AM调制器混频器电路


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我发现了YouTube视频一个非常基本的调幅发射机电路这里。原理图如下:

原理图

我对右侧的运算放大器电路有些困惑。看来,运算放大器实际上只吸收了消息信号和载波信号之间的差异,而不是像应该做的那样将它们相乘。

我根本不相信电路的这一部分是混频器。我疯了吗?


我也不相信。第二个运算放大器连接为具有DC偏移量(100k变量等)的反相放大器。“音频”信号只是使该电平上下移动。
吉姆·迪尔登

Answers:


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进一步我的评论。您需要某种形式的乘数是非常正确的。也许可以添加以下内容以改善电路。FET用作压控电阻,可改变运算放大器的增益,从而产生AM信号。

在此处输入图片说明


吉姆·德登(Jim Derden)永远是模拟大师!
标准桑顿

@sandundhammika谢谢。安迪(Andy)也提出了一个很好的观点(即从我这里+1),即通过将运算放大器的输入推至其较低的电压极限,它可以将输出有效地发送至电源轨。音频信号会将其从此(非线性)区域中移出,并且会偶然产生一些AM,而非设计造成的。
吉姆·戴登(Jim Dearden)2013年

感谢您分享答案吉姆。尽管我认为您和Andy指出,这仅是单边带调制(?),但有关电路和演示的详细信息可在github上找到,尽管我认为您和Andy指出,但我可以对这种想法进行一些改进。 com / tardate / LittleArduinoProjects / tree / master /…对于那些喜欢婴儿床的人。
tardate

我认为jim works发表了使用FET设计的AM调制器。这里有更多。appliedelectronicsengineering.blogspot.com/2015/10/...

很抱歉撞到一个旧帖子。@JImDearden您不能只使用BJT晶体管代替FET和OPAMP吗?
Klik 2015年

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注意100k底池的存在-为什么在那儿?它在求和放大器中执行某些线性功能吗?并非如此-我的猜测是它使输出偏向(例如)较低的电源轨(对于TL072为+ 1.5V)。

在没有调制信号的情况下,最终运算放大器的输出上根本没有(或几乎没有)载波-100k电位器确保了这一点。当输入调制信号时,运算放大器的输出会从输出饱和中“提升”,从而使“载波”突破,并以由调制控制的幅度突破。

高保真吗?否-收音机上的输出失真很难分辨(因为这是一个cr脚的小收音机),但它会像AM。

在视频末尾,它显示了波形,而这正是正在发生的情况。


我同意我认为信号会遭受很多失真,并且很难调整该放大器的增益以使接收器通过信号。
user6972 2013年

@ user6972绝对可以,但这是工作中简单电路非线性的一个很好的例子。同样遗憾的是,在视频中做旁白的人没有回答youtube提出的问题-由于电路“异常”,人们对此并没有说服
Andy aka

嗯...我很难理解你的答案。没有调制信号时,100k电位器如何确保输出中不存在载波?另外,我对“输出饱和”和载波“突破”的含义感到困惑。这是否意味着载波上会有电压摆动?谢谢你的帮助!如果您没有注意到,我对此很
陌生

@superkittens 100k电位器可以在右侧运算放大器的pin1上设置直流电平。如果将其设置在其范围的中间,则引脚1上的运算放大器的o / p将为4.5V,您会看到载波波形。任何调制信号都只会使载波沿着缓慢移动的(相对)调制信号行进。当然,这不是AM,而是信号A和信号B的加法运算。但是,电位计将pin1设置为1.5V(将运算放大器的o / p“推”到其所能到达的最低点)。调制信号使o / p远离1.5V,并且载波的顶部因调制而呈“整形”状态。
安迪(aka)

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首先,有人张贴youtube视频或网页与良好的设计无关。实际上,如果它不是专业的网页,则很可能会被胡扯。想一想。知道自己在做什么并构建快速且肮脏的AM调制器的人不会对此有什么特别的想法,并且可能不会发布网页。花了两周时间进行随机试验和出错的家伙更有可能自豪地发布“ Looky me world,我确实做了一个调制器!”

