Circuito do misturador modulador AM


11

Encontrei um circuito transmissor AM muito básico no vídeo do youtube aqui . O esquema está abaixo:

esquemático

Estou um pouco confuso no circuito do amplificador operacional à direita. Parece que o amplificador operacional está realmente apenas tomando a diferença entre os sinais da mensagem e da operadora - não os multiplicando como deveria estar fazendo.

Não estou absolutamente convencido de que essa parte do circuito seja um mixer de frequência. Eu sou apenas louco?


Também não estou convencido. O segundo amplificador operacional é conectado como um amplificador inversor com um desvio CC (variável de 100k, etc.) O sinal de 'áudio' está apenas movendo esse nível para cima e para baixo.
JIm Dearden

Respostas:


6

Além do meu comentário. Você está certo ao precisar de alguma forma de multiplicador. Talvez a adição a seguir possa ser feita para melhorar o circuito. O FET atua como um resistor controlado por tensão, alterando o ganho do amplificador operacional, criando um sinal AM.

insira a descrição da imagem aqui


JIm Derden sempre o guru analógico!
Sandun Padrão

@sandundhammika Thanks. Andy também faz questão de enfatizar que, ao pressionar a entrada do amplificador operacional no limite de tensão mais baixo, ele efetivamente envia a saída para o trilho. O sinal de áudio o tira dessa região (não linear) e cria alguma AM por acidente e não por design.
JIm Dearden

Obrigado por compartilhar a resposta Jim. Eu pude usar uma variação dessa idéia para fazer com que o circuito funcionasse razoavelmente bem, embora, como eu e você estejam indicando, isso seja apenas modulação de banda de lado único (?) Detalhes do circuito e demonstração estão disponíveis no github. com / tardate / LittleArduinoProjects / tree / master /… para quem se interessar em berço.
tardate 15/09/15

Eu acho que o modulador am projetado usando FET, conforme publicado por jim works. Aqui está mais. appliedelectronicsengineering.blogspot.com/2015/10/...

Desculpas por esbarrar em um post antigo. @JImDearden, você não pode simplesmente usar um transistor BJT no lugar do FET e OPAMP?
26415 Klik

2

Observe a presença do pote de 100k - Por que está lá? Ele desempenha alguma função linear em um amplificador de soma? Na verdade, não - o meu palpite é que isso influencia a saída contra (digamos) o trilho inferior da fonte de alimentação (+ 1,5V para o TL072).

Sem sinal de modulação, a portadora não está presente (ou quase não está) na saída do final do amplificador operacional - o potenciômetro de 100k garante isso. Quando um sinal de modulação é inserido, a saída do amplificador operacional é "levantada" para fora da saturação da saída, permitindo assim que a "portadora" rompa e, rompe com uma amplitude que é governada pela modulação.

É oi-fi? Não - a distorção de saída no rádio é difícil de dizer (porque é um rádio pequeno e ruim), mas será algo como AM.

No final do vídeo, mostrou a forma de onda e é exatamente isso que está acontecendo.


Concordo que acho que o sinal sofrerá muita distorção e será difícil ajustar os ganhos nesse amplificador para fazer com que o receptor passe o sinal.
user6972

@ user6972 Absolutamente, mas é um ótimo exemplo de não linearites de circuito simples em ação. Também é uma pena que as perguntas do youtube levantadas não tenham sido respondidas pelo locutor no vídeo - as pessoas simplesmente não estão convencidas por causa da "anomalia" do circuito.
Andy aka

Hmm ... estou tendo problemas para entender sua resposta. Como o pote de 100k garante que a portadora não esteja presente na saída quando não há sinal de modulação? Além disso, estou confuso sobre o que você quer dizer com "saturação de saída" e a operadora "rompendo". Isso significa que a transportadora tem uma voltagem para balançar? Obrigado pela ajuda! Eu sou muito novo para isso, se você não tenha notado :)
superkittens

