Uvod i motivacija
Svrha ovog Instructable je pokazati kako dizajnirati i izgraditi rezonatorski krug koji će nam omogućiti podešavanje na zadanu AM radio frekvenciju. Također ćemo ukratko raspraviti kako se emitiraju radio frekvencije i kako radi amplitudna modulacija (AM).
Oprema i materijali
U nastavku su navedeni materijali potrebni za izgradnju i ispitivanje ovog kruga.
- daska za kruh
- Osciloskop
- Generator funkcija
- Napajanje
- Promjenjivi kondenzator
- Induktor - štap i svitak; može se napraviti ručno
- AM radio antena (opcija)
- Čelična šipka
- Kabel, magnetne žice
- Komercijalni radio - za testiranje
Savjet prije početka:
Koristite komercijalni radio (onaj za koji već znate) da biste testirali svoj radni prostor kako biste bili sigurni da ćete moći preuzeti AM radio signal. Neke zgrade su AM-izolirane i blokirat će AM signale čak i za komercijalne radijske postaje. Vi svibanj također žele uzeti na znanje koji radio stanice čini najjači na vašem mjestu, ako želite najbolje šanse za branje nešto gore.
Pribor:
Korak 1: Projektiranje rezonatora
Projektiranje rezonatora
Rezonator je pojasni filtar koji filtrira frekvencije izvan nekog raspona usredotočenog na njegovu karakterističnu rezonantnu frekvenciju. Pojasni filtar sastoji se od induktora i kondenzatora paralelno. Rezonantna frekvencija (u Hertz) filtra će biti
gdje L je induktivnost induktora u Henries i C je kapacitet kondenzatora u Faradsu. (Za više informacija o filtarskim krugovima pogledajte ovo).
Frekvencije AM radio signala kreću se od 500 kHz do 1600 kHz. U idealnom slučaju, da biste mogli pristupiti ovom širokom rasponu AM frekvencija, trebat će vam varijabilni kondenzator sa dovoljno širokim rasponom da biste dobili rezonantnu frekvenciju od oko 500 kHz na najvećoj kapacitivnosti i frekvenciju od oko 1600 kHz na najmanje kapacitivnosti za induktanca L , Varijabilni kondenzatori teže dolaze od induktora, tako da će vjerojatno biti najpraktičnije pronaći pristojan kondenzator, a zatim napraviti induktor odgovarajuće induktivnosti.
Važno: Imajte na umu da će bilo koji element u vašem krugu vjerojatno pridonijeti nekom induktivitetu ili kapacitivnosti, tako da vaši izračuni neće biti savršeni. Poželjno je pokušati pokriti širi raspon frekvencija od onoga što se čini potrebnim, kako bi se omogućila određena granica pogreške.
Ako se odlučite za korištenje vanjske AM antene, to će pridonijeti značajan induktivitet na svoj rezonator sklop. Razmislite o postavljanju antene paralelno s vašim namjenskim induktorom ako biste radije griješili na strani manje induktivnosti i serijski sa svojim induktorom ako biste radije imali veću induktivnost. Imajte na umu da uporaba vanjske antene nije potrebna, jer će induktor štapova i svitaka djelovati kao antena. Ako ne koristite vanjsku antenu, morat ćete se pobrinuti da imate induktor štapova i zavojnica.
Ako možete izmjeriti induktivnost vaše antene, imajte na umu da induktori u seriji dodati kao
i prigušnice paralelno dodaju kao
Korak 2: Izrada induktora
Stvaranje induktora
Izrada vlastite induktor može biti kao jednostavan kao omatanje žice oko štap. Međutim, važno je izračunati potreban broj zavoja žice s obzirom na širinu žice i šipke, materijal štapa i željenu induktivnost. Ova web stranica je korisna za izračunavanje induktivnosti svitka žice s obzirom na radijuse žice i štapa, relativnu propusnost materijala šipke i broj zavoja žice u svitku. Relativna propusnost materijala vašeg štapa je prilično jednostavna za gledanje. Uobičajene vrijednosti relativne propusnosti mogu se kretati od oko 1 za zrak, drvo i aluminij do 100 za čelik i do oko 640 za ferit.
Dok izradu zavojnica s manje okreta čini primamljivo da vam uštedjeti neki posao, shvatiti da imaju više okreće na vašem zavojnica omogućuje mnogo veću marginu pogreške.
Korak 3: Simulacija radijske postaje
Simulacija radio postaje
Budući da je tako teško znati točno induktivnost i kapacitet vašeg rezonatorskog kruga, može biti izuzetno korisno podesiti rezonator na vrlo jasan, jak signal poznate frekvencije. Srećom, to nije teško učiniti s funkcijom generatora, a to će vam omogućiti da kontrolira frekvenciju vaše vlastite simulirane radio stanice!
Prvo ćete morati omotati nekoliko zavoja žice oko čelične šipke. Broj zavoja žice ili veličine šipke i žice ne bi trebali biti važni za ovo, jer je svrha ove zavojnice jednostavno proizvesti magnetsko polje koje će antena podići (induktor šipke i svitka napravljen u prethodni korak ili vanjsku antenu, ako je koristite). Spojite krajeve zavojnice na izlaz vašeg funkcijskog generatora i postavite izlaz funkcije generatora na frekvenciju radio stanice koju želite pokupiti. Vremenski promjenjivi napon generatora funkcije uzrokovat će prolaz struje koja se mijenja kroz vrijeme kroz žičanu zavojnicu, što će zauzvrat proizvesti magnetsko polje koje se mijenja u vremenu. To će magnetno polje preuzeti antena i interpretirati kao radio frekvencija.
Korak 4: Ugađanje simulirane radijske postaje
Ugađanje simulirane radijske postaje
Sada kada ste stvorili vlastitu radiopostaju, postavite zavojnicu blizu antene kako biste osigurali da vaš signal bude jak i jasan. Pogledajte izlaz vašeg rezonatora na osciloskopu. Signal iz vašeg coil bi trebao biti prilično očigledan, ali pokušajte podešavanje kapaciteta vašeg promjenjivog kondenzatora vidjeti ako možete primijetiti razliku. Kada budete sigurni da vidite ono što vidite na simuliranoj radijskoj postaji, prilagodite promjenjivi kondenzator sve dok se čini da je signal koji vidite ne bude maksimalan. Ta konfiguracija trebala bi biti idealan kapacitet za prikupljanje radio signala frekvencije koju je postavio generator funkcija.
Korak 5: Ugađanje Real AM signala
Ugađanje Real AM signala
Kada pronađete konfiguraciju koju želite upotrijebiti za preuzimanje željene frekvencije, isključite generator funkcija. Vaš rezonator bi trebao biti podešen da pokupi radio signale te frekvencije, ali još uvijek možete napraviti malo fino ugađanje sa svojim kondenzatorom kako biste bili sigurni da podižete radio frekvenciju najbolje što možete.
Imajte na umu da signal koji podižete nije audio signal, to jest, taj izlaz ne možete odnijeti na zvučnik i očekivati da ćete čuti radio emisiju. AM radio signali su amplitudno modulirani, tako da se audio signal modulira preko nosivog vala (vidi sliku ispod).
Na zaslonu osciloskopa, amplitudno modulirani signal može izgledati ovako:
Da bi se dobio audio signal, potrebno je izgraditi demodulator za demodulaciju AM signala, ali to je tema za drugi dan.
