Uvod in motivacija
Namen tega navodila je pokazati, kako oblikovati in zgraditi resonatorski krog, ki nam omogoča, da se nastavimo na dano radijsko frekvenco AM. Na kratko bomo obravnavali tudi, kako se prenašajo radijske frekvence in kako deluje amplitudna modulacija (AM).
Oprema in materiali
Spodaj so navedeni materiali, potrebni za izgradnjo in testiranje tega vezja.
- Razpredelnica
- Osciloskop
- Generator funkcij
- Napajanje
- Spremenljiv kondenzator
- Induktor - palica in tuljava; lahko ročno
- Radijska antena AM (izbirno)
- Jeklena palica
- Kabel, magnetne žice
- Komercialni radio - za testiranje
Namig pred začetkom:
Uporabite komercialni radio (tisti, ki ga že poznate), da preizkusite svoj delovni prostor, da se prepričate, ali boste lahko prevzeli radijski signal AM. Nekatere stavbe so AM-izolirane in bodo blokirale signale AM tudi za komercialne radijske postaje. Morda boste želeli tudi opaziti, katere radijske postaje se zdijo najmočnejše na vaši lokaciji, če želite najboljšo možnost za nabiranje.
Dobave:
Korak 1: Oblikovanje resonatorja
Oblikovanje resonatorja
Resonator je pasovni filter, ki filtrira frekvence zunaj določenega območja, ki je osredotočen na njegovo značilno resonančno frekvenco. Pasovni filter je sestavljen iz induktorja in kondenzatorja vzporedno. Resonančna frekvenca (v Hertz) filtra bo
kje L je induktivnost induktorja v Henries in C je kapacitivnost kondenzatorja v Faradsu. (Za več informacij o filtrirnih krogih si oglejte to).
Frekvence radijskih signalov AM segajo od 500 kHz do 1600 kHz. V idealnem primeru, da bi lahko dostopali do tega širokega spektra frekvenc AM, boste potrebovali spremenljiv kondenzator s dovolj širokim razponom, ki bo dal resonančno frekvenco okoli 500 kHz pri največji kapacitivnosti in frekvenco približno 1600 kHz pri najmanjši kapacitivnosti za induktivnost L . Spremenljivi kondenzatorji so težje dostopni kot induktorji, zato bo najverjetneje najbolj praktično najprej najti dostojno spremenljivo kondenzatorje in nato narediti induktor ustrezne induktivnosti.
Pomembno: Ne pozabite, da bo vsak element v vašem vezju verjetno prispeval nekaj induktivnosti ali kapacitivnosti, zato vaši izračuni ne bodo popolni. Priporočljivo je, da poskušate zajeti širši razpon frekvenc, kot se zdi potrebno, da bi omogočili določeno stopnjo napake.
Če se odločite za uporabo zunanje antene AM, bo to prispevalo pomembno induktivnost k vašemu krogu resonatorja. Razmislite o namestitvi vaše antene vzporedno z vašim namenskim induktorjem, če bi raje zmotili na strani manjše induktivnosti in v seriji z vašo induktorjem, če bi raje imeli večjo induktivnost. Upoštevajte, da uporaba zunanje antene ni potrebna, ker bo induktor palice in tuljave deloval kot antena. Če ne uporabljate zunanje antene, se morate prepričati, da imate tuljavo in tuljavo.
Če lahko izmerite induktivnost vaše antene, upoštevajte, da induktorji v seriji dodajo kot
in induktorji vzporedno dodajata kot
2. korak: Izdelava induktorja
Ustvarjanje induktorja
Izdelava lastne tuljave je lahko tako preprosta kot ovijanje žice okoli palice. Vendar je pomembno izračunati število obratov žice glede na širino žice in palice, material vašega droga in želeno induktivnost. Ta spletna stran je uporabna za izračun induktivnosti tuljave žice glede na radije žice in palice, relativno prepustnost materiala palice in število vrtljajev žice v tuljavi. Relativna prepustnost materiala vaše palice je precej preprosta. Skupne vrednosti relativne prepustnosti se lahko gibljejo od okoli 1 za zrak, les in aluminij do 100 za jeklo in do okoli 640 za ferit.
Medtem ko se tuljava z manj obrati zdi skušnjava, da bi vam prihranila nekaj dela, se zavedate, da ima več zavojev na vaši tuljavi veliko večjo stopnjo napake.
3. korak: Simulacija radijske postaje
Simulacija radijske postaje
Ker je zelo težko natančno vedeti, kakšna je induktivnost in kapacitivnost vašega resonatorskega vezja, je lahko zelo koristno, da nastavite resonator na zelo jasen, močan signal znane frekvence. Na srečo to ni težko narediti z generatorjem funkcij, kar vam omogoča nadzor frekvence vaše lastne simulirane radijske postaje!
Najprej boste morali oviti nekaj žic okrog jeklene palice. Število obratov žice ali velikosti palice in žice za to ne bi smelo biti pomembno, saj je namen te tuljave preprosto izdelati magnetno polje, ki ga antena prevzame (induktor palice in tuljave, izdelan v prejšnji korak ali zunanjo anteno, če jo uporabljate). Povežite konce tuljave z izhodom vašega funkcijskega generatorja in nastavite izhodno funkcijo generatorja frekvence kot frekvenco radijske postaje, ki jo boste želeli poslušati. Časovno spremenljiva napetost funkcijskega generatorja bo povzročila, da bo skozi žično tuljavo tekel časovno spremenljiv tok, kar bo povzročilo časovno spremenljivo magnetno polje. To magnetno polje bo antena prevzela in interpretirala kot radijska frekvenca.
4. korak: Prilagodite simulirano radijsko postajo
Prilagajanje na simulirano radijsko postajo
Zdaj, ko ste ustvarili svojo radijsko postajo, postavite tuljavo blizu antene, da zagotovite, da bo vaš signal močan in jasen. Oglejte si izhod svojega resonatorja na osciloskopu. Signal iz vaše tuljave mora biti precej očiten, vendar poskusite prilagoditi kapacitivnost spremenljivega kondenzatorja, da vidite, če lahko opazite razliko. Ko ste prepričani, da ste videli signal iz vaše simulirane radijske postaje, prilagodite spremenljivi kondenzator, dokler se zdi, da je signal, ki ga vidite, največji. Ta konfiguracija mora biti idealna kapacitivnost za pobiranje radijskega signala frekvence, ki jo določa generator funkcije.
5. korak: Prilagajanje signala Real AM
Prilagajanje signala Real AM
Ko najdete konfiguracijo, ki jo želite uporabiti za prevzem želene frekvence, izklopite generator funkcij. Vaš resonator naj bo nastavljen tako, da bo sprejemal radijske signale te frekvence, vendar boste morda še vedno želeli malo prilagoditi svoj kondenzator, da se prepričate, da boste najbolje izkoristili radijsko frekvenco.
Upoštevajte, da signal, ki ga dvigujete, ni avdio signal, to pomeni, da tega izhodnega signala ne morete prenesti v zvočnik in pričakovati, da boste slišali radijsko oddajo. AM radijski signali so amplitudno modulirani, tako da se avdio signal modulira preko nosilnega vala (glej sliko spodaj).
Na zaslonu osciloskopa lahko amplitudno moduliran signal izgleda takole:
Da bi dobili avdio signal, je potrebno zgraditi demodulator za demodulacijo signala AM, vendar je to tema za drug dan.
