Схемы простых передатчиков на лампах. Схемы простых ламповых передатчиков для радиолюбителей: обзор и особенности конструкций

Как работают простые ламповые передатчики для радиолюбителей. Какие схемы используются в КВ и УКВ диапазонах. На что обратить внимание при сборке и настройке самодельного передатчика на лампах. Преимущества и недостатки ламповых конструкций.

Особенности простых ламповых передатчиков

Ламповые передатчики имеют ряд преимуществ для радиолюбителей:

• Простота конструкции и настройки
• Высокая надежность и ремонтопригодность
• Возможность работать с высокими анодными напряжениями
• Устойчивость к перегрузкам
• Хорошая линейность усиления

При этом основными недостатками являются большие габариты, необходимость в высоковольтном питании и низкий КПД по сравнению с транзисторными схемами.

Схема простого КВ передатчика на 40 и 80 метров

Рассмотрим схему любительского КВ передатчика для диапазонов 40 и 80 метров, разработанную в ЦРК ДОСААФ:

• Задающий генератор на лампе Л1 по схеме Клаппа
• Усилитель мощности на лампе Л2 (работает усилителем на 80 м и удвоителем на 40 м)
• Выходной каскад на лампе Л3
• Питание от двухполупериодного выпрямителя на лампе Л4

Передатчик обеспечивает работу телеграфом в диапазонах 3,5-3,6 МГц и 7,0-7,1 МГц. Мощность в антенне около 10 Вт.

Конструкция и налаживание КВ передатчика

При сборке передатчика необходимо обратить внимание на следующие моменты:

• Использование качественных деталей, особенно конденсаторов в колебательных контурах
• Экранирование задающего генератора для повышения стабильности частоты
• Правильный монтаж катушек индуктивности
• Тщательная настройка контуров на рабочие частоты

Налаживание передатчика производится поэтапно, начиная с задающего генератора. Для контроля используются измерительные приборы — осциллограф, частотомер, милливольтметр.

Схема УКВ передатчика на 38-40 МГц

Для работы в УКВ диапазоне можно использовать более простую схему передатчика:

• Задающий генератор на лампе 6Н1П
• Буферный каскад на лампе 6П1П
• Выходной каскад на лампе Г-807

Такая схема обеспечивает мощность излучения до 5 Вт на частотах 38-40 МГц. Основные особенности конструкции:

• Использование высокочастотных ламп
• Тщательная развязка каскадов по питанию
• Применение специальных УКВ дросселей

Настройка и регулировка УКВ передатчика

При налаживании УКВ передатчика важно обратить внимание на следующие моменты:

• Правильный выбор рабочих точек ламп
• Настройка контуров в резонанс
• Проверка отсутствия самовозбуждения каскадов
• Согласование выходного каскада с антенной
• Контроль уровня гармоник и побочных излучений

Для настройки потребуются измерительные приборы — анализатор спектра, индикатор поля, эквивалент нагрузки.

Особенности работы с ламповыми передатчиками

При эксплуатации ламповых передатчиков необходимо соблюдать следующие правила:

• Осторожное обращение с высоким напряжением
• Контроль режимов работы ламп по току и напряжению
• Обеспечение хорошего охлаждения выходных ламп
• Периодическая проверка качества настройки
• Использование качественных антенн и фидеров

При правильной сборке и настройке даже простые ламповые передатчики обеспечивают хорошее качество сигнала и стабильность частоты.

Применение ламповых передатчиков радиолюбителями

Несмотря на распространение транзисторной техники, ламповые передатчики до сих пор находят применение у радиолюбителей:

• Для работы в КВ диапазонах, где требуется большая выходная мощность
• В качестве учебных конструкций для освоения основ радиотехники
• Для экспериментов с различными видами модуляции
• В составе ретро-радиостанций
• Как источник мощного ВЧ сигнала для настройки антенн

Простота и надежность ламповых схем позволяет радиолюбителям самостоятельно собирать и налаживать передатчики различной мощности.

