دانلود پروژه طراحی و ساخت فرستنده/گیرنده AM

مقدمه ای بر مدولاسیون AM و آشکارسازی آن

مدولاسیون AM یکی از رایج ترین روش های پخش امواج رادیویی خصوصا پخش همگانی است وهم اکنون نیز استفاده وسیعی دارد. این شیوه بیشتر توسط ایستگاه‌های رادیویی که رویکرد پخش اخبار داشته و یا اغلب حجم مطالب مورد انتشارآنها را “صحبت کردن” تشکیل می دهد ، مورد استفاده واقع می گردد .

انتشار امواج رادیویی AM بر روی چند باند فرکانسی مختلف به شرح زیر انجام می‌گیرد :

باند امواج بلند ( LW ): فرکانس های محدوده ۱۵۳-۲۷۹ کیلوهرتز

باند امواج متوسط ( MW ): فرکانس های محدوده ۵۳۰-۱٫۷۱۰ کیلوهرتز

باند امواج کوتاه ( SW ): فرکانس های محدوده ۲٫۳۰۰-۲۶٫۱۰۰ کیلوهرتز

تخصیص این باندها در وهله اول بر اساس تصمیم “ITU ” یا اتحادیه بین المللی مخابرات و در مراحل بعدی بر اساس سازمان‌های تنظیم مقررات ملی هر کشور انجام می‌گیرد. برای مثال در کشور ما، سازمان تنظیم مقررات و ارتباطات رادیویی و در ایالات متحده، FCC یا کمیسیون فدرال ارتباطات عهده‌دار انجام این تقسیم بندی و تخصیص هستند.

امواج متوسط وکوتاه باندAM ، در شب و روز رفتار و اثرات متفاوتی را از خود نشان می‌دهند. در طول روز سیگنالهای AM بوسیله امواج زمینی منتقل می‌شوند. در انعکاس از زمین امواج AM، سیگنال ها قادرند تا چند صد کیلومتری ایستگاه ارسال شوند واین در حالی است که این امواج بعد از غروب آفتاب بر اساس تغییرات لایه یونسفر جو به شیوه انتشار آسمانی منتقل می‌گردند که در این حالت امواج منتشر شده از ایستگاه تا فواصل دورتری نسبت به روز قابل ارسال و دریافت خواهند بود. سیگنالهای رادیوییAM در فضاهای شهری می‌توانند براحتی توسط ساختمانهای مرتفع وآسمان خراش‌ها گسیخته ومختل شوند. به علاوه دیگر منابع انتشار امواج رادیویی نیز می توانند اثرات مخرب و نامطلوبی بر فرایند انتقال این امواج بر جای گذارند.

مروری بر مدولاسیون AM

مدولاسیون دامنه یا Amplitude Modulation فرایند تغییر دامنه یک موج حامل (معمولا یک موج حامل بسامد رادیویی طبق مشخصات سیگنال یا علامتی دیگر(مانند سیگنال‌های صوتی حاصل از صدای انسان یا وسایل موسیقی ) و یکی از روش‌های ارسال خبر به وسیله امواج رادیویی است .

در مدولاسیون AM ، یک سیگنال پیام وجود دارد که باید ارسال شود . روش ارسال در این مدولاسیون ، ضرب کردن سیگنال صوتی در یک سیگنال کریر ( حامل ) با فرکانس بالا می باشد . با ضرب این دو سیگنال در هم سیگنال پیام صوتی سوار بر دامنه ی موج کریر می گردد و سپس توسط آنتن با طول مناسب ارسال می گردد . بنابراین در شیوه مدولاسیونAM در یک بازه زمانی دامنه امواج حامل دچار تغییرات می‌گردد در حالی که فرکانس ثابت و پایدار می‌ماند .

مدار فرستنده AM :

مدار فوق یک فرستنده AM در باند ۵۰۰ کیلوهرتز تا ۱۶۰۰ کیلو هرتز را نشان می دهد . مدار فوق از سه بخش تشکیل شده است ، بخش اول یک میکروفن ، بخش دوم تقویت کننده صوتی ( Audio Amplifire ) امیتر مشترک و بخش سوم یک اسیلاتور ( RF Oscillator ) از نوع کولپیتس ( Collpits ) می باشد .

اسیلاتور توسط ترانزیستور Q1 و قطعات اطراف آن ساخته شده است . مدار تانک L1 و C1 هستند که در محدوده ۵۰۰kHz تا ۱۶۰۰KHz تیون می شود . فرکانس اسیلاتور توسط خازن متغیر C1 تنظیم می شود. ترانزیستور Q1 برای نوسان به فیدبک احتیاج دارد بنابراین با اتصال بیس و کلکتور Q1 به طرف مثبت مدار تانک فیدبک برقرار می گردد . خازن ۱ نانوفارادی C7 ، سیگنال بیس را به بالای L1 تزویج می کند . خازن ۱۰۰ پیکوفارادی C2 ، برای اطمینان از عبور سیگنال اسیله شده از کلکتور به امیتر و نیز بازگشت سیگنال از طریق مقاومت داخلی بیس-امیتر ترانزیستور به بیس می باشد. خازن دوم اسیلاتور کولپیتس ترانزیستور R2 نقش مهمی در این طراحی دارد که باعث می شود ولتاژ اسیله شده به علت کوچک بودن مقاومت امیتر Q1 به زمین متصل نشود . همچنین این مقاومت باعث افزایش امپدانس ورودی می شود که به بهبود مدار کمک می کند .