@superkittens O pote de 100k pode definir o nível de CC no pino1 do amplificador operacional do lado direito. Se estivesse definido no meio de sua faixa, o op-amp o / p no pino1 estaria em 4,5V e você veria a forma de onda portadora. Qualquer sinal de modulação faria com que a portadora passasse ao longo do sinal de modulação em movimento lento (relativo). Claro que isso não é AM, é a adição do sinal A e do sinal B. No entanto, o pote está ajustando o pino1 em 1,5V (o op-amp o / p é "pressionado" contra o ponto mais baixo possível). O sinal de modulação afasta o o / p de 1,5V e a parte superior da portadora emerge "moldada" pela modulação.
Andy aka

0

Primeiro, alguém postando um vídeo do YouTube ou uma página da Web é ortogonal ao bom design. De fato, se não for uma página da web profissional, é mais provável que seja uma porcaria. Pense nisso. O cara que sabe o que está fazendo e cria um modulador rápido e sujo de AM não pensa em nada de especial e provavelmente não publicará uma página da web. O cara que passou duas semanas em tentativa e erro aleatórios tem muito mais probabilidade de postar com orgulho "Olha, meu mundo, eu fiz um modulador !!!" .

Segundo, a modulação AM não é uma multiplicação pura. Isso seria banda lateral dupla. Se você expressar AM como uma multiplicação, precisará adicionar um deslocamento. Também pode ser pensado como ajustar o volume de um oscilador em tempo real, o que não é tão difícil de realizar na eletrônica analógica.

Agora para o circuito. Um TL072 não é uma ótima opção para sinais de 1,2 MHz. Provavelmente é o que esse cara tinha em sua caixa de lixo, o que é mais uma prova de que isso é menos do que um design profissional. A falta de designadores de componentes é outra pista forte.

No entanto, esse circuito pode realmente funcionar bem o suficiente, dentro dos limites do baixo ganho do opamp na frequência da portadora. Observe que, quando o pote está no centro, ele polariza o opamp em 1,6 V. Agora observe a faixa de modo comum do TL072 e veja o amplo espaço livre necessário nas duas extremidades. Eu acho que o que está acontecendo é que a modulação é realizada cortando a portadora em um nível diferente, dependendo do sinal de modulação. O pote é ajustado para que a transportadora fique quase na metade cortada sem sinal de entrada. Isso permite que o sinal de entrada faça com que a operadora vá de 0 a plena enquanto estiver ociosa a 50%.

Você provavelmente está pensando que introduziria uma distorção horrível. Sim, mas note que essa distorção está na portadora, que é uma frequência fixa. Ao observar o espectro de frequência, a distorção aparece como harmônica, que ocorrerá em todos os múltiplos inteiros da frequência portadora. Portanto, esse esquema de modulação introduz muitos componentes de distorção, sendo o mais baixo o dobro da frequência da portadora. No entanto, o rádio que recebe isso simplesmente rejeitará esses componentes porque eles estão fora da banda. Este modulador faz uma bagunça em outras frequências, mas na frequência de interesse parece que pode funcionar bem o suficiente.

Algo assim nunca passaria nos testes da FCC devido à grande quantidade de porcaria fora de banda que irradia. Mas se você estiver fazendo isso em uma sala com uma antena pequena, a porcaria não irá muito longe e provavelmente não causará problemas suficientes para que alguém se queixe.


-2

Eu não assisti o vídeo, mas isso pode realmente funcionar. Eu não vi essa técnica antes, mas é uma espécie de pseudo-am. Eles estão usando um amplificador de diferença com ganho igual para ambos os sinais. Os dois potes são usados ​​para fazer pequenos ajustes no ganho de áudio ou portadora. Eu tenho que assumir que isso é um pouco delicado para acertar.

A topologia do amplificador de diferença é basicamente:

amplificador de diferença

RfR1=RgR2

Vo=RfR1(V2V1)

Você está certo que isso não está se multiplicando, mas você acaba tendo um AC ligado na operadora que se parece com isso (azul é a saída pseudo-am e vermelho é a entrada de áudio):

sou mod?

Se você executar isso através de um detector de diodo, ele passará a parte CA para o filtro passa-baixo com uma variedade de distorções, dependendo do balanço do sinal transmitido e da intensidade com que o diodo é ativado.

insira a descrição da imagem aqui

Eu não gastei o tempo certo para realmente olhar para isso. No entanto, minha análise rápida sugere que pode funcionar. Mas não é modulação AM e pode haver muita distorção como Andy Aka menciona devido a condições não ideais (o que pode até ajudar a introduzir AM na taxa de áudio).


EDIT: Pode não ser óbvio como isso poderia funcionar em um rádio AM. A portadora influencia o receptor e o diodo. Nenhum envelope foi encontrado; portanto, um receptor típico ajustará o ganho de AGC para cima. Este pequeno transmissor está emitindo um sinal de áudio amplificado muito forte diretamente no fio aberto (a tampa de acoplamento de 100pF não faz sentido para esse sinal porque o fio está aberto). Definitivamente haverá algum vazamento diretamente no receptor AM, se estiver por perto. A maioria dos receptores AM não tem muita filtragem abaixo de 500Khz na entrada, e a seção de áudio que está ligada e funcionando com dificuldade só precisa captar parte do sinal acoplado. A filtragem será mais forte no IF, no entanto, dependendo da arquitetura, você pode escolher uma frequência RX onde a imagem fica entre 1Khz e 15Khz (ou no 2º ou 3º harmônico do filtro) e obter ajuda dos amplificadores do IF.


Edit2: Veja, se isso funciona, é apenas porque os receptores AM são altamente suscetíveis ao ruído de várias fontes, incluindo alimentação direta, o que estou sugerindo. A operadora está enviesando o receptor AM, mas não há modulação na própria operadora, portanto, a única coisa que o back-end capta é o ruído e isso aumenta seu ganho. Isso permite que o áudio amplificado seja transmitido (sugeri alguns caminhos prováveis) que não funcionarão de maneira confiável e provavelmente só funcionarão na configuração desse cara, porque eles estão muito próximos. Se você já ouviu um zumbido de 60 hz no seu rádio AM experimental no laboratório ou talvez o alternador do seu carro zumbindo no rádio AM, é um efeito semelhante.


Seria interessante ver como é o sinal pseudo-am no circuito real. O áudio está realmente desligando a operadora devido às condições de polarização, como sugere Andy?
user6972

1
Não, não é assim que a desmodulação AM funciona. Lembre-se de que um receptor AM começa com um filtro de banda muito estreita. O sinal de modulação em seu primeiro gráfico é adicionado à operadora e será rejeitado por esse filtro. Pense nisso no espaço de frequência. Toda a sua premissa está completamente errada. Outra maneira de pensar sobre isso é que o "detector de diodos" que você mencionou nunca verá o sinal no primeiro gráfico.
precisa

@OlinLathrop Eu concordo com você, no entanto, depende de como o sistema TX / RX é configurado na demonstração, porque com apenas um passe de banda fraco (usado no gráfico que fiz acima), o sinal AC passa o suficiente para ser detectado. Eu entendo que isso vai contra a corrente, mas estou apenas olhando como isso pode funcionar. Está fora da caixa.
user6972

Eu apenas fui ao link para ver o que havia, mas minha conexão de dados de celular é muito ruim para começar a visualizá-la. Se ele está usando um detector caseiro de baixa qualidade, provavelmente não está recebendo muita filtragem em toda a banda. Obrigado pela votação de qualquer maneira.
user6972

1
Você está perdendo o ponto em que o sinal de áudio de 10 kHz não se propaga pela antena. Do ponto de vista da RF, que é basicamente CC, e DC é perdida nas transmissões de rádio. A única maneira de o seu esquema funcionar é com uma conexão direta que pode transportar as baixas frequências, mas não é disso que se fala aqui. Observe a saída do segundo opamp claramente entrando em uma tampa e antena de 100 pF. 10 kHz simplesmente não vão chegar a nenhuma antena receptora, mesmo que o sintonizador receptor não a filtre de alguma forma. Pense na sua forma de onda no espaço de frequência.
precisa
Ao utilizar nosso site, você reconhece que leu e compreendeu nossa Política de Cookies e nossa Política de Privacidade.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.