Ակտիվ բաղադրիչներով ռադիո հավաքելու ամբողջական ուղեցույց
Սեփական ռադիոն կառուցելը հետաքրքրաշարժ էլեկտրոնիկայի նախագիծ է, որը համատեղում է ռադիոալիքների տեսության հիմունքները, ազդանշանի ուժեղացումը, բաղադրիչների ընտրությունը և հավաքման հմտությունները: Բյուրեղային ռադիոներից տարբերվող, որոնք կարող են աշխատել առանց էլեկտրամատակարարման, ակտիվ բաղադրիչներով (օրինակ՝ տրանզիստորներ կամ ինտեգրալ սխեմաներ) ռադիոները պահանջում են էլեկտրամատակարարում, բայց առաջարկում են զգալիորեն ավելի լավ զգայունություն և ձայնի ուժգնություն: Այս հոդվածը ներկայացնում է տանը պարզ, հեշտ հավաքվող, ակտիվ բաղադրիչներով ռադիո կառուցելու ամբողջական ուղեցույց՝ բացատրելով յուրաքանչյուր շղթայի բլոկի գործառույթը՝ ձեզ օգնելու հասկանալ, թե ինչպես է այն աշխատում:
-
1. Հակիրճ հասկացեք, թե ինչպես է աշխատում ռադիոն
Ռադիոն ստանում է էլեկտրամագնիսական ալիքի ազդանշան հաղորդիչից: Այս ազդանշանը կրում է աուդիո տեղեկատվություն, որը «շարժվում է» կրող ալիքի վրայով: AM (ամպլիտուդային մոդուլյացիա) ռադիոյում աուդիո տեղեկատվությունը ներմուծվում է կրող ալիքի ամպլիտուդը մոդուլացնելով: Ռադիոընդունիչում հիմնական գործընթացներն են՝
1. Անտենայի կողմից ազդանշանի ընդունում
2. LC ռեզոնանսային սխեմայի միջոցով որոշակի հաճախականության ընտրություն (կարգավորում)
3. Հայտնաբերում/դեմոդուլյացիա՝ ձայնը կրիչից առանձնացնելու համար
4. Ձայնի ուժեղացուցիչ՝ բարձրախոսները կամ ականջակալները միացնելու համար
Ակտիվ բաղադրիչները կարևոր դեր են խաղում ամրապնդման փուլում և հաճախ նաև օգնում են բարձրացնել ընդունման ընտրողականությունն ու զգայունությունը:
-
2. Ակտիվ բաղադրիչով ռադիոընդունիչների տեսակները, որոնք հարմար են սկսնակների համար
Սկսնակների համար ամենաիրատեսական և հաջողության հասնելու հեշտ տարբերակներն են՝
– Պարզ տրանզիստորային AM ռադիո (օրինակ՝ NPN տրանզիստոր RF/AF ուժեղացուցիչի համար)
– AM ռադիո, որը հիմնված է ռադիո ինտեգրալ սխեմայի վրա (օրինակ՝ TA7642/MK484 ինտեգրալ սխեմա՝ գերպարզ AM ընդունիչի համար) գումարած աուդիո ինտեգրալ սխեմա՝ ինչպես LM386-ը
Եթե ձեր նպատակը «հաստատուն» նախագիծ է, որը հեշտ է լուծել խնդիրները, AM ընդունիչի ինտեգրալ սխեմայի և LM386 աուդիո ուժեղացուցիչի համադրությունը իդեալական է: Այնուամենայնիվ, «ակտիվ բաղադրիչների» և կրթական թեմայի հետ համահունչ, այս ուղեցույցը կներկայացնի ակտիվ AM ռադիո բլոկը՝ LCD կարգաբերմամբ, դետեկտորով և աուդիո ուժեղացուցիչով:
-
3. Անհրաժեշտ գործիքներ և նյութեր
Ալատ:
– 30–60 վատտ հզորությամբ եռակցման արդուկ և եռակցման արդուկ
– Կտրող աքցաններ, ասեղնաձև քթով աքցաններ
- Մուլտիմետր (լարման և անընդհատության ստուգման համար)
– Հացի տախտակ (ըստ ցանկության՝ մշտական զոդումից առաջ փորձարկման համար)
- Փոքր պտուտակահան և էլեկտրական ժապավեն
Հիմնական բաղադրիչները (ընդհանուր հայեցակարգ).