تقویت کننده صوتی توسط ترانزیستور Q2 و قطعات اطراف آن ساخته شده است . ترانزیستور Q2 به صورت امیتر مشترک بایاس شده و دارای خازن دکاپلینک C5 به منظور افزایش گین مدار می باشد . یک میکروفون الکتریکی از نوع electret condenser ( سه پایه ) برای ورود سیگنال در نظر گرفته شده است . مقدار مدولاسیون AM نیز توسط مقاومت ۴٫۷ کیلواهمی P1 قابل تنظیم است . برای مسیر کوتاه آنتن نیازی نیست اما برای افزایش محدوده ارسال یک آنتن ۳۰ سانتی متری می تواند استفاده شود.

مروری بر آشکارسازی AM

بعد از ارسال سیگنال پیام در فرستنده نوبت به دریافت آن توسط گیرنده می رسد . در گیرنده بعد از ورود سیگنال از طریق آنتن ، فیلتر انتخاب باند AM وجود دارد . بعد از فیلتر ، سیگنال های صوتی باید تقویت شده و سپس در یک سیگنال ضرب شود تا از فرکانس بالا به فرکانس پایین تبدیل شود . خروجی این ضرب کننده دارای دو فرکانس است که توسط فیلتر پایین گذر ، فرکانس پایین انتخاب می شود . بعد از این فیلتر ، خروجی مدار می تواند به اسپیکر یا هندزفری وصل شود .

یک گیرنده‌ AM نیز مجهز به یک قسمت فیلتر و یک قسمت آشکارساز می‌باشد که عمل جداسازی سیگنالهای صوتی از امواج حامل و آشکار نمودن آنها را برعهده دارد.

بعد از گذشتن از فیلتر انتخاب باند AM ، سیگنالی که در ورودی آشکار ساز دریافت می شود ، ضمن تقویت شدن یکسو سازی می شود و بعد از یکسوسازی توسط یک خازن و مقاومت پوش سیگنال پیام آشکارسازی شده و پیام تقویت شده به خروجی می رود .

مدار ساده یک آشکارساز پوش و شکل موج های مربوطه را در شکل زیر مشاهده می کنید .

مدار گیرنده AM :

مدار فوق یک گیرنده AM باند ۵۵۰ تا ۱۶۰۰ کیلوهرتز را نشان می دهد . مدار از سه ترانزیستور معمولی با فیدبک اصلاح شده تشکیل شده است و از حساسیت خوبی برخوردار است . هر ترانزیستور همه منظوره ای می تواند در مدار فوق گذاشته شود اما در این طراحی ما از ترانزیستور BC109c استفاده خواهیم کرد . مدار تیون از یک سلف ۲۰۰ میکروهانری و یک خازن ۵۰۰ پیکوفاراد تشکیل شده است که تقریبا در محدوده ۵۵۰kHz تا ۱۶۰۰KHz تیون می شود . ترکیب دو ترانزیستور Q1 و Q2 به صورت فوق باعث ایجاد گین بالا و امپدانس ورودی بسیار بالا می شود . این ترکیب برای جلوگیری از بارگذاری بیش از حد بار به مدار تانک ضروری است .

مقاومت ۱۲۰ کیلواهمی مقاومت فیدبک است که بین خروجی Q2 و ورودی مدار تانک قرار گرفته و مقدار آن روی کارایی و حساسیت کل مدار تاثیر مستقیم دارد . به طوری که فیدبک قوی (کاهش مقاومت) باعث ایجاد زوزه در صدا و فیدبک ضعیف (افزایش مقاومت) باعث نارسایی صدا می گردد .

ترانزیستور Q3 برای دو منظور استفاده می شود . این ترانزیستور همزمان هم سیگنال کریر RF را دمدوله می کند و هم سیگنال صوتی پیام را تقویت می کند . سطح ولتاژ سیگنال پیام خروجی مدار بسته به فاصله بین فرستنده و گیرنده متفاوت است اما معمولا بین ۱۰ تا ۴۰ میلی ولت می باشد که می تواند مستقیما یک هدفون را راه اندازی کند و یا وارد تقویت کننده صوتی دیگری شود.

شبیه سازی مدار فرستنده در اسپایس :

شبیه سازی مدار گیرنده در اسپایس :

طراحی PCB مدار فرستنده در Altium Designer :

طراحی PCB مدار گیرنده در Altium Designer :

این تنها بخشی از پروژه کامل شده بود. پروژه کامل را میتوانید از وبسایت الکترو ولت دانلود کنید.

دانلود سورس پروژه شامل :

• گزارش کامل انجام پروژه و توضیحات کامل در Word
• سورس شبیه سازی پروژه و گزارش نتایج آن در OrCad Pspice 16.6
• سورس طراحی PCB پروژه در نرم افزار Altium Designer 2010

قیمت : ۵ هزار تومان

لینک خرید آنلاین این پروژه