Circuito mezclador modulador AM

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Encontré un circuito transmisor de AM muy básico en el video de YouTube aquí . El esquema está abajo:

esquemático

Estoy un poco confundido con el circuito del amplificador operacional a la derecha. Parece que el amplificador operacional en realidad solo está tomando la diferencia entre el mensaje y las señales del operador, no multiplicándolas como debería estar haciendo.

No estoy del todo convencido de que esta parte del circuito sea un mezclador de frecuencia. ¿Estoy loco?

superkittens
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Yo tampoco estoy convencido. El segundo amplificador operacional está conectado como un amplificador inversor con una compensación de CC (variable de 100k, etc.) La señal de 'audio' simplemente mueve este nivel hacia arriba y hacia abajo.
Jim Dearden

Respuestas:

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Además de mi comentario. Tienes toda la razón sobre la necesidad de algún tipo de multiplicador. Quizás la siguiente adición podría hacerse para mejorar el circuito. El FET actúa como una resistencia controlada por voltaje que altera la ganancia del amplificador operacional creando una señal de AM.

ingrese la descripción de la imagen aquí

JIM Dearden
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¡Jim Derden siempre es el gurú analógico!
Estándar Sandun
@sandundhammika Gracias. Andy también hace un buen punto (por lo tanto, de mí) que al presionar la entrada del amplificador operacional a su límite de voltaje más bajo, efectivamente envía la salida al riel. La señal de audio la saca de esta región (no lineal) y creará algo de AM por accidente en lugar de diseño.
Jim Dearden
Gracias por compartir la respuesta Jim. Pude usar una variación de esta idea para que el circuito funcionara razonablemente bien, aunque, como creo que usted y Andy están indicando, esto es solo modulación de banda de un solo lado (?) Los detalles del circuito y la demostración están disponibles en github. com / tardate / LittleArduinoProjects / tree / master / ... para cualquiera que se preocupe por la cuna.
tardate
Creo que el modulador am diseñado con FET publicado por jim works. Aquí hay más. appliedelectronicsengineering.blogspot.com/2015/10/...
Disculpas por toparse con una publicación anterior. @JImDearden, ¿no puedes usar un transistor BJT en lugar de FET y OPAMP?
Klik
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Tenga en cuenta la presencia de la olla de 100k - ¿Por qué está ahí? ¿Realiza alguna función lineal en un amplificador sumador? En realidad no, supongo que sesga la salida contra (digamos) el riel de fuente de alimentación inferior (+ 1.5V para el TL072).

Sin señal de modulación, la portadora no está (o apenas) presente en la salida del amplificador operacional final en absoluto; el potenciómetro de 100k asegura esto. Cuando se ingresa una señal de modulación, la salida del amplificador operacional se "eleva" fuera de la saturación de salida, lo que permite que la "portadora" se filtre y se rompa con una amplitud que se rige por la modulación.

¿Es de alta fidelidad? No, la distorsión de salida en la radio es difícil de distinguir (porque es una pequeña radio horrible) pero será algo así como AM.

Hacia el final del video mostró la forma de onda y eso es exactamente lo que está sucediendo.

