Circuit de mélangeur modulateur AM

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J'ai trouvé un circuit d'émetteur AM très basique sur la vidéo youtube ici . Le schéma est ci-dessous:

schématique

Je suis un peu confus sur le circuit d'ampli op à droite. Il semble que l'ampli-op ne prenne vraiment que la différence entre le signal et les signaux de la porteuse - pas en les multipliant comme il se doit.

Je ne suis pas du tout convaincu que cette partie du circuit soit un mélangeur de fréquence. Suis-je juste fou?

superkittens
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Je ne suis pas convaincu non plus. Le deuxième ampli op est connecté comme un ampli inverseur avec un décalage DC (variable 100k, etc.) Le signal «audio» ne fait que déplacer ce niveau de haut en bas.
JIm Dearden

Réponses:

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Suite à mon commentaire. Vous avez tout à fait raison d'avoir besoin d'une certaine forme de multiplicateur. Peut-être que l'ajout suivant pourrait être fait pour améliorer le circuit. Le FET agit comme une résistance commandée en tension modifiant le gain de l'ampli op créant un signal AM.

entrez la description de l'image ici

JIm Dearden
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JIm Derden toujours le gourou analogique!
Standard Sandun
@sandundhammika Merci. Andy fait également un bon point (donc +1 de moi) qu'en poussant l'entrée de l'ampli op à sa limite de tension inférieure, il envoie efficacement la sortie au rail. Le signal audio le sort de cette région (non linéaire) et crée un AM par accident plutôt que par conception.
JIm Dearden
Merci d'avoir partagé la réponse Jim. J'ai pu utiliser une variante de cette idée pour faire fonctionner le circuit raisonnablement bien, bien que, comme je pense que vous et Andy l'indiquez, ce n'est que la modulation de bande à un seul côté (?) Les détails du circuit et de la démonstration sont disponibles sur github. com / tardate / LittleArduinoProjects / tree / master /… pour tous ceux qui veulent crèche.
tard le
Je pense que le modulateur AM conçu en utilisant FET tel que publié par Jim Works. En voici plus. appliedelectronicsengineering.blogspot.com/2015/10/…
Toutes mes excuses pour avoir heurté un ancien poste. @JImDearden ne pouvez-vous pas simplement utiliser un transistor BJT à la place du FET et de l'OPAMP?
Klik
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Notez la présence du pot de 100k - Pourquoi est-il là? Exécute-t-il une fonction linéaire dans un amplificateur sommateur? Pas vraiment - je suppose que cela polarise la sortie contre (disons) le rail d'alimentation inférieur (+ 1,5 V pour le TL072).

En l'absence de signal de modulation, la porteuse n'est pas (ou à peine) présente sur la sortie de l'ampli-op final - le pot 100k le garantit. Lorsqu'un signal de modulation est entré, la sortie de l'ampli opérationnel est «levée» hors de la saturation de sortie, permettant ainsi à la «porteuse» de traverser et de traverser avec une amplitude qui est régie par la modulation.

Est-ce de la hi-fi? Non - la distorsion de sortie de la radio est difficile à dire (parce que c'est une petite radio merdique) mais ce sera quelque chose comme AM.

Vers la fin de la vidéo, il a montré la forme d'onde et c'est exactement ce qui se passe.

Andy aka
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Je suis d'accord, je pense que le signal souffrira de beaucoup de distorsion et qu'il sera difficile d'ajuster les gains sur cet amplificateur pour que le récepteur passe le signal.
user6972
@ user6972 Absolument, mais c'est un excellent exemple de circuits non linéaires simples à l'œuvre. Il est également dommage que les questions posées sur YouTube n'aient pas été répondues par le gars qui fait la voix-off dans la vidéo - les gens ne sont tout simplement pas convaincus par le circuit "anomalie"
Andy aka
Hmm ... J'ai du mal à comprendre votre réponse. Comment le pot 100k garantit-il que la porteuse n'est pas présente sur la sortie quand il n'y a pas de signal de modulation? En outre, je suis confus sur ce que vous entendez par «saturation de sortie» et le transporteur «percé». Est-ce à dire que le transporteur a une tension à partir de laquelle osciller? Merci de votre aide! Je suis assez nouveau dans ce domaine si vous ne l'avez pas remarqué :)
superkittens
@superkittens Le pot de 100k peut régler le niveau de courant continu sur la broche 1 de l'ampli op de droite. S'il était réglé au milieu de sa plage, l'ampli-op sur la broche 1 serait à 4,5 V et vous verriez la forme d'onde de la porteuse. Tout signal de modulation ne ferait que faire passer la porteuse le long du signal de modulation (relatif) à déplacement lent. Bien sûr, ce n'est pas AM, c'est l'ajout du signal A et du signal B. Cependant, le pot règle la broche 1 à 1,5 V (l'ampli-op o / p est "poussé" contre le point le plus bas possible). Le signal de modulation éloigne le o / p de 1,5 V et le haut de la porteuse émerge "façonné" par la modulation.
Andy aka
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Tout d'abord, quelqu'un qui poste une vidéo YouTube ou une page Web est orthogonal à un bon design. En fait, s'il ne s'agit pas d'une page Web professionnelle, il est plus probable que ce soit de la merde. Pensez-y. Le gars qui sait ce qu'il fait et construit un modulateur AM rapide et sale ne pense rien de spécial à ce sujet et ne publiera probablement pas de page Web. Le gars qui a passé deux semaines sur des essais et erreurs aléatoires est beaucoup plus susceptible de publier fièrement "Looky me world, I done made a modulator !!!" .