Меры безопасности при работе с ламповыми передатчиками

При сборке и эксплуатации ламповых передатчиков необходимо соблюдать следующие меры безопасности:

• Использовать изолирующие перчатки при работе с высоким напряжением
• Не касаться токоведущих частей при включенном питании
• Обеспечить надежное заземление корпуса передатчика
• Применять блокировки высокого напряжения
• Не превышать допустимые режимы работы ламп
• Использовать средства защиты от СВЧ излучения

Соблюдение правил техники безопасности позволит избежать поражения электрическим током и других опасных ситуаций при работе с мощными ламповыми передатчиками.

Схема любительского КВ передатчика (40 и 80 м)

Передатчик, схема которого приведена на рис. 1, разработай в Центральном радио клубе ДОСААФ. Он предназначен для работы телеграфом в диапазонах 40 и 80 м.

Принципиальная схема

Лампа Л1 работает в качестве задающего генератора, который собран по схеме Клаппа. Колебательный контур образован катушкой L1 и конденсаторами С3— С7. Резистор R10 выполняет функции утечки сетки. Через дроссель Др2 протекает постоянная составляющая анодно-экранного тока. Плавное перекрытие диапазона 3,5— 3,6 Мгц (80 м) производится конденсатором переменной емкости С5.

В схеме предусмотрена работа в режиме с кварцевой стабилизацией. Кварц Пэ с частотой, лежащей в пределах 3,5— 3,6 Мгц вставляется в гнезда Гн1, Гн2. Переход на кварцевую стабилизацию частоты осуществляется переключателем В1.

Ключевание передатчика производится по экранирующей сетке лампы Л1, на которую при отжатом ключе подается отрицательное напряжение, запирающее лампу. При нажатом ключе через резистор R9 на экранирующую сетку лампы подается положительное напряжение, лампа открывается, и задающий генератор начинает работать.

Создаваемое задающим генератором высокочастотное напряжение выделяется на дросселе Др4 и через разделительный конденсатор СИ подается на управляющую сетку лампы Л2, которая работает в качестве усилителя на 80-метровом диапазоне и удвоителя — на 40-метровом.

При работе в диапазоне 80 л в цепь анода лампы Л2 включают колебательный контур L2, С12, С13, настроенный на среднюю частоту диапазона 3.55 Мгц.

Переход на диапазон 40 м осуществляется переключателем В2 (секцией В2а). В этом случае часть катушки L2 отключается, и колебательный контур L2, С12, СІЗ оказывается настроенным на частоту 7,050 Мгц, т. е. на вторую гармонику задающего генератора. Дроссель Др7 совместно с конденсатором С29 составляют развязывающий фильтр.

Лампа Л3 работает в каскаде усиления мощности. Нагрузкой ее служит П-контур L3, С19, С20, который, так же как и предыдущий контур, настроен на среднюю частоту 40 — и 80-метрового диапазонов. Переход с одного диапазона на другой осуществляется с помощью переключателя В2 (секцией В2б). Плавная настройка передатчика на рабочую частоту производится только одной ручкой настройки — конденсатором С5.

Рис. 1. Принципиальная схема любительского лампового передатчика на 40м и 80м.

Неоновая лампа Л7 служит индикатором исправности передатчика, а стабилитрон Л6 — для стабилизации напряжения, подаваемого на анод и экранирующую сетку лампы Л1.

Питание анодно-экранных цепей передатчика осуществляется от двухполупериодного выпрямителя (Л4). Правая половина обмотки II трансформатора питания используется также в схеме однополупериодного выпрямителя (Л5).

Этот выпрямитель позволяет получить необходимые отрицательные напряжения на управляющую сетку лампы Л3 и экранирующую сетку лампы Л1. Нагрузкой выпрямителя служит делитель напряжения R2—R8.

Детали и конструкция

В конструкции в основном применены заводские детали. Трансформатор Тр1 использован от телевизора КВН-49. В качестве переключателей В1, В2 использованы обычные выключатели (тумблеры).

Все резисторы (за исключением R11) типа ВС. Резистор R11 — остеклованный, состоит из трех последовательно соединенных резисторов по 4,5 ком.