Andy alias
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Estoy de acuerdo, creo que la señal sufrirá mucha distorsión y será difícil ajustar las ganancias en ese amplificador para que el receptor pase la señal.
user6972
@ user6972 Absolutamente, pero es un gran ejemplo de circuito simple no lineal en el trabajo. También es una pena que las preguntas formuladas en YouTube no hayan sido respondidas por el tipo que hizo la voz en off en el video; la gente simplemente no está convencida por la "anomalía" del circuito
Andy, también conocido como
Hmm ... Tengo problemas para entender tu respuesta. ¿Cómo se asegura el bote de 100k de que el portador no está presente en la salida cuando no hay señal de modulación? Además, estoy confundido sobre lo que quieres decir con "saturación de salida" y el operador "rompiendo". ¿Significa eso que el portador tiene un voltaje desde el cual balancearse? ¡Gracias por tu ayuda! Soy bastante nuevo en esto si no lo has notado :)
superkittens
@superkittens El potenciómetro de 100k puede establecer el nivel de cc en el pin1 del amplificador operacional de la derecha. Si se configurara en el medio de su rango, el amplificador operacional o / p en el pin1 estaría a 4.5V y vería la forma de onda de la portadora. Cualquier señal de modulación solo provocaría que la portadora viaje a lo largo de la señal de modulación (relativa) de movimiento lento. Por supuesto, esto no es AM, es la adición de la señal A y la señal B. Sin embargo, el pot está configurando el pin1 a 1.5V (el amplificador operacional o / p es "empujado" contra el punto más bajo al que puede llegar). La señal de modulación aleja el o / p de 1.5V y la parte superior de la portadora emerge "conformada" por la modulación.
Andy alias
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Primero, alguien que publica un video de YouTube o una página web es ortogonal al buen diseño. De hecho, si no es una página web profesional, es más probable que sea una porquería. Piénsalo. El tipo que sabe lo que está haciendo y construye un modulador de AM rápido y sucio no piensa en nada especial y probablemente no publicará una página web. El tipo que pasó dos semanas en prueba y error al azar es mucho más probable que publique con orgullo "¡Mírame mundo, hice un modulador!" .

En segundo lugar, la modulación AM no es una simple multiplicación. Esa sería una banda lateral doble. Si expresa AM como una multiplicación, debe agregar un desplazamiento. También se puede considerar que ajusta el volumen de un oscilador sobre la marcha, lo que no es tan difícil de realizar en electrónica analógica.

Ahora para el circuito. Un TL072 no es una gran opción para señales de 1.2 MHz. Esto es muy probablemente lo que este tipo tenía en su caja de chatarra, lo que es más evidencia de que es menos que un diseño profesional. La falta de designadores de componentes es otra pista fuerte.

Sin embargo, este circuito en realidad podría funcionar lo suficientemente bien, dentro de la limitación de la baja ganancia del opamp en la frecuencia portadora. Tenga en cuenta que cuando la olla está en el centro, desvía el opamp a 1.6 V. Ahora observe el rango de modo común del TL072 y vea el gran espacio libre que necesita en ambos extremos. Creo que lo que está sucediendo es que la modulación se realiza recortando la portadora a un nivel diferente dependiendo de la señal de modulación. El potenciómetro se ajusta de modo que el portador esté casi cortado a la mitad sin señal de entrada. Eso permite que la señal de entrada provoque que el operador pase de 0 a lleno mientras está inactivo al 50%.

Probablemente estés pensando que eso introduciría una distorsión horrible. Sí, pero tenga en cuenta que esta distorsión está en la portadora, que es una frecuencia fija. Al observar el espectro de frecuencia, la distorsión aparece como armónicos, lo que ocurrirá en todos los múltiplos enteros de la frecuencia portadora. Entonces, este esquema de modulación introduce muchos componentes de distorsión, siendo el más bajo el doble de la frecuencia portadora. Sin embargo, la radio que recibe esto simplemente rechazará esos componentes porque están fuera de banda. Este modulador hace un desastre en otras frecuencias, pero a la frecuencia de interés parece que puede funcionar lo suficientemente bien.

Algo como esto nunca pasaría las pruebas de la FCC debido a la gran cantidad de basura fuera de banda que irradia. Pero si solo está haciendo esto en una habitación con una antena pequeña, entonces la basura no irá muy lejos y probablemente no causará suficientes problemas para que alguien se queje.

Olin Lathrop
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No he visto el video, pero esto podría funcionar. No he visto esta técnica antes, pero es una especie de pseudo-am. Están utilizando un amplificador de diferencia con igual ganancia para ambas señales. Los dos potenciómetros se utilizan para realizar pequeños ajustes en el audio o en la ganancia del operador. Tengo que asumir que esto es un poco delicado para hacerlo bien.

La diferencia de la topología del amplificador es básicamente:

diferencia amplificador

Si configura , la salida esRfR1=RgR2

Vo=RfR1(V2V1)

Tienes razón en que esto no se está multiplicando, pero terminas con un AC montado en el portador que se ve así (el azul es la salida pseudo-am y el rojo es la entrada de audio):

soy mod?

Si lo ejecuta a través de un detector de diodos, pasará la porción de CA a su filtro de paso bajo con una variedad de distorsión, dependiendo del balance de la señal transmitida y la intensidad del encendido del diodo.

ingrese la descripción de la imagen aquí

No he pasado el tiempo adecuado para ver esto realmente. Sin embargo, mi análisis rápido sugiere que podría funcionar. Pero no es una modulación de AM y puede haber mucha distorsión como Andy Aka menciona debido a condiciones no ideales (lo que incluso podría ayudar a introducir AM a la velocidad de audio).


EDITAR: Puede que no sea obvio cómo esto podría funcionar en una radio AM. La portadora se inclina sobre el receptor y el diodo. No se encuentra ningún sobre, por lo que un receptor típico ajustará la ganancia de agc. Este pequeño transmisor está emitiendo una señal de audio amplificada muy fuerte directamente en el cable abierto (la tapa de acoplamiento de 100pF no tiene sentido para esta señal porque el cable está abierto). Definitivamente habrá alguna fuga directamente al receptor de AM si está cerca. La mayoría de los receptores de AM no tienen mucha filtración por debajo de 500Khz en la entrada y la sección de audio que está encendida y funcionando solo tiene que captar parte de la señal acoplada. La filtración será más fuerte en el IF, sin embargo, dependiendo de la arquitectura, incluso podría elegir una frecuencia RX donde la imagen se encuentre en 1Khz a 15Khz (o en el segundo o tercer armónico de filtro) y obtener ayuda de los amplificadores IF.


Edit2: Mira, si esto funciona, es solo porque los receptores de AM son altamente susceptibles al ruido de una variedad de fuentes, incluida la alimentación directa, que es lo que sugiero. El operador está polarizando el receptor AM pero no hay modulación en el propio operador, por lo que lo único que detecta el backend es el ruido y aumentará su ganancia. Esto permite que el audio amplificado se transmita (sugerí algunas rutas probablemente) que no funcionarán de manera confiable y probablemente solo funcionen para la configuración de este tipo porque están muy cerca. Si alguna vez escuchó un zumbido de 60 Hz en su radio AM experimental en el laboratorio o tal vez el alternador de su automóvil zumbando en la radio AM, es un efecto similar.

usuario6972
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Sería interesante ver cómo se ve la señal pseudo-am en el circuito real. ¿El audio realmente está apagando el operador debido a las condiciones de sesgo, como sugiere Andy?
user6972
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No, no es así como funciona la demodulación de AM. Recuerde que un receptor AM comienza con un filtro de banda muy estrecha. La señal de modulación en su primer gráfico se acaba de agregar a la portadora y será rechazada por este filtro. Piénselo en el espacio de frecuencias. Toda su premisa es simplemente errónea. Otra forma de pensar en esto es que el "detector de diodos" que menciona nunca verá la señal en el primer diagrama.
Olin Lathrop
@OlinLathrop Estoy de acuerdo con usted, sin embargo, depende de cómo esté configurado el sistema TX / RX en la demostración porque con solo un paso de banda débil (utilizado en el gráfico que hice anteriormente) la señal de CA llega lo suficiente como para ser detectada. Entiendo que va contra la corriente, pero solo estoy viendo cómo podría hacerse funcionar. Está fuera de la caja.
user6972
Simplemente fui al enlace para ver qué había allí, pero la conexión de datos de mi celular es demasiado pobre para comenzar a verla. Si está usando un detector casero de mierda similar, entonces probablemente no esté filtrando mucho en toda la banda. Gracias por el voto negativo de todos modos.
user6972
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Te estás perdiendo el punto de que la señal de audio de 10 kHz no se propagará desde la antena. Desde el punto de vista de RF, que es básicamente DC, y DC se pierde en transmisiones de radio. La única forma en que su esquema podría funcionar es con una conexión de cable directo que pueda transportar las frecuencias bajas, pero eso no es de lo que se habla aquí. Tenga en cuenta que la salida del segundo opamp claramente entra en una tapa y antena de 100 pF. 10 kHz simplemente no va a llegar a ninguna antena receptora, incluso si el sintonizador receptor no lo filtra de alguna manera. Piensa en tu forma de onda en el espacio de frecuencia.
Olin Lathrop