसमें जमीन और रिसीवर इनपुट के बीच जुड़ा हुआ 10 मोड़ माध्यमिक था।

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