Конденсаторы С1—С4, C10, С15— С17, типа КСО с рабочим напряжением 500 в, С6, С8, С11, СІ4, С18 — типа КТК. Подстроечиые конденсаторы С7, С12, С19 и С20 типа КПК-1— КПК-5. Дроссель фильтра Др6 взят от телевизора КВН-49.

Дроссели Др2— Др5, Др7 самодельные. Их наматывают на полистироловых каркасах диаметром 12 мм и длиной 50 мм. На каждом каркасе вытачивают шесть секций глубиной 4 мм и шириной 4 мм. Толщина стенок между секциями 2 мм.

Рис. 2. Внешний вид любительского КВ передатчика.

В каждую секцию наматывают по 100 витков провода ПЭЛШО 0,14. В качестве дросселей можно использовать катушки от контуров промежуточной частоты, рассчитанных для работы на частоте 465 кгц.

Дроссель Др1 намотан на резисторе типа ВС-1 (100 ком) и содержит 50 витков провода ПЭВ-1 0,1. Катушка L1 намотана на керамическом каркасе диаметром 18 мм проводом ПЭВ-1 0,53 и содержит 22 витка.

Рис. 3. Расположение деталей на шасси любительского КВ передатчика (40 и 80 м).

Катушка L2 имеет 36 витков (с отводом от 16-го витка, считая от точки 6) провода ПЭВ-1 0,53 на каркасе диаметром 26 мм. Катушка L3 П-контура намотана на каркасе диаметром 45 мм и содержит 51 виток провода ПЭВ-1 1,45 с отводом от 21-го витка (отсчет от точки в). Намотка катушек L1— L3 производится виток к витку, в один ряд. Каркасы катушек L2 и L3 изготовлены из гетинакса.

Передатчик смонтирован на горизонтальном шасси размером 300X160X75 мм, изготовленном из алюминия толщиной 2 мм. К этому шасси винтами крепят переднюю панель размерами 310X200 мм, которая сделана из дюралюминия толщиной 3 мм.

Расположение деталей на передней панели и верхней части шасси показано на рис. 2 и 3, расположение деталей в подвале шасси —  на рис. 4.

Рис. 4. Расположение деталей внутри любительского КВ передатчика (40 и 80 м).

Налаживание

Налаживание передатчика, которое начинают с задающего генератора, производят с помощью коротковолнового приемника, тестера (типа ТТ-1, ФЭП, ТТ-3 и др.) и индикатора высокочастотных колебаний — неоновой лампочки МН-3.

Сначала проверяют наличие высокочастотных колебаний в контуре L1, С3, С4, С5, С6, С7. Включив миллиамперметр в анодную цепь лампы Л1 и замкнув ключ, отмечают показания миллиамперметра. Если при замыкании управляющей сетки лампы на корпус величина анодного тока увеличивается, это свидетельствует о работе задающего генератора.

Определив с помощью приемника частоту задающего генератора, приступают к «укладке» диапазона. Путем подбора емкостей конденсаторов С6, С7 добиваются, чтобы крайние значения емкости переменного конденсатора С5 соответствовали частотам 3,5— 3,6 Мгц. Если ширина перекрываемого диапазона частот соответствует требуемому — 100 кгц, но диапазон отличается от частот 3,5—3,6 Мгц, необходимо более точно подобрать индуктивность катушки L1.

Налаживание задающего генератора при работе в режиме с кварцевой стабилизацией сводится к подбору числа витков дросселя Др1. Для этого между управляющей сеткой лампы Л1 и шасси включают авометр со шкалой 50 в (минусом на сетку). Вместо дросселя включают катушку, содержащую 100 витков провода ПЭВ 0,1, намотанных на круглую деревянную палочку диаметром 5— 6 мм. С одной стороны дросселя изоляцию провода счищают напильником.

Переключив переключатель В1 в положение «2» и вставив кварц в гнезда Гн1 и Гн2, наблюдают за показаниями прибора при перемещении ползунка вдоль витков дросселя. При оптимальном числе витков напряжение на управляющей сетке будет максимально 8— 12 в. Определив таким образом требуемое число витков дросселя Др1, наматывают их на резисторе типа ВС-1.

Настройка усилителя-удвоителя сводится к настройке колебательного контура, включенного в анодную цепь лампы Л2 на частоты 7,02 и 3,55 Мгц. Установив частоту задающего генератора равной 3,51 Мгц, а переключатель В2 в положение «40 м», колебательный контур вращением ротора полу переменного конденсатора С/2 настраивают на частоту 7,02 Мгц.

В качестве индикатора настройки используется неоновая лампочка, которую подносят к контуру. В момент резонанса, т. е. совпадения собственной частоты контура L2, С12, С13 с частотой второй гармоники задающего генератора, наблюдается наиболее яркое свечение неоновой лампочки.

Затем переключатель В2 ставят в положение «80 м». Частоту задающего генератора устанавливают равной 3,55 Мгц. В этом положении настройка контура осуществляется изменением витков добавочной секции. Обычно, если катушка выполнена точно по описанию, никакой добавочной подстройки на частоте 3,55 Мгц не требуется.

Заключительный этап налаживания— настройка выходного контура. Подсоединив антенну, необходимо контур L3, С19, С20 настроить в резонанс с частотой сигнала, который подается на управляющую сетку лампы ЛЗ. Для контроля величины тока в антенне последовательно с ней включают лампочку накаливания мощностью 10 вт Настройку начинают с диапазона 40 м, изменяя емкости конденсаторов CI9, С20.

В момент правильной настройки контура лампочка Л7 светится наиболее ярко. Добившись настройки выходного контура, нужно получить наивыгоднейшую связь с антенной, при которой в последнюю передается наибольшая мощность.

Для этого, постепенно изменяя емкость конденсатора С20 и все время регулируя емкость конденсатора С19, добиваются максимального свечения лампочки накаливания. Настройку П-контура в диапазоне 80 м производят изменением числа витков добавочной секции катушки L3. Указанные на схеме данные конденсаторов C19, С20 приведены для однофидерной антенны.

Источник: С. Л. Матлин — Радиосхемы (пособие для радиокружков), 1974г.

Передатчики на лампах

Переменное напряжение с преобразователя поступает на мостовую схему выпрямителя Потом напряжение фильтруется Cg, Cj 0 и поступает для питания анодных и экранных цепей ламп. Накалы ламп и полупроводниковые схемы питаются от наборов батареи 3 и 8 в соответственно. Собирая передатчик, обратите особое внимание на монтаж УКВ генератора, так как потери энергии на частоте 28—29,7 Мгц резко увеличиваются как в проводниках, так и в диэлектриках.

Провод контурных катушек зачистите от изоляции, а детали балансного генератора расположите симметрично. Монтажные провода сделайте короткими из жесткого провода.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Радиопередатчики
• Радиопередатчики
• Юный техник 1965-12, страница 54
• Ламповый АМ передатчик на частоту 3 МГц
• Юный техник 1965-12, страница 54
• Радиопередающие устройства. Часть 2 — page 58
• Схема УКВ радиопередатчика 38-40 МГц на лампах Г-807, 6П1П, 6Н1П (5Вт)
• Please turn JavaScript on and reload the page.

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Постройка передатчика. Задающий генератор на лампе 6Н7С

Радиопередатчики

Пиратское радио. Ша рманку в каждый дом!!!!!!! Приветствуем вас на страничке посвященной Пиратскому радиовещанию! У сайта появился новый админ,меня зовут Артем,теперь будет по-больше обновлений,пишите мне в icq Шарманка by Artem Моя аппаратура фото.

Зона покрытия передатчиком. Передатчик Для пиратского радиовещания мощностью 10 Ватт. Усилитель на 30 Ватт на КТБ. Антенна Для передатчика. Блок питания передатчика. Резонансный Волномер. Передатчик на 10 Ватт. Передатчик на 10 Ватт на 4х транзисторах. Передатчик на 0,3 Ватта. Передатчик на 5и лампах мощностью 80 Ватт. Передатчик на лампе 6н3п. Усилитель на 10 Ватт на 3х транзисторах.

Усилитель на 6 Ватт. Усилитель на 40 Ватт на MRF Усилитель на 40 Ватт. Усилитель на 75 Ватт. Пиратское радиовещание на коротких и средних волнах:. Передатчик на частоту 7 Mhz мощность 6Ватт.

Передатчик на средние волны. Передатчик на Mhz мощностью 10 Ватт. Задающий генератор типа Veronica. Профессиональный Стереокодер. Синтезатор частоты. Синтезатор частоты без PIC контролера. Делитель аудио сигнала. Коммутатор аудио сигнала.

Выходной фильтр передатчика. Задающий генератор Mhz. Задающий генератор кпи. Индикатор резонанса. Измеритель мощности передатчика. Блок питания Передатчика. На микросхеме ssm Компрессор на оптопаре. Компрессор на транзисторах. Компрессор на микросхеме ssm Программатор PIC микроконтроллера:.

PICProg 1. Программа для расчета антен. Литература по пиратскому вещанию:. Книга с описанием конструкций пиратских передатчиков. Все передатчики описанные в этой книге работают в диапазоне частот от 62 до Mhz. Впервые в internet!!! Обработка звуковых сигналов. Описывается принцип обработки звука на радиостанции, а так же рекомендации по улучшению звучания вашей радиостанции.

Комбинированные микшеры-усилители. Монтаж музыкальных фонограмм. Эфирные передатчики. Свободный эфир Петербурга. Радиохулиган Генка. Некоммерческое радиовещание- первый шаг в профессионалы. Пиратство под законом. Похищение трансивера. Free Radio Radio Driland. Радиопиратство в России. Вот что про нас пишут в СМИ. Всем дальним и ближним Как мы использовали курицу в качестве нагрузки передатчика.

Радиолюбительские приключения на лесных озёрах. Часть 1. Часть 2. Часть 3. Часть 4. Часть 5. Часть 6. Евгений г. Пишите сюда: drag26racing yandex. Документ обновлен:.

Пиратское радио Ша рманку в каждый дом!!!!!!! Шарманка by Artem самая полная статья о знаменитейшем устройстве-приставке к лаповому приемнику!!! Как мы использовали курицу в качестве нагрузки передатчика Радиолюбительские приключения на лесных озёрах.

Часть 1 Радиолюбительские приключения на лесных озёрах. Часть 2 Радиолюбительские приключения на лесных озёрах.

Часть 3 Радиолюбительские приключения на лесных озёрах. Часть 4 Радиолюбительские приключения на лесных озёрах.

Часть 5 Радиолюбительские приключения на лесных озёрах.

Радиопередатчики

Нашёл схему передатчика на лампе. Можно ли заменить лампу на другую напр 6п14п? Можно ли изменить частоту заменой кварца нпапример 12 Мгц? Схему прикрепил. Заранее спасибо.

[СКАЧАТЬ] Передатчики кв на 3мгц схемы PDF бесплатно или читать Кв Передатчики На Лампах Принципиальные схемы простых.

Юный техник 1965-12, страница 54

После войны долгое время применялась в народном хозяйстве, в организациях ДОСААФ и радиолюбителями-коротковолновиками. До х гг. Захватошин, И. Мицнер, А. Саводник, И. Беляев , Е. Геништа и А.

Ламповый АМ передатчик на частоту 3 МГц

Передатчик состоит из двухлампового генератора и двухлампового модулятора. Все лампы, за исключением выходной, — пальчиковой серии.

Несомненным достоинством передатчика является высокая стабильность частоты генерируемых колебаний. Это достигнуто применением в задающем каскаде генератора, работающего по схеме с электронной связью на частоте, вдвое меньшей рабочей. Передатчик прост по конструкции, мал по размерам, содержит мало деталей, но по своим эксплуатационным качествам не уступает более сложным передатчикам.

Контура связаны между собой через конденсатор С8 и внутриламповую емкость анод — сетка генераторной лампы.

Юный техник 1965-12, страница 54

Решил я собрать ламповый АМ передатчик,так как ни разу не делал ламповые схемы возникло несколько вопросов об его изготовлении. Вопрос первый: есть два анодных напряжения у каждого своя обмотка трансформатора, своя часть БП. Провода массы вместе соединять надо? Вопрос второй: Корпус обязательно должен быть металлический? Или только задающий генератор нужно экранировать? Вопрос третий: Чем можно заменить ДР1, 2 и 3?