– Անտենա՝ 3–10 մետր մալուխային կամ ֆերիտային ձողային անտենա
– Կծիկ (L) և փոփոխական կոնդենսատոր (C var) կարգավորման համար
– Դետեկտորային դիոդ (օրինակ՝ 1N34A գերմանիում; հնարավոր է նաև 1N60) կամ տրանզիստորի/ինտերկոմպակտ սխեմայի վրա հիմնված դետեկտոր
– Աուդիո ուժեղացուցիչի տրանզիստոր/IC (օրինակ՝ LM386-ը շատ տարածված է)
– Ռեզիստորներ, միացման և շրջանցիկ կոնդենսատորներ
– Ծավալի պոտենցիոմետր (10k–100k)
– Փոքր 8Ω բարձրախոս կամ ականջակալ
– 3–9 Վ սնուցման աղբյուր (AA մարտկոց կամ 9 Վ մարտկոց)
Նշում. կայուն AM ընդունման համար ֆերիտային ձողի + կծիկի օգտագործումը շատ օգտակար է, հատկապես մեծ միջամտություն ունեցող միջավայրերում:
-
4. Շղթայական բլոկ. Անտենայից մինչև բարձրախոս
Ա. Անտենայի և կարգավորման սխեմա (ԱՇ)
LC սխեման պատասխանատու է հեռարձակման հաճախականության «ընտրության» համար: Ըստ էության, ինդուկտորը (L) և կոնդենսատորը (C) ռեզոնանս են առաջացնում որոշակի հաճախականության վրա: Երբ պտտում եք փոփոխական կոնդենսատորը, C-ի արժեքը փոխվում է, տեղաշարժելով ռեզոնանսային հաճախականությունը, թույլ տալով ռադիոյին փոխել կայանները:
Ընդհանուր պրակտիկա.
– L-ը պատրաստված է ֆերիտային ձողի վրա էմալապատ մետաղալար փաթաթելուց (սովորաբար տասնյակներից մինչև հարյուրավոր պտույտներ):
– C-ն օգտագործում է ռադիոփոփոխական կոնդենսատոր (սովորաբար 50–365 pF):
Որքան լավ է կծիկի և կոնդենսատորի որակը (ավելի ցածր կորուստներ), այնքան ավելի սուր է ընտրողականությունը։
Բ. Ռադիոհաճախականության ուժեղացուցիչ (ըստ ցանկության, բայց օգտակար)
Ռադիոհաճախականության ուժեղացուցիչները օգտագործում են տրանզիստորներ՝ շատ թույլ ռադիոազդանշանները ուժեղացնելու համար, նախքան դրանք կհասնեն դետեկտորին: Պարզ ռադիոընդունիչներում այս քայլը հաճախ բաց է թողնվում: Այնուամենայնիվ, ակտիվ բաղադրիչների դեպքում, Ռադիոհաճախականության ուժեղացուցիչ ավելացնելը կարող է մեծացնել զգայունությունը, հատկապես, եթե ձեր գտնվելու վայրում ազդանշանը թույլ է:
Եթե ցանկանում եք պարզություն, կարող եք անմիջապես անցնել դետեկտորին LC-ից հետո: Ավելի լավ աշխատանքի համար ավելացրեք տրանզիստոր որպես RF ուժեղացուցիչ կամ օգտագործեք AM ընդունիչ ինտեգրալ սխեմա, որն արդեն ունի ինտեգրված RF փուլ:
Գ. Դետեկտոր/Դեմոդուլյատոր
AM դետեկտորը ռադիոհաճախականության ազդանշանից ձայն է արդյունահանում: Ամենապարզ մեթոդը դիոդային դետեկտորն է (ծրարային դետեկտոր): Գերմանիումի դիոդները նախընտրելի են, քանի որ դրանց լարման անկումը փոքր է, ինչը թույլ է տալիս հայտնաբերել թույլ ազդանշաններ:
Դետեկտորի սխեման սովորաբար բաղկացած է.
– Դիոդ
– Փոքր կոնդենսատոր որպես ֆիլտր
- Ռեզիստորը որպես բեռ
Դետեկտորի ելքը փոքր աուդիո ազդանշան է, որը այնուհետև անցնում է աուդիո ուժեղացուցիչի մեջ։
Դ. Աուդիո ուժեղացուցիչ (LM386 կամ տրանզիստոր)
Բարձրախոսներից ձայն ստանալու համար անհրաժեշտ է աուդիո ուժեղացուցիչ: LM386 ինտեգրալ սխեման շատ տարածված է, քանի որ՝
- Աշխատում է 4–12 Վ լարման վրա
- Պարզ շղթա
– Կարող է աշխատեցնել փոքր բարձրախոսներ
Ձայնի ուժեղացուցիչի մուտքին ավելացրեք ձայնի պոտենցիոմետր, որպեսզի կարողանաք կարգավորել ձայնի ուժգնությունը։
-
5. Առաջարկվող հավաքման դասավորության օրինակ
Ահա ամենահարմարը սկսնակների համար և հեշտ փորձարկվող բլոկների դասավորությունը.
1. LC կարգավորում. կծիկ + փոփոխական կոնդենսատոր
2. AM դետեկտոր՝ գերմանիումի դիոդ + RC ֆիլտր
3. Ձայնային ուղու վրա ծավալի պոտենցիոմետր
4. LM386 աուդիո ուժեղացուցիչ
5. 8Ω բարձրախոս
Հաջող նախագիծ ապահովելու համար կիրառեք փուլային մոտեցում.
– Նախ փորձարկեք LM386 աուդիո ուժեղացուցիչի բաժինը. դիպչեք մուտքին միացման կոնդենսատորի միջոցով (զգույշ եղեք, օգտագործեք դիմադրություն/պոտենցիալ)՝ համոզվելու համար, որ բարձրախոսը բզզոց կամ աղմուկ է արձակում, երբ մուտքին մատով դիպչում եք, ինչը նշանակում է, որ ուժեղացուցիչն աշխատում է։
– Երբ ձայնային ուժեղացուցիչը աշխատի, դետեկտորի ելքը միացրեք ուժեղացուցիչի մուտքին։
– Վերջապես, օպտիմալացրեք LC հատվածը (կծիկի դիրքը, գետնի որակը և անտենայի երկարությունը):
-
6. Գործնական հավաքման քայլեր
Քայլ 1. Հավաքեք աուդիո ուժեղացուցիչը
– Տեղադրեք LM386-ը տեխնիկական տվյալների թերթիկի համաձայն (համոզվեք, որ քորոցները շրջված չեն):
– Աղմուկը նվազեցնելու համար ինտեգրալ սխեմայի մոտ սնուցման աղբյուրին ավելացրեք շրջանցիկ կոնդենսատոր (օրինակ՝ 100 նՖ + 100 մԿՖ):
– Տեղադրեք ծավալի պոտենցիոմետրը մուտքի մոտ։
Այս փուլի նպատակն է՝ ապահովել, որ սնուցման աղբյուրը կայուն լինի և բարձրախոսները կարողանան ձայն լսել։
Քայլ 2. Ստեղծեք դետեկտորի սխեմա
– Տեղադրեք գերմանիումի դիոդ LC ելքից դեպի RC շղթա։
– Դիոդից հետո տեղադրված փոքր կոնդենսատորը կֆիլտրի ՌՖ կրիչը և կհեռացնի ձայնը։
Եթե օգտագործում եք սովորական սիլիցիումային դիոդ (1N4148), ռադիոն կարող է դեռ աշխատել, բայց զգայունությունը կնվազի, քանի որ ուղիղ լարումը մեծ է։
Քայլ 3. Հավաքեք LC կարգավորումը
– Օգտագործեք ֆերիտային ձող և կոկիկ փաթաթեք էմալապատ մետաղալարը։
– Կծիկը զուգահեռ միացրեք փոփոխական կոնդենսատորին։
– Ավելացրեք անտենա (երկար մալուխ) և հողանցում (եթե հնարավոր է):
Կարևոր է. դասավորությունը ազդում է արդյունքների վրա: Պահեք RF ազդանշանի ուղիները կարճ և խուսափեք անհարկի երկար մալուխներից:
Քայլ 4. Միավորել բոլոր փուլերը
– LC ելք → դետեկտոր → ձայն → LM386 → բարձրախոս
– Համոզվեք, որ բոլոր մասերը ճիշտ են հողակցված (վատ հողակցումը հաճախ առաջացնում է աղմուկ և թույլ ազդանշանային ընդունում):
-
7. Խնդիրների լուծման խորհուրդներ (եթե ձայն չկա)
1. Ստուգեք սնուցման աղբյուրը. մարտկոցի լարումը բավարար է՞, բևեռականությունը ճի՞շտ է։
2. Ստուգեք բարձրախոսը. 8Ω բարձրախոսն աշխատո՞ւմ է: Փորձեք այն մեկ այլ սարքի վրա:
3. Ստուգեք LM386-ը. մուտքին դիպչելիս աղմուկ կա՞: Եթե ոչ, ապա ուժեղացուցիչը չի աշխատում:
4. Ստուգեք դետեկտորի դիոդը. ճի՞շտ է դիոդի կողմնորոշումը, արդյո՞ք դիոդը օգտագործում է համապատասխան տեսակը։
5. Ստուգեք կծիկը. կոտրվա՞ծ է։ Չափեք մուլտիմետրով (պետք է փոքր դիմադրություն լինի)։
6. Միջավայրի խանգարում. էժան LED լամպերը, լիցքավորիչները կամ անջատիչները կարող են աղմուկ առաջացնել: Փորձեք ռադիոն հեռու պահել խանգարող աղբյուրներից:
7. Անտենա և հողանցում. մեծացրեք անտենայի երկարությունը կամ օգտագործեք մետաղական խողովակից/տան հողանցումից (անվտանգ եղանակով):
-
8. Հետագա զարգացում
Ռադիոյի հիմնական կարգավորումները ունենալուց հետո կարող եք բարելավել դրա աշխատանքը մի քանի եղանակով.
– Ավելացված է RF ուժեղացուցիչի փուլ՝ ավելի բարձր զգայունության համար
– Օգտագործեք գոտիական ֆիլտր կամ IF տրանսֆորմատոր, եթե ցանկանում եք գերհետերոդինային դիզայն։
– AM/FM ռադիոյի ինտեգրալ սխեմայի օգտագործումը՝ ավելի լավ որակի և ավելի կայուն կարգավորման համար
– Ավելացվել է AGC (ավտոմատ ուժեղացման կառավարում), որպեսզի ձայնի ուժգնությունը կտրուկ չփոխվի կայանների միջև։
– Ավելի հարմարավետ դարձրեց պատյանի և կարգավորման կոճակների օգտագործումը
-
Penutup
Ակտիվ բաղադրիչներով ռադիո կառուցելը անալոգային էլեկտրոնիկա սովորելու արդյունավետ միջոց է՝ LC ռեզոնանսից մինչև ձայնային ուժեղացում: Այս նախագիծը նաև մարզում է սխեմաների դասավորության և աղմուկի կառավարման ճշգրտությունը: Քայլ առ քայլ մոտեցում կիրառելով՝ սկսած աուդիո ուժեղացուցիչի աշխատանքն ապահովելուց, այնուհետև դետեկտորից և վերջապես՝ LC-ն կարգավորելուց, դուք կարող եք զգալիորեն մեծացնել ձեր հաջողության հնարավորությունները: Երբ այս պարզ ռադիոն գործարկվի և ընդունի AM հեռարձակումներ, դուք կունենաք ամուր հիմք՝ ուսումնասիրելու ավելի բարդ կառուցվածքներ, ինչպիսիք են սուպերհետերոդինը կամ նույնիսկ FM ռադիոն՝ հատուկ IC-ով:
Եթե ցանկանաք, կարող եմ ստեղծել որոշակի սխեմատիկ գծապատկեր (բաղադրիչների արժեքներով և գնումների ցանկով/BOM-ով)՝ հիմնվելով ձեր ունեցած բաղադրիչների վրա (օրինակ՝ 9 Վ մարտկոց, 8Ω բարձրախոս, փոփոխական կոնդենսատորի տեսակ և այն մասին, թե արդյոք օգտագործում եք ֆերիտային ձող, թե մետաղալարային անտենա):