其次,AM调制不是单纯的乘法。那将是双边带。如果将AM表示为乘数,则必须添加一个偏移量。也可以将其视为动态调整振荡器的音量,这在模拟电子产品中并不难实现。

现在为电路。TL072不是1.2 MHz信号的理想选择。这很可能是这个人在他的垃圾箱中所藏的东西,这更多的证据表明这比专业设计要少。缺少组件代号是另一个强有力的线索。

但是,该电路实际上可以在载波频率下运算放大器的低增益的限制内工作得很好。请注意,当电位计处于中心位置时,它会将运算放大器的偏置电压设为1.6V。现在看一下TL072的共模范围,并看到两端都需要较大的裕量。我认为这是通过根据调制信号将载波削波到不同的电平来执行调制的。调整电位器,使载波被切掉一半,没有输入信号。这使输入信号能够使载波从0一直到全满,同时以50%的速度空载。

您可能在想,这将导致可怕的失真。是的,但是请注意,这种失真在载波中,该载波是固定频率。当查看频谱时,失真显示为谐波,将在载波频率的所有整数倍处发生。因此,该调制方案引入了许多失真分量,最低失真分量是载波频率的两倍。但是,接收到此信号的无线电将简单地拒绝那些组件,因为它们不在频带内。该调制器会在其他频率上造成混乱,但在感兴趣的频率下,它似乎可以很好地工作。

像这样的事情永远都不会通过FCC测试,因为它会散发出大量的带外垃圾。但是,如果您只是在一个带有小天线的房间中进行此操作,那么废话不会走得太远,并且可能不会造成足够的麻烦,以至于有人抱怨。


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我没有看过视频,但这可能确实有效。我以前没有看过这种技术,但这是一种伪上午。他们正在使用一个差分放大器,其两个信号的增益相等。这两个电位器用于对音频或载波增益进行较小的调整。我必须假设这样做有点棘手。

差动放大器拓扑基本上是:

差异放大器

如果您设置则输出为RfR1=RgR2

Vo=RfR1(V2V1)

没错,这并没有相乘,但是您最终在看起来像这样的载波上得到了交流电(蓝色是伪am输出,红色是音频输入):

是mod吗?

如果您通过一个二极管检测器,它将使交流部分以各种失真的形式通过低通滤波器,这取决于发射信号的平衡和二极管的开启强度。

在此处输入图片说明

我还没有花费适当的时间真正地看待这一点。但是我的快速分析表明它可能会起作用。但这不是AM调制,而且由于非理想条件(可能甚至有助于以音频速率引入AM),正如Andy Aka提到的那样,可能会有很多失真。


编辑:这可能不是很明显如何在AM收音机上工作。载流子偏置在接收器和二极管上。未找到包络,因此典型的接收器将调高AgC增益。这个小小的发射器直接将一个很强的放大音频信号放到裸露的电线上(100pF的耦合电容对这个信号没有意义,因为电线是敞开的)。如果靠近AM接收器,肯定会直接有泄漏。大多数AM接收器在输入低于500Khz时并没有太多的滤波作用,并且运行正常的音频部分只需要拾取一些耦合信号即可。滤波器在中频中将是最强的,但是根据架构的不同,您甚至可以选择图像位于1Khz至15Khz(或第二或第三滤波器谐波)的RX频率,并从IF放大器中获得一些帮助。


Edit2:看,如果这行得通,那是因为AM接收器极易受到来自各种来源(包括直接馈送)的噪声的影响,这就是我的建议。载波偏向于AM接收器,但载波本身没有调制,因此后端接收的唯一东西是噪声,它将提高其增益。这会使放大的音频通过(我建议了一些可能的路径),这将无法可靠地工作,并且可能仅适用于此人的设置,因为它们非常接近。如果您曾经在实验室的AM收音机上听到60hz的嗡嗡声,或者您的交流发电机在AM收音机上嗡嗡作响,则效果类似。


看到伪am信号在实际电路中的样子会很有趣。音频是否真的像安迪建议的那样由于偏置条件而关闭了载波?
user6972 2013年

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不,AM解调不是这样的。请记住,AM接收机从一个非常窄带的滤波器开始。第一个曲线图中的调制信号仅被添加到载波,并将被该滤波器拒绝。在频率空间中考虑它。您的整个前提完全是错误的。另一种思考的方式是,您提到的“二极管检测器”永远不会在第一幅图中看到信号。
Olin Lathrop 2013年

@OlinLathrop我同意你的看法,但是这取决于演示中TX / RX系统的设置方式,因为只有一个弱的带通(如上图所示),交流信号才能通过,足以被检测到。我了解它与实际情况不符,但我只是在研究它是如何工作的。在盒子外面。
user6972 2013年

我只是转到该链接以查看其中的内容,但是我的单元数据连接太差,甚至无法开始查看它。如果他使用的是类似的cr脚的自制探测器,那么整个频段上的滤波效果可能会很差。无论如何,谢谢你的不赞成投票。
user6972 2013年

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您错过了10 kHz音频信号不会从天线传播的问题。从RF的角度来看,它基本上是DC,DC在无线电传输中会丢失。您的方案唯一可行的方法是使用可以承载低频的直接导线连接,但这不是这里要讨论的。注意第二个运算放大器的输出显然进入了一个100 pF的电容和天线。即使接收调谐器没有以某种方式滤除10 kHz信号,它也不会插入任何接收天线。考虑一下频率空间中的波形。
Olin Lathrop 2013年
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