Récepteur à conversion directe toutes bandes : 6 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:07

Ce Instructable décrit un récepteur toutes bandes expérimental « Conversion directe » pour la réception de signaux radio à bande latérale unique, code morse et télétype jusqu'à 80 MHz. Les circuits réglés ne sont pas nécessaires !

Ce projet avancé s'appuie sur mon premier Instructable

Le concept de ce récepteur a été publié pour la première fois en 2001: « Produit détecteur et méthode pour cela », Brevet US6230000 B1, 8 mai 2001, Daniel Richard Tayloe,

Étape 1: Théorie

Le circuit ci-dessus montre un commutateur, une résistance et un condensateur connectés en série.

Point de vue AC (courant alternatif)

Si nous fermons l'interrupteur et appliquons un signal alternatif à l'entrée, une tension alternative apparaîtra aux bornes du condensateur, dont l'amplitude diminuera avec l'augmentation de la fréquence en raison de l'action du diviseur de tension.

La fréquence à laquelle la tension alternative aux bornes du condensateur tombe à 70 % de l'entrée est particulièrement intéressante pour nous. Cette fréquence, appelée « fréquence de coupure », se produit lorsque la réactance Xc du condensateur est égale à la résistance R. Les fréquences supérieures à la fréquence de coupure sont atténuées à raison de 6dB/octave.

La fréquence de coupure de mon circuit a été réglée sur 3000 Hz, ce qui signifie qu'il n'y a pas de sortie CA pour les fréquences de diffusion et supérieures.

Point de vue DC (courant continu)

Si nous fermons l'interrupteur et appliquons une tension continue à l'entrée, le condensateur commencera à se charger à cette valeur. Si nous ouvrons l'interrupteur avant que le condensateur ne soit complètement chargé, la tension aux bornes de C restera constante jusqu'à ce que l'interrupteur soit à nouveau fermé.

Réception d'un signal haute fréquence

Passons maintenant un signal haute fréquence à travers un commutateur qui s'ouvre et se ferme de telle sorte que la même partie du signal entrant soit présentée au réseau RC décrit ci-dessus. Même si le signal entrant est bien au-dessus de la fréquence de coupure de 3000 Hz, le condensateur est toujours présenté avec la même forme d'onde CC unipolaire et se chargera à la valeur moyenne de cette forme d'onde.

Si le signal entrant diffère légèrement de la fréquence de commutation, le condensateur commencera à se charger et à se décharger lorsqu'il rencontrera différents segments de forme du signal entrant. Si la fréquence de différence est, disons, de 1000 Hz, nous entendrons une tonalité de 1000 Hz à travers le condensateur. L'amplitude de cette tonalité chutera rapidement une fois que la fréquence de différence dépassera la fréquence de coupure (3000 Hz) du réseau RC.

Sommaire

• La fréquence de commutation détermine la fréquence de réception.
• La combinaison RC détermine la fréquence audio la plus élevée pouvant être entendue.
• Une amplification est nécessaire car les signaux d'entrée sont très faibles (microvolts)

Étape 2: Diagramme schématique

Le circuit ci-dessus a deux réseaux RC (résistance - condensateur) commutés. La raison de l'existence de deux réseaux est que toutes les formes d'onde ont une forme d'onde à tension positive et une forme d'onde à tension négative.

Le premier réseau comprend R5, le commutateur 2B2 et C8… le deuxième réseau comprend R5, le commutateur 2B3 et C9.

L'amplificateur différentiel IC5 additionne les sorties positives et négatives des deux réseaux et transmet le signal audio via C15 à la borne "sortie audio" de J2.

Équations de conception pour R5, C8 et R5, C9:

XC8=2R5 où XC8 est la réactance capacitive 1/(2*pi*cutoff-freq*C8)

Les valeurs de 50 ohms et 0.47uF produisent une fréquence de coupure de 3000Hz

La raison du multiplicateur 2* est que le signal d'entrée n'est présenté à chaque réseau que pendant la moitié du temps, ce qui double effectivement la constante de temps.

Équations de conception pour R7, C13

XC13=R7 où XC13 est la réactance capacitive 1/(2*pi*cutoff-freq*C13). Le but de ce réseau est d'atténuer davantage les signaux haute fréquence et le bruit.

L'amplificateur audio:

Le gain audio de l'ampli-op IC5 est défini par le rapport R7/R5 qui équivaut à un gain de tension de 10000/50 = 200 (46dB). Pour obtenir ce gain, R5 a été connecté à la sortie basse impédance de l'amplificateur RF (radiofréquence) IC1.

L'amplificateur RF:

Le gain de tension de IC1 est défini par le rapport de R4/R3 qui équivaut à 1000/50 = 20 (26dB) donnant un gain global approchant 72dB qui convient à l'écoute au casque.

Les circuits logiques:

IC4 agit comme un amplificateur tampon entre le signal 3 volts crête à crête de la synthèse et la logique 5 volts pour IC2. L'amplificateur tampon a un gain de 2 qui est défini par le rapport des résistances R6/R8.

IC2B est câblé comme un diviseur par deux. Cela garantit que les condensateurs C8 et C9 sont connectés à R5 pendant des durées égales.

Étape 3: Circuit imprimé

Vues de dessus et de dessous du circuit imprimé avant et après son assemblage.

Un ensemble complet de fichiers Gerber est inclus dans le fichier zip ci-joint. Pour produire votre propre PCB, envoyez simplement ce fichier à un fabricant de circuits imprimés… obtenez d'abord un devis car les prix varient.

Étape 4: Oscillateur local

Ce récepteur utilise le synthétiseur de fréquence décrit dans

Le fichier joint "direct-conversion-receiver.txt" contient le code *.ino pour ce récepteur.

Ce code est presque identique au code du synthétiseur de fréquence ci-dessus, sauf que la fréquence de sortie est le double de la fréquence d'affichage pour permettre le circuit de division par deux sur la carte du récepteur.

2018-04-30

Code original au format.ino joint.

Étape 5: Assemblage

La photo principale montre comment tout est interconnecté.

Les SMD (dispositifs à montage en surface) ont été choisis car vous ne voulez pas de longs fils lors de la commutation à 80 MHz. Les composants CMS 0805 ont été choisis pour faciliter le soudage à la main.

En ce qui concerne le soudage à la main, il est important d'acheter un fer à température contrôlée, car trop de chaleur entraînera le soulèvement des pistes du PCB. J'ai utilisé un fer à souder à température contrôlée de 30W. Le secret est d'utiliser beaucoup de flux de gel. Augmentez la température de soudure jusqu'à ce que la soudure fonde. Appliquez maintenant de la soudure sur une pastille et, avec le fer à souder toujours sur la pastille, faites glisser le composant 0805 contre le fer à souder à l'aide d'une pince à épiler. Lorsque le composant est correctement positionné, retirez le fer à souder. Maintenant, soudez l'extrémité restante, puis nettoyez votre travail avec de l'alcool isopropylique disponible chez votre pharmacien local.

Étape 6: Performances

Que dire… ça marche !!

Les meilleures performances sont obtenues en utilisant une antenne résonante à faible impédance pour la bande d'intérêt.

Au lieu d'écouteurs, j'ai ajouté un amplificateur audio 12 volts et un haut-parleur. Le préamplificateur audio avait son propre régulateur de tension intégré pour réduire le risque d'une boucle de rétroaction en mode commun via l'alimentation par batterie de 12 volts.

Les clips audio joints ont été obtenus à l'aide d'une boucle de fil d'environ 2 mètres de diamètre. Le centre de la boucle a été passé à travers un trou d'un noyau de ferrite à deux trous avec un secondaire de 10 tours connecté entre la terre et l'entrée du récepteur.

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