Модулятор тв сигнала

Содержание:

АМ(Амплитудная модуляция)
- Передаваемый сигнал при AM
- Структурная схема модема
Принципиальная схема простого трансмиттера

АМ(Амплитудная модуляция)

Амплитудная модуляция — вид модуляции, при которой изменяемым параметром несущего сигнала является его амплитуда.

Передаваемый сигнал при AM

Передаваемый сигнал при амплитудной модуляции обычно имеет вид:

u(t)=Um1+maA(t)cos⁡(2πft+φ){\displaystyle u(t)=U_{m}\cos(2{\pi }f_{0}t+{\varphi })\,\!} (1){\displaystyle \quad \quad {\color {Maroon}(1)}}

где

Um{\displaystyle U_{m}\,\!}— амплитуда несущего колебания;

ma=ΔUUm,{\displaystyle m_{a}={\Delta }U/U_{m},\!} — индекс модуляции;

ΔU{\displaystyle {\Delta }U\,\!} — максимально возможное приращение амплитуды;

A(t){\displaystyle A(t)\,\!} — модулирующая функция (|A|<1){\displaystyle (|{\mathrm {A} }|<1)\,\!};

f{\displaystyle f_{0}\,\!} и φ{\displaystyle \varphi \,\!}— частота и фаза несущего колебания.

Передача «1» обеспечивается генерированием единичного элемента переменного тока

u1(t)=Umcos(2πft+φ){\displaystyle u_{1}(t)=U_{m}cos(2{\pi }f_{0}t+{\varphi })\,\!}

длительности Tc{\displaystyle T_{c}\,\!}, передача «0» соответствует паузе

u(t)={\displaystyle u_{0}(t)=0\,\!}

Если функция A(t){\displaystyle A(t)\,\!} является наложением колебаний дискретных частот Fi(i=1,2,…){\displaystyle F_{i}(i=1,2,…)\,\!}, то спектр модулированного колебания (1) содержит колебания несущей f{\displaystyle f_{0}\,\!} и боковых частот f±Fi{\displaystyle f_{0}\pm F_{i}\,\!}. При сплошном спектре модулирующих колебаний A(t){\displaystyle A(t)\,\!} спектр модулированного колебания (4.1) включает колебания несущей частоты f{\displaystyle f_{0}\,\!}, нижнюю

f−Fmax<f<f−Fmin{\displaystyle f_{0}-F_{max}<f<f_{0}-F_{min}\,\!}

Рис. 1. Структурная схема модема амплитудной модуляции

и верхнюю

f+Fmin<f<f+Fmax{\displaystyle f_{0}+F_{min}<f<f_{0}+F_{max}\,\!}

боковые полосы частот.

Структурная схема модема

Структурная схема приведена на рис. 1.

Устройство преобразования сигналов (УПС) передатчика содержит генератор (Г) колебаний несущей частоты, амплитудный модулятор (AM) и полосовой фильтр (ПФ), ограничивающий спектр передаваемого сигнала. Устройство преобразования УПС приемника наряду с ПФ содержит амплитудный детектор (АД), фильтр нижних частот (ФНЧ) и пороговое устройство (ПУ).

При цифровом приеме на выходе ПУ формируется «1», если выходное напряжение детектора превышает некоторый пороговый уровень u{\displaystyle u\,\!} и «0», если оно ниже уровня u{\displaystyle u\,\!}.

Принципиальная схема простого трансмиттера

Спектр сигнала

Это устройство для трансляции звука я использовал, чтобы можно было слушать нужную мне музыку находясь на небольшом расстоянии от дома, например в гараже, и принимать сигнал на обыкновенное FM радио. Печатная плата формата lay есть — скачать.

Аналогом импортного кремниевого биполярного n-p-n транзистора bc547 является отечественный кт3102. Чем выше коэффициент усиления транзисторов, тем мощнее будет аудио-передатчик. Если хотите сделать устройство миниатюрным, применяйте транзисторы в корпусе sot-23: BC847. На картинке ниже видно расположение базы, коллектора и эмиттера.

Лучшим, на мой взгляд, питанием для схемы будут служить две батарейки AA по 1,5 В соединённые последовательно. Вместе они будут давать напряжение три вольта. Время работы зависит от тока потребления, а также от ёмкости батареек. Обычно чем выше их стоимость, тем они лучше. К примеру, если использовать достаточно дорогие батарейки GP Ultra Alkaline, с заявленной производителем ёмкостью 3,1 A при токе в цепи 8 mA данное устройство сможет без перерыва проработать, грубо говоря 387 часов. Проблема в том, что “высосать” весь заряд батареи очень сложно. Поэтому реально схема проработает без выключения и со стабильной передачей сигнала приблизительно 150 часов, или почти 7 дней.

Катушка имеет шесть витков медного изолированного провода сечением 0,3-0,5 мм. Эту катушку мотаем на пасте от ручки.

При испытаниях устройства ток в цепи составил почти 10 mA.

Поймать частоту трансмиттера очень просто крутя подстрочный конденсатор и “играя” катушкой, сдвигая и раздвигая её витки. Я “поймал” свой трансивер на частоте 89,90 МГц.

Данную схему собрал на smd деталях, только транзисторы взял в корпусе TO92. Антенна – кусок медного провода, чем больше — тем лучше. Если просто дотрагиваться до провода антенны, то частота не уходит, а если взять в руки — начинаются шумы в наушниках приёмника.

Звук пробовал передавать как с компьютера, так и с телефона. Слишком громкий сигнал передаётся с многочисленными шумами и хрипами, оптимальную силу звука настраивается подстрочным резистором. В общем, качество передачи аудио-звука довольно неплохая. Принимал на чёрно-белый телефон Nokia, а звук слушал в наушниках. Никаких больших проблем приёма не возникло.

Видео работы передатчика звука ниже. Песня: bwb – мои пацаны.