Радиопередающие устройства. Часть 2 — page 58

Правила форума. RU :: Правила :: Голосовой чат :: eHam. Форум Бытовая техника Ламповая техника Передатчики на лампах. Страница 1 из 7 1 2 3 4 5 6 7 Последняя К странице: Показано с 1 по 15 из Добавить тему форума в del. Закладках Разместить в Ссылки Mail.

Зона покрытия передатчиком. Передатчик Для пиратского радиовещания мощностью 10 Ватт. Передатчик на 5и лампах мощностью 80 Ватт.

Схема УКВ радиопередатчика 38-40 МГц на лампах Г-807, 6П1П, 6Н1П (5Вт)

Автор: Прокофьев Алексей Александрович. Простая схема АМ КВ передатчика на любительский диапазон 3 МГц для начинающего радиолюбителя: подробное описание работы и устройства. Предлагаемая схема передатчика не содержит дефицитных деталей и легкоповторима для начинающих радиолюбителей, делающих свои первые шаги в этом увлекательном, захватывающем увлечении.

Please turn JavaScript on and reload the page.

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Маломощный УКВ передатчик на лампе 6Ж1П

Каждый усилитель мощности УМ передатчика нуждается в защите ламп. Эта разработка задумывалась как схема при построении новых усилителей мощности. Схема защиты может также быть применена для увеличения надежности действующих УМ. Использование схемы защиты, описанной ниже, позволило Принципиальная схема приведена на рис.

Правила форума. RU :: Правила :: Голосовой чат :: eHam.

Белов UB5XD. Принципиальная схема такого передатчика изображена на рисунке. Катушки индуктивности L1, L2, L3— по 2,5 мкн. Данные катушки L3 для разных диапазонов следующие:. Настройка передатчика крайне проста и производится в таком порядке.

You are currently viewing the SEO version of! It has a number of design and functionality limitations. Радиопередающие устройства.

Схема связи в видимом свете [с использованием инфракрасного излучения]

Вы можете использовать эту простую схему связи в видимом свете для передачи аудио и цифровой информации через инфракрасный свет на расстояние более мили с предельной точностью.

By Sunil Rao

Основные характеристики схемы светового коммуникатора можно понять по следующим пунктам:

• Выходная мощность = 5 мВт
• Частотная модуляция Работа с несущим сигналом 50 кГц
• Полоса пропускания = от 300 до 3000 Гц
• Без линз диапазон составляет около 40 футов.
• С оптикой 3 диаметра или увеличительной линзой дальность может быть увеличена более чем на милю.

Основная функция предлагаемой схемы световой связи заключается в обеспечении прямой передачи голосовых или музыкальных сигналов от точки к точке на расстояние до мили.

Другим замечательным применением может быть система охранной сигнализации дальнего действия с «обрывом луча», в которой луч может быть направлен на длинную запретную зону, и когда кто-либо прерывает линию, поднимается тревога.

Содержание

Понимание параметров

Перед тем, как приступить непосредственно к созданию коммуникатора светового луча, давайте сначала обсудим несколько оптических терминов и параметров.

PIN-диод : Это светочувствительный диод с временем реакции в несколько наносекунд. Его можно использовать в фотопроводящем режиме, в котором величина тока, проходящего через него, зависит от падающего на него света, или при использовании в фотогальванических функциях напряжение на нем зависит от света (см. рис. 1).

РИСУНОК:1

Фототранзистор: На самом деле это транзистор, ток базы которого зависит от света. Ток коллектора = базовый ток x коэффициент усиления устройства. Время реакции составляет всего несколько микросекунд.

Photodarlington: Когда пара транзисторов в одном корпусе соединена в определенной конфигурации с высоким коэффициентом усиления, получается Дарлингтон. В фотодарлингтоне первый транзистор — это фототранзистор, а второй — любой стандартный биполярный транзистор. Время отклика может составлять сотые доли микросекунды.

Площадь детектора : Может быть определена как площадь (в квадратных дюймах или миллиметрах) диодного детектора, который аккумулирует свет. В большинстве PIN-диодов используется пластиковый корпус, который работает как простая линза и дает область накопления от 0,01 до 0,025 квадратных дюймов. Эта область очень важна при расчете коэффициента усиления объектива.

Закон обратных квадратов : Фактически это «ключевой элемент» почти всех устройств оптической связи. Проще говоря, это означает, что если вы увеличиваете дальность между передатчиком и приемником, мощность сигнала уменьшается пропорционально квадрату расстояния. Например, если вы получите 9микроватт мощности на расстоянии 10 футов между передатчиком и приемником, вы можете рассчитывать получить только один микроватт энергии, если вы увеличите расстояние до 30 футов.

Трансимпедансный усилитель : Усилитель с чрезвычайно низким входным сопротивлением. Часто известные как преобразователи тока в напряжение, эти специальные усилители во многих случаях можно найти в оптических устройствах. Благодаря низкому импедансу нагрузки они гарантируют оптимальный ток через фотодиод. Они могут предложить полосу пропускания до нескольких сотен мегагерц.

Коэффициент усиления линзы : Это отношение площади линзы к площади детектора. Учитывая, что площадь линзы больше площади детектора, от линзы собирается большее количество света. Потери объектива и ошибки фокусировки (которые в сумме составляют примерно 15%) следует учитывать при расчете коэффициента усиления объектива.

Инфракрасный : Это область светового спектра, близкая к красному цвету (около 800 нанометров). Многие инфракрасные светодиоды излучают либо 880 нанометров, либо 940 нанометров. Большинство кремниевых датчиков демонстрируют наибольшую чувствительность при длине волны около 900 нанометров. Инфракрасный используется в основном потому, что почти все красные (видимый свет) светодиоды не могут легко генерировать мощность 1/2 мВт, хотя многие ИК-светодиоды обладают выходной мощностью 10 мВт или выше.

Коллиматор : Этот термин означает: прицеливание по прямой линии. Всякий раз, когда свет, исходящий от источника, проходит через параллельные лучи, а не по расходящемуся конусу, он распознается как коллимированный. Хотя создать действительно коллимированный пучок невозможно, линза передатчика пытается это сделать (см. рис. 2).

РИСУНОК:2

Расхождение : Понимается как «рассеивание» оптического луча. Проще говоря, расходящийся поток света противоположен коллимированному лучу. Почти все оптические лучи света распространяются расходящимся образом, некоторые могут делать это немного больше, чем другие. Если вы сможете создать луч света с нулевой расходимостью (что невозможно), он просто никогда не будет соответствовать закону обратных квадратов.

Это означает, что возможно направить луч света на неограниченное расстояние, поскольку энергия будет перемещаться без распространения или рассеивания наружу.

Вы обнаружите очень меньшее расхождение лазерного луча по сравнению с другими обычными источниками света. Большинство точечных светильников спроектированы так, чтобы иметь более низкий уровень расходимости, в то время как прожекторы имеют огромное расхождение (рис. 2).

Чувствительность: Определяется соотношением между оптическим и электрическим сигналом детектора. Как правило, это значение для PIN-диода может составлять от 0,4 до 0,6 ампер на ватт. Следовательно, если на PIN-диод падает свет мощностью 1 мВт, можно ожидать от него оттока тока от 0,4 мА до 0,6 мА. Что касается этого атрибута, предлагаемая связь по лучу видимого света может работать при уровне тока 100 пА или при оптической мощности 200 пВт.

Свет переменного и постоянного тока: Когда вы включаете и выключаете светодиодную лампу, вы в основном генерируете источник света переменного тока из светодиодной лампы. Если вы освещаете его постоянным постоянным током, то он становится постоянным источником света. Это явление важно, поскольку большая часть источника света может иметь в себе следы переменного и постоянного тока.

Фонари, использующие лампы накаливания, излучают большое количество постоянного света и малое количество переменного света. Наш солнечный свет состоит из огромного количества переменного и постоянного