Техники за изработка на AM радио со едноставни компоненти
AM (амплитудна модулација) радиото е една од најкласичните и најфасцинантните комуникациски технологии за учење. Иако многу луѓе се позапознаени со FM радио или дигитално стриминг, AM радиото останува високообразовен медиум поради неговото релативно едноставно и лесно разбирливо коло. Со неколку основни компоненти, можете да изградите едноставен AM радио приемник способен да прима локални станици - барем во области со силен сигнал. Оваа статија дискутира за тоа како да се изгради AM радио користејќи едноставни компоненти, неговите принципи на работа и чекорите за склопување.
1. Краток принцип на работа на AM радио
AM радиото работи со снимање на радио бранови чија амплитуда „се менува“ според обликот на аудио (звучниот) сигнал. Едноставен AM радио приемник во суштина прави три главни работи:
1. Снимајте радио сигнали преку коло на антената и приемникот.
2. Одвојување (демодулирање) на аудио сигналот од RF носечкиот бран со помош на детектор (обично диода).
3. Конвертирајте ги аудио сигналите во звук преку слушалки или аудио засилувачи и звучници.
Наједноставното AM радио е познато како кристално радио, кое може да работи дури и без батерии ако сигналот е доволно силен. Сепак, за подобри резултати, можеме да додадеме едноставен аудио засилувач.
2. Потребни се едноставни компоненти
Следните компоненти најчесто се користат за едноставен AM радио приемник:
– Емајлирана жица (магнетна жица) за правење намотки, на пример со дијаметар од 0,2–0,5 mm.
– Феритна прачка (опционална, но многу корисна) како јадро на намотката за зголемување на чувствителноста.
– Променлив кондензатор (околу 10–365 pF) за подесување на фреквенцијата. Можете да користите и варко кондензатор од старо радио.
– Детекторска диода: 1N34A (германиум) е идеална, но можете да користите и 1N60 или Шотки како што е BAT41 (подобра од обичните силиконски диоди).
– Мал кондензатор (на пр. 10 nF–100 nF) за аудио филтрирање/одвојување (опционално).
– Слушалки со висока импеданса или пиезо слушалки. Современите слушалки за мобилни телефони обично имаат ниска импеданса, што ги прави помалку погодни без засилувач.
– Антена: кабел долг 5–20 метри (колку подолг толку подобро).
– Заземјување: поврзување со водоводна цевка/електрично заземјување (безбедно) или влажно заземјување преку метална прачка.
– Лебна плочка или перфорирана плочка (перфборд), рачка за лемење и кабли за поврзување.
Ако сакате да ја зголемите удобноста при слушање:
– Интегрирано коло (IC) за аудио засилувач (на пр. LM386), мал звучник од 8 оми и батерија од 9V.
3. Концепт на коло: LC тјунер и детектор на диоди
Клучната компонента на AM радиото е колото за LC штимање (индуктор L и кондензатор C). Ова коло избира една фреквенција од многуте сигнали што ги прима антената. Резонантната фреквенција е приближно:
\[
f = \frac{1}{2\pi\sqrt{LC}}
\]
Со променлив кондензатор, вредноста на C може да се промени така што радиото може да ги „исчистува“ AM фреквенциите (околу 530–1600 kHz, во зависност од регионалните стандарди).
Откако сигналот ќе биде избран од LC колото, диодата е одговорна за детекција/детекција на обвивката: RF брановиот дел се коригира така што се формира аудио сигнал.
4. Чекори за изработка на едноставно AM радио (Crystal Radio)
A. Изработка на калем
Постојат два општи пристапи:
1) Намотка со феритна прачка
– Подгответе феритна прачка (на пр. долга 8–12 см).
– Намотајте ја емајлираната жица околу 60–100 вртења, во зависност од варкото и целната лента.
– Направете „чепкање“ доколку е потребно (на пример на 10-тото или 20-тото намотување) за поврзувањето на антената, така што подесувањето ќе биде постабилно.
2) Воздушна калем (воздушно јадро)
– Како материјал за подготовка користете ПВЦ цевка со дијаметар од 2–3 см.
– Намотајте 80–120 вртења жица.
– Воздушните намотки се обично поголеми, но можат да работат добро, особено ако антената е соодветна.
Забелешка: Бројот на вртења не мора да биде точен. Можете да експериментирате: ако имате проблеми со добивањето сигнал, обидете се да го додадете или намалите бројот на вртења.
Б. Склопување на LC тјунерот
– Поврзете ја намотката L паралелно со променливиот кондензатор C.
– Едниот крај на LC е поврзан со антената (често преку славина), а другиот со земјата.
Техниките за поврзување на антената можат да влијаат на перформансите. Во многу дизајни, антената не е поврзана директно со крајот на главната намотка, туку со неколкукратен приклучок за да се намали оптоварувањето и да се подобри селективноста.
C. Додавање на детекторски диоди и аудио оптоварувања
– Земете го сигналот од излезната точка на LC колото (обично „жешкиот“ крај на намотката).
– Вметнете во германиумската диода (анодата до LC, катодата до аудио страната).
– По диодата, поврзете ја со слушалки со висока импеданса.
– Додадете паралелен кондензатор од 10 nF–100 nF на слушалките (опционално) за да го измазните преостанатиот RF за почист звук.
Едноставна концептуална шема:
1. Антена → (намотка за славина) → LC резервоар
2. LC резервоар → диода → слушалки → заземјување
D. Поврзување на антената и заземјувањето
Пасивните радио приемници како ова се многу зависни од антената и земјата:
– Користете го најдолгиот можен кабел за антена, поставен високо и подалеку од извори на бучава.
– Заземјувањето е многу корисно; поврзувањето со влажна земја е подобро од „лебдечка“ земја.
– Избегнувајте места во близина на полначи за префрлување, евтини LED светилки, рутери или лаптопи бидејќи тие можат да предизвикаат зуење/бучава.
Е. Штимање
– Вртете го полека променливиот кондензатор за да пребарувате станици.
– Понекогаш треба да ја поместите положбата на намотката на феритната прачка за да ја промените спојката и да го добиете максималниот сигнал.
5. Совети за подобрување на чувствителноста и квалитетот на звукот
1. Користете ја вистинската диода
Германиумските диоди (1N34A/1N60) имаат низок директен напон, што ги прави погодни за слаби сигнали. Вообичаените силиконски диоди како 1N4148 можат да работат, но обично даваат помал излез.
2. Користете пиезо или слушалки со висока импеданса
Слушалките со ниска импеданса можат да го преоптоварат детекторското коло, правејќи го звукот едвај чуен. Алтернативно, користете мал аудио трансформатор или додадете засилувач.
3. Додадете LM386 засилувач (опционално)
Ако сакате да користите звучници, креирајте фаза за засилувач:
– Излезот по диодата оди на влезот LM386 (преку спојниот кондензатор).
– LM386 е опремен со батерија од 6–9V.
– Излез до звучници од 8 оми.
Ова значително ќе го зголеми обемот.
4. Средете го распоредот
Предолгите кабли можат да собираат шум. На радиофреквенциите, распоредот е клучен. Држете ги LC конекциите што е можно пократки.
5. Обрнете внимание на селективноста
Ако станиците се преклопуваат, обидете се да го промените начинот на поврзување на антената (користете помалку вртења на славината) или користете намотка со ферит за да ја подобрите селективноста.
6. Безбедносни и практични забелешки
Едноставните радиоприемници се генерално безбедни бидејќи не вклучуваат високи напони. Сепак:
– Доколку поврзувате заземјување со домашна инсталација, осигурајте се дека ја разбирате електричната безбедност. Не поврзувајте на опасно коло.
– Надворешните антени се изложени на ризик од удар од гром. При лоши временски услови, отстранете ја антената од струјното коло.
– Доколку инсталирате долга антена надвор, користете изолатори и безбедна точка за влез.
7. Заклучок
Изградбата на AM радио со едноставни компоненти е многу корисен електронски проект за разбирање на концептите на резонанца, избор на фреквенција и демодулација на сигналот. Со намотка, променлив кондензатор, диода, антена и слушалки, можете да изградите основен AM приемник способен за примање локални емитувања. Резултатот можеби не е толку моќен како фабрички произведено радио, но тука лежи вредноста за учење: можете да експериментирате со бројот на намотки, типот на диода, должината на антената, па дури и со додавање на аудио засилувач.
Ако сакате, можам и јас:
– Направете комплетна шема на коло (кристално радио или верзија LM386),
– Пресметајте го проценетиот број на вртења врз основа на варкото што го имате,
– Дајте препораки за компоненти што лесно се наоѓаат во локалните продавници/пазари.
