Окончательные эксперименты с приёмником на МК – для новичков в радиоделе

June 4, 2014 by admin Комментировать »

Разберёмся с частотой Её можно рассчитать, формула не сложная f2 = 1/4π2LC Исходная частота резонанса получается около 840 кГц

Можно проверить этот результат моделированием LC цепи

Рис 3115 Резонансная частота LC контура

И теперь попробуем так изменить ёмкость конденсатора, чтобы резонансная частота стала равна 600 кГц

Разницу между двумя значениями мы попробуем учесть, внести изменения в схему на макетной плате, и ещё раз проверим результат работы приёмника

Рис 3116 Моделирование LC цепи с изменённой ёмкостью конденсатора

Если верить результатам работы программы, то ёмкость конденсатора контура следует уменьшить на 120 пФ, то есть, до 30 пФ Проверим это на макетной плате Только мне интересно проверить ещё одно предположение, которое я сделал, допустив, что причиной изменения частоты в реальной схеме стало проявление ёмкости, вносимой транзистором

Рис 3117 Ещё одно моделирование схемы приёмника

Внесена ли дополнительная ёмкость транзистором, а, может быть, это собственная ёмкость дросселя, вероятнее всего, суммарное действие обоих факторов, но для получения нужной частоты следует провести проверку на макетной плате

Заменив конденсатор, можно посмотреть амплитудно-частотную характеристику каскада усиления

Рис 3118 АЧХ каскада усиления после коррекции LC фильтра

Пик частоты, действительно, сместился к 800 кГц Осталось проверить усиление

Рис 3119 Усиление каскада после коррекции

На выходе, приблизительно, 32 В (от пика до пика), на входе 2 мВ (с учётом делителя): коэффициент усиления равен 3200/2 = 1600 Неплохо

В реальной схеме, если и когда она понадобится, место резистивного делителя займёт входной контур Как я уже говорил, по причине низкого входного сопротивления первого каскада есть намерение применить катушку связи Она работает как понижающий трансформатор, а, значит, уменьшит сигнал на входе приёмника Насколько

Если бы мы рассчитывали входной контур, то знали бы количество витков катушки индуктивности, смогли бы определить влияние катушки связи Но я использовал готовый дроссель, о котором мне известно только одно – его индуктивность Можно, конечно, сделав некоторые разумные предположения о конструкции дросселя рассчитать количество витков провода, которым он намотан, но можно поступить проще: я намотаю десять витков провода поверх дросселя и определю напряжение на входе и выходе Именно это напряжение меня и интересует

Рис 3120 Напряжение на входе дросселя (катушки индуктивности входного контура) Напряжение на входе 2 В (двойная амплитуда) Посмотрим, что на выходе:

Рис 3121 Напряжение на катушке связи

Напряжение на выходе: 45*30 = 135 мВ Таким образом, коэффициент трансформации составит: 2000/135 = 148 Из-за катушки связи сигнал на входе усилителя уменьшится в 15 раз

Предполагая, что на входе LC контура мы сможем получить 15 мВ, мы на выходе усилителя получим амплитудное напряжение около 15 В Для работы с таким сигналом достаточно добавить детектор, чтобы получить интересующий нас информационный сигнал

Но это всё о приёмнике А что же связь

Чтобы проверить наличие связи, я использую импровизированный передатчик, такой же, как и в предыдущих опытах То есть, генератор, нагруженный на LC контур из дросселя 250 мкГн и конденсатора 150 пФ, соединённый последовательно с RC цепью из резистора 75 Ом и конденсатора 100 пФ (этим я хочу уберечь от неприятностей генератор) Схема, напомню, выглядит так:

Рис 3122 Импровизированный передатчик на частоте 800 кГц

К схеме приёмника добавится входной колебательный контур из тех же элементов, что и у передатчика

Рис 3123 Схема приёмника для проведения опыта

Катушка связи L2 намотана поверх дросселя тонким монтажным проводом и имеет 10 витков Остальные элементы приёмника остались без изменений

При проведении эксперимента я располагаю дроссель передатчика и дроссель приёмника рядом, на расстоянии (оно меня сейчас не интересует) около 1-2 см Осциллограмма на выходе приёмника имеет вид:

Рис 3124 Осциллограмма сигнала на выходе приёмника

Сигнал есть, сигнал имеет достаточно  приемлемую амплитуду Есть и ещё одна особенность, которую следует отметить Чтобы выделить эту особенность, я изменю скважность импульсов:

Рис 3125 Осциллограмма сигнала при изменении скважности импульсов

На предыдущей осциллограмме всплески принятых от генератора ударных колебаний сигналов чередуются с интервалом, можно проверить, 250 мкс То есть, колебания возникают и при переходе от 0 к 5 В, и при переходе от 5 В к 0 Это становится заметнее на второй осциллограмме, где интервал переходов около 50 мкс

Если бы мы использовали транзисторный усилитель передатчика,  как в предыдущих экспериментах, то этого эффекта, надо полагать, не наблюдалось бы

Можно, конечно, было бы продолжить опыты по передаче радиосигналов, но это потребует переделки передатчика, переделки и приёмника

В любом случае у приёмника, после детектирования следует применить компаратор, который исправит вид информационных импульсов и сделает их достаточно стабильными, чтобы их можно

было прочитать с помощью микроконтроллера В качестве компаратора можно использовать операционный усилитель Но микроконтроллер PIC16F628A, как мы уже знаем, имеет встроенный компаратор и встроенный источник опорного напряжения Используя их, мы избавимся от лишних деталей Для увеличения дальности при передаче сигналов можно было бы изменить входной контур приёмника, использовав магнитную антенну Но улучшений можно сделать много И не сейчас И постараться прочитать информацию (которую ещё предстоит организовать на микроконтроллере)

Для чтения информации нам следует больше узнать о микроконтроллере Как с ним работать, как писать программу для микроконтроллера И как, в конце концов, прочитать полученные сигналы Этим мы и займёмся, но чуть позже

Мы получили возможность передавать сигналы (они же информация, они же данные) по радиоканалу Правда, на очень короткие расстояния Но нам пока и не нужно больше Если понадобится передавать информацию на расстояние в несколько метров, или на расстояние в десятки метров, или даже в сотни метров, мы подумаем, как это можно сделать

Проведя опыты, мы убедились, что знание основ работы супергетеродинного приёмника, которые мы использовали при создании собственного приёмника, оказались полезны Хотя мы и не использовали такие компоненты, как смеситель или гетеродин Но использовали усилитель в качестве усилителя приёмника Эта возможность появилась потому, что мы работали с данными Мы работали с цифровыми сигналами Нам не нужно было передавать весь звуковой спектр частот, достаточно было наличия и отсутствия несущей частоты

Проведя эксперименты, мы могли убедиться, что в достаточной мере можем доверять компьютерным программам моделирования, если не проявлять небрежность, если не спешить Ошибки, которым мы обязаны небрежности, могут отвратить от весьма полезных инструментов, что никак не увеличит наших возможностей

Вместе с тем мы убедились, что окончательные результаты появляются тогда, когда за моделированием следует проверка на макетной плате При моделировании могут не учитываться все параметры элементов Но, чем больше таких совместных работ было проделано, чем лучше проанализированы результаты, тем лучше мы будем ориентироваться, тем больше будем знать о границах применения компьютера в нашей работе

Рассматривая схему передатчика в оригинале (книга о применении таймера 555), можно не слишком ясно понимать, почему используется только катушка индуктивности можно решить, что её достаточно для получения высокочастотных колебаний Но после проведения собственного исследования, становится ясно, что конденсатор, составляющая часть колебательного контура, образуется выходной ёмкостью таймера и собственной ёмкостью катушки

Источник: Гололобов ВН,- Самоучитель игры на паяльнике (Об электронике для школьников и не только), – Москва 2012

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