Deuxièmement, la modulation AM n'est pas une multiplication pure. Ce serait une double bande latérale. Si vous exprimez AM sous forme de multiplication, vous devez ajouter un décalage. Il peut également être considéré comme un réglage à la volée du volume d'un oscillateur, ce qui n'est pas si difficile à réaliser en électronique analogique.

Maintenant pour le circuit. Un TL072 n'est pas un excellent choix pour les signaux 1,2 MHz. C'est probablement ce que ce gars avait dans sa boîte à ordures, ce qui est plus une preuve que c'est moins qu'un design professionnel. Le manque de désignateurs de composants est un autre indice fort.

Cependant, ce circuit pourrait en fait fonctionner suffisamment bien, dans la limite du faible gain de l'ampli op à la fréquence porteuse. Notez que lorsque le pot est au centre, il polarise l'ampli op à 1,6 V. Maintenant, regardez la plage de mode commun du TL072 et voyez la grande marge dont il a besoin aux deux extrémités. Je pense que ce qui se passe, c'est que la modulation est effectuée en écrêtant la porteuse à un niveau différent en fonction du signal de modulation. Le pot est réglé de sorte que le support est à peu près à moitié coupé sans aucun signal d'entrée. Cela permet au signal d'entrée de faire passer la porteuse de 0 à plein tout en étant au ralenti à 50%.

Vous pensez probablement que cela introduirait une horrible distorsion. Oui, ce serait le cas, mais notez que cette distorsion est dans la porteuse, qui est une fréquence fixe. En regardant le spectre de fréquences, la distorsion apparaît sous forme d'harmoniques, qui se produiront à tous les multiples entiers de la fréquence porteuse. Ce schéma de modulation introduit donc de nombreuses composantes de distorsion, la plus faible étant le double de la fréquence porteuse. Cependant, la radio qui reçoit cela rejettera simplement ces composants car ils sont bien hors bande. Ce modulateur fait un gâchis à d'autres fréquences, mais à la fréquence d'intérêt, il semble qu'il puisse fonctionner assez bien.

Quelque chose comme ça ne passerait jamais les tests FCC en raison de la grande quantité de merde hors bande qu'il irradie. Mais si vous faites juste cela dans une pièce avec une petite antenne, alors la merde n'ira pas très loin et ne causera probablement pas assez de problèmes pour que quelqu'un se plaint.

Olin Lathrop
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Je n'ai pas regardé la vidéo, mais cela pourrait fonctionner. Je n'avais jamais vu cette technique auparavant, mais c'est une sorte de pseudo-am. Ils utilisent un amplificateur différentiel à gain égal pour les deux signaux. Les deux pots sont utilisés pour effectuer des ajustements mineurs à l'audio ou au gain de porteuse. Je dois supposer que c'est un peu délicat pour bien faire les choses.

La topologie de l'amplificateur différentiel est essentiellement:

amplificateur de différence

Si vous définissez la sortie estRfR1=RgR2

Vo=RfR1(V2V1)

Vous avez raison de dire que cela ne se multiplie pas, mais vous vous retrouvez avec une CA sur le support qui ressemble à ceci (le bleu est la sortie pseudo-am et le rouge est l'entrée audio):

suis mod?

Si vous exécutez cela à travers un détecteur de diode, il passera la partie CA dans votre filtre passe-bas avec une variété de distorsion en fonction de l'équilibre du signal transmis et de la force d'allumage de la diode.

entrez la description de l'image ici

Je n'ai pas passé le bon moment pour vraiment regarder ça. Cependant, ma rapide analyse suggère que cela pourrait fonctionner. Mais ce n'est pas la modulation AM et il pourrait y avoir beaucoup de distorsion comme Andy Aka le mentionne en raison de conditions non idéales (ce qui pourrait même aider à introduire l'AM au rythme audio).


EDIT: Il peut ne pas être évident comment cela pourrait fonctionner sur une radio AM. Le support polarise le récepteur et la diode. Aucune enveloppe n'est trouvée, donc un récepteur typique ajustera le gain agc. Ce petit émetteur émet un signal audio amplifié très puissant directement dans le fil ouvert (le capuchon de coupure de 100pF n'a aucun sens pour ce signal car le fil est ouvert). Il y aura certainement une fuite directement vers le récepteur AM s'il est à proximité. La plupart des récepteurs AM n'ont pas beaucoup de filtration en dessous de 500 kHz sur l'entrée et la section audio qui est allumée et qui fonctionne dur n'a qu'à capter une partie du signal couplé. La filtration sera la plus forte dans l'IF, mais selon l'architecture, vous pouvez même choisir une fréquence RX où l'image se situe entre 1 kHz et 15 kHz (ou dans la 2e ou la 3e harmonique du filtre) et obtenir de l'aide des amplificateurs IF.


Edit2: Ecoutez, si cela fonctionne, c'est uniquement parce que les récepteurs AM sont très sensibles au bruit provenant de diverses sources, y compris la transmission directe, ce que je suggère. La porteuse polarise le récepteur AM mais il n'y a pas de modulation sur la porteuse elle-même, donc la seule chose que le backend capte est le bruit et cela va augmenter son gain. Cela permet à l'audio amplifié de traverser (j'ai suggéré quelques chemins probablement) qui ne fonctionneront pas de manière fiable et ne fonctionneront probablement que pour la configuration de ce type car ils sont très proches. Si vous avez déjà entendu un bourdonnement de 60 Hz sur votre radio AM expérimentale en laboratoire ou peut-être que l'alternateur de votre voiture bourdonne sur la radio AM, c'est un effet similaire.

user6972
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Il serait intéressant de voir à quoi ressemble le signal pseudo-am dans le circuit réel. Le son coupe-t-il vraiment le support en raison des conditions de polarisation comme le suggère Andy?
user6972
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Non, ce n'est pas ainsi que fonctionne la démodulation AM. N'oubliez pas qu'un récepteur AM commence par un filtre à bande très étroite. Le signal de modulation de votre premier tracé vient d'être ajouté à la porteuse et sera rejeté par ce filtre. Pensez-y dans l'espace des fréquences. Tout votre postulat est tout simplement faux. Une autre façon de penser à cela est que le "détecteur de diode" que vous mentionnez ne verra jamais le signal dans le premier tracé.
Olin Lathrop
@OlinLathrop Je suis d'accord avec vous, mais cela dépend de la configuration du système TX / RX dans la démonstration, car avec juste un passe-bande faible (utilisé dans le graphique que j'ai fait ci-dessus), le signal AC passe suffisamment pour être détecté. Je comprends que cela va à l'encontre du grain, mais je regarde juste comment cela pourrait fonctionner. C'est hors des sentiers battus.
user6972
Je suis juste allé sur le lien pour voir ce qui était là, mais ma connexion de données cellulaires est trop mauvaise pour même commencer à la visualiser. S'il utilise un détecteur maison merdique similaire, il n'a probablement pas beaucoup de filtrage sur toute la bande. Merci pour le vote négatif de toute façon.
user6972
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Il vous manque le point que le signal audio à 10 kHz ne se propage pas hors de l'antenne. Du point de vue de la RF, c'est essentiellement DC, et DC est perdu dans les transmissions radio. La seule façon dont votre système pourrait fonctionner est avec une connexion filaire directe qui peut transporter les basses fréquences, mais ce n'est pas ce dont on parle ici. Notez que la sortie du deuxième ampli op va clairement dans un capuchon de 100 pF et une antenne. 10 kHz ne va tout simplement pas arriver à une antenne de réception, même si le tuner de réception ne le filtre pas. Pensez à votre forme d'onde dans l'espace des fréquences.
Olin Lathrop