Простой ВЧ-приемник (27 МГц)

В предыдущей статье мы рассмотрели простой ВЧ передатчик, работающий на частоте 27 МГц. В частности, мы узнали о различных шагах, необходимых для простого передатчика и собрали его для ведения непрерывной передачи. На этой неделе мы собираемся построить приемник, который является идеальной парой для передатчика с прошлой недели!
В этой статье мы создадим простой модуль ВЧ приемника, работающий на частоте 27 МГц и включающий светодиод при обнаружении любого сигнала от передатчика. Очень простая идея, но как вы скоро обнаружите, на её реализацию будет потрачено много ресурсов.  Мы будем делать нашу собственную ПП для этой схемы, так что найдите хлорид железа и фольгированный текстолит.

Одиночный простой ВЧ-приемник + парный передатчик (27 МГц) – Собранный проект

Цель и обзор этого проекта

Целью этого проекта является создание конечного ВЧ приемника для приема сигнала 27 МГц, ожидаемого нами для подачи на два этапа усиления, для того чтобы затем использовать его для включения светодиода. Это процесс противоположен работе передатчика.

Конечным приемником будет старая регенеративная схема, использующаяся на протяжении десятилетий. Усилительные каскады будут одно транзисторными усилителями, которые в основном сдвигают  сигнал между питанием и землей. В конце есть таймер 555, который будет использоваться в качестве компаратора, который будет говорить нам о том, делал ли что то наш сигнал или нет, зажигая зеленый светодиод.

Обзор схемы

Естественно, схема этого проекта читается слева направо. Начинается схема с антенны и конечного регенеративного приемника, потом идут усилительные каскады, а затем 555 таймер.

Особенности схемы

Конечный регенеративный приемник
Это очень распространенный конечный регенертивный приемник, который вы можете найти в схемах по всей сети. Я использовал детали, которые были у меня под рукой, вы можете немного отойти от представленных номиналов, за исключением L2 и С2, которые используются для настройки контура на 27,145 МГц.

Усилительные каскады
Два этапа усиления есть в середине схемы. Они используются для "перемещения" ​​сигнала обратно в прямоугольную цифровую форму, либо в одно из двух состояний: +5В или 0В. Я уверен, что эти усилители могут быть переделаны для получения лучшей производительности, но текущее решение должно работать достаточно хорошо для наших требований.

Компаратор приемника на 555 таймере
Усиленный сигнал идет на таймер 555 в виде первоначальной прямоугольной волны, где 555 таймер используется для обнаружения напряжения с внутренних компараторов, чтобы создать выходной сигнал, который включает зеленый светодиод.

Обзор платы
Разводка платы для этого проекта была сделана таким же образом, как на схеме. Конечный приемник можно найти на верхней левой стороне платы, затем идут усилительные каскады в правом верхнем углу и, наконец, 555 таймер и наш светодиод в нижней правой стороне.

Особенности разводки платы

Земля
Так же, как в передатчике, довольно важно иметь землю в приемнике, для лучшего взаимодействия с антенной и защиты схемы от дополнительных шумов. Непрерывная земля была бы идеальной, но для простоты мы будем использовать одиночные дорожки.

Ширина трассировки
Я просто выбрал хорошую ширину для красоты ПП, но кажется, что менее широкие дорожки были бы лучше для ВЧ схем … Но я не верю, что на таких низких частотах будет выигрыш в производительности.

Принцип работы

Этот раздел будет посвящен 3-м основным частям простого ВЧ приемника. Сначала мы рассмотрим один из наиболее важных компонентов - катушку индуктивности, используемую для настройки, потом мы продолжим и посмотрим на выход из приемника (когда передатчик передает) в различных точках цепи вплоть до выхода 555 таймера.

Катушка индуктивности
Правильное изготовление 6 витковой катушки для этого проекта чрезвычайно важно. Вы должны иметь ферритовый или тороидный сердечник AL = 25, для получения правильной индуктивности. Я решил использовать тороид, потому что его легче варьировать, когда вам нужно получить правильно настроенную индуктивность. Таким образом, изготовление катушки не так сложно, как кажется, возьмите обмоточный провод и ваш ферритовый сердечник и оберните обмоточный провод вокруг сердечника 6 раз, как на картинке ниже:

Обмоточный провод покрыт жесткой изоляцией, которую вы либо сожжете паяльником, или соскребете кусачками. Как вы можете видеть выше, я решил соскрести изоляцию. На картинке ниже вы можете увидеть обмоточный провод обернутый вокруг тороида немного свободно, так, чтобы провода можно сдвинуть ближе или дальше друг от друга, чтобы изменить значение индуктивности тороидальной катушки индуктивности.

Вы можете найти формулу для тороидного ядра с AL = 25 и 6 витков обмоточного провода AWG26 и рассчитать индуктивности при помощи математики. Когда я измерил индуктивность самодельного индуктора, вышло около 0.7uH. Но это может легко варьироваться +/- 0.200uH, сдвижением обмоточных проводов ближе друг к другу, или оттягивая их дальше друг от друга.

Выход схемы колебательного контура

После колдовства сборки схемы регенеративного приемника , мы сможем увидеть некоторый начальный выход на приемнике с нашего передатчика. Точку в схеме мы будем смотреть сразу же после колебательного LC контура и блокировочного конденсатора постоянного тока:

Левая картинка с этой точки показывает момент, когда ничего не передается. Сравните её с правой картинкой, на которой показан вид этой точки при ведении передатчиком активной передачи. Вы можете посмотреть на нашу несущую частоту, чтобы настроить LC контур как надо, по сравнению с измерением фонового шума, который является просто шумом.

Выход первого усилителя

Так как наш сигнал прошел через колебательный LC контур, и, как мы и ожидали, нам нужно усиливать его, чтобы вернуть его на уровень, когда мы можем использовать его. Ниже можно увидеть выход с первого каскада усиления:

Этот выход намного больше, чем наши входные 22mv, около 218mv, но он ещё не достаточно хорош, чтобы использоваться с нашими 555 таймером, включенным как компаратор. Итак, давайте еще усиливать сигнал.

Выход усилителя (второй каскад)

Теперь мы взглянем на выход 2-го каскада усиления. Этой второй стадии должно быть более чем достаточно, чтобы наши оригинальные 22mv принимаемого сигнала обратно превратились в прямоугольную волну, которая была изначально.

Как вы можете видеть выше, меандр очень похож на тот, который передается передатчиком. Пиковые напряжения 4,69В и 0В, поэтому сигнал готов к отправке на входы 555 таймера.

Выход 555 таймера

555 таймер  в качестве компаратора. Всякий раз, когда входное напряжение превышает + (2/3) Vcc или ниже + (1/3) Vcc 555 таймер меняет состояния. Он также выступает в качестве примитивного фильтра импульсных помех, но не очень эффективно.

Как вы можете видеть, выход с 555 таймера - точно такой же меандр, как полученный с 555 таймера на передатчике. В результате осталась одна любопытная вещь … частота, кажется, подскочила на 100 Гц. К сожалению, я не могу объяснить, почему это произошло.

Сборка платы ВЧ приемника

Ниже вы можете видеть все детали, необходимые для начала сборки схемы в точности, как вы видели на схеме. Начнем со сборки всех необходимых деталей и ПП:

Моим первым шагом была сборка конечного приемника.

Затем добавляется первый усилительный каскад.

Потом второй усилительный каскад.

Наконец, схема приемника/LED драйвера на 555 таймере паяется на место.

Для сборки антенны просто подключите провод к плате. Чем длиннее, тем лучше, но 30-40 см достаточно хорошо. Как вы можете видеть выше, я использовал соломинку, чтобы держать антенну прямо. Сейчас, этот момент наступил, давайте же испытаем его!

Данные и наблюдения

Таким образом, после недельного ожидания для получения ВЧ приемника, мы можем, наконец, положить пару передатчик и приемник вместе и посмотреть, как они работают. Видео ниже демонстрирует пару передатчик/приемник в действии, показывающих код Морзе для показа возможности передачи.

Теперь вы должны быть на 100% уверены, что беспроводная система, созданная в этих двух статьях, фактически работает и достигает нашей цели беспроводного включения светодиода. На самом деле индикатор фактически включается и выключается очень быстро из-за меандра, посылаемого ему 555 таймером, и это так быстро, что наш глаз не замечает этого, что создает немного иллюзий.  Тем не менее, если нам нужно, мы могли бы легко изменить этот меандр включая/выключая сигнал когда нам нужно.

Список радиоэлементов

^{Скачать список элементов (PDF)}

Оригинал статьи

Теги:

• Перевод
• Радиоприем