Детекторы радиоизлучения и микроконтроллер

September 27, 2012 by admin Комментировать »

   МК не может напрямую обрабатывать радиосигналы — частоты у них слишком высокие и уровень сверхслабый. Однако усиленные и продетектированные сигналы М К успешно оцифровывает, фильтрует и анализирует.

   Во входной части, как правило, используется традиционная схемотехника радиоприёмников прямого усиления, а именно, антенна, избирательный контур, высокочастотный усилитель, детекторный диод. В качестве последних применяют ВЧ- и СВЧ-диоды с малой проходной ёмкостью: 2Д926А (0.35 пФ), АД516Б (0.35 пФ), КД513А (0.7 пФ), КД417 (0.4 пФ), КД514(0.9 пФ).

   Под определение детектора радиоизлучения (на любительском жаргоне «радиодатчика») подходят любые устройства, которые регистрируют радиосигналы в широком диапазоне частот. Обычно такое изделие содержит входную цепь от радиоприёмника, усилитель и звуковой/световой индикатор. Если радиодатчик дополнить выходом на МК, то появляется возможность не только регистрировать радиоизлучение, но и расшифровывать передаваемые данные (Рис. 3.77, а…ф).

   

   Рис. 3.77. Схемы подключения детекторов радиоизлучения к МК (начало):

   а) АМ-радиоприёмник на цифровой микросхеме DDI, инверторы которой работают в аналоговом режиме. Контур L1, C1 настраивается на частоту приёма. Резистором R3 устраняют ограничение входящих синусоидальных сигналов. Параллельно R4 можно подключить динамик сопротивлением 32 Ом для параллельного прослушивания эфирных радиопередач;

   б) DA1 — однокристальный АМ-радиоприёмник фирмы Unisonic Technologies. Напряжение питания +1.2…+ 1.6 В, ток потребления 0.14…0.3 мА, диапазон частот Д В/С В. Замена DA1 без изменения цоколёвки — МК484, D7642, Z414 разных фирм-изготовителей;

   

    Рис. 3.77. Схемы подключения детекторов радиоизлучения к МК (продолжение):

   в) АМ-радиоприёмник с батарейным питанием. Ионистор С5 накапливает энергию от солнечной батареи GB1. Ферритовая антенна L1 используется от радиоприёмника ДВ/СВ. Переменным конденсатором С2 настраивается частота приёма, а резистором R2 — уровень сигнала;

   г) детектор радиоизлучения удалённых разрядов молнии («грозоотметчик»). Сигналы принимаются в широком спектре частот до 300 кГц. На транзисторе VT1 собран широкополосный усилитель, а на транзисторах VT2, VT3 — триггер «flip-flop»;

   д) детектор излучения сотовых телефонов стандарта GSM900/1800. Полная длина печатной антенны W составляет 150 мм для частоты 900 МГц и вдвое короче для частоты 1800 МГц. Диод VD1 подключается на расстоянии 5… 10 мм от верхнего края антенны;

   е) радиодатчик для определения наилучшей точки приёма сигналов (направление на источник радиоизлучения). Особенностью является применение обычной комнатной телевизионной антенны WA1. Резистором R2 выбирается рабочая точка транзистора VT1 подключения датчиков радиоизлучения к МК (продолжение):

   

   Рис. 3.77. Схемы подключения датчиков радиоизлучения к МК (продолжение)

   ж) приставка, которая подключается к антенне WA1 радиопередатчика для измерения мощности генерируемого сигнала. Резистор R2 служит для начальной калибровки показаний;

   з) назначение аналогично Рис. 3.77, ж. Микросхема DA 1 (фирма National Semiconductor) детектирует сигнал с коэффициентом преобразования 40 мВ/дБ в полосе частот 450…2000 МГц;

   и) аналогично Рис. 3.77, е, но на микросхеме DA1 фирмы Analog Devices. ВЧ-трансформатор 77 наматывается на ферритовом кольце. Число витков подбирается экспериментально;

   к) выводы СВЧ-диода VD1 служат своеобразной антенной в диапазоне 2.45 ГГц. Провода, идущие от диода VD1 к общему проводу и резистору RI, должны быть свиты. Эта «скрутка» служит фильтром. Резистор RI подбирают по максимуму сигнала. Замена диода VD1 — Д405;

   л) широкополосный детектор наличия радиосигналов в диапазоне до нескольких сотен мегагерц. Применяется двухкаскадный усилитель на транзисторах VTI, VT2 разной проводимости;

   м) индикатор атмосферных разрядов, возникающих при приближении грозы. Резистор RI должен быть многооборотным для точной балансировки ОУ DA 1 (регулирование чувствительности). Антенна WA1 содержит 7 металлических штырей длиной 70 см, соединённых «метлой»;

   

   

   Рис. 3.77. Схемы подключения датчиков радиоизлучения к МК (продолжение)

   н) искатель «радиожучков» в полосе частот 1…200 МГц на расстоянии 0.5… 1 м. Резисторы R1…R4 должны иметь точность ±1%. Диоды следует подобрать по максимально идентичному прямому напряжению в парах VD1-VD3, VD2-VD4, VD5-VD6до полной симметрии схемы;

   о) детектор радиочастотного поля. Шкала резистора R3 градуируется в децибелах чувствительности, при этом МК работает как пороговое устройство с выходом на внешний индикатор;

   п) радиосигналы с антенны WA1 поступают на высокочастотный усилитель, собранный на транзисторе VTI, и далее выпрямляются детектором на германиевых диодах VDI, VD2

   р) детектор радарных СВЧ-сигналов. Антенной служат два вывода конденсатора С1. При облучении антенны внешним радиосигналом, конденсатор C1заряжается и разбалансируетОУ DA1.1. Резисторами R3, R5 выставляется требуемый порог обнаружения, зависящий от расстояния до радара;

   

   Рис. 3.77. Схемы подключения датчиков радиоизлучения к МК (окончание): с) сверхрегенеративный КВ-приёмник на частоту 26…29 МГц, чувствительность 1 мкВ. Катушка L1 — 8 витков провода ПЭВ-0.41, каркас 5…7 мм с карбонильным сердечником;

   т) нестандартное применение «светодиодной» микросхемы DA1 (фирма Panasonic) в качестве АМ-радиоприёмника. Диапазон частот определяется настройкой контура L1, С1;

   у) подключение приёмника цифровых сигналов AI фирмы RF Solutions. Скорость приёма данных по каналу UART составляет 50…2000 бит/с при расстоянии до передатчика 50…70 м. Ток потребления не более 2.5 мА, напряжение питания +3…+5 В. Передатчик должен быть согласован по частоте (433.0 ± 0.5) МГц с приёмником, например, AM-RT4-433 фирмы RF Solutions;

   ф) волномер со сменными LC-модулямиЛ/ в диапазоне 0.5. ..45 МГц. Шкала конденсатора СЗ градуируется по частоте. Модуль А1 подносится к излучающему объекту и переменным конденсатором сигнал настраивается в резонанс по максимальным показаниям АЦП МК.

   

Источник:
Рюмик С.М. 1000 и одна микроконтроллерная схема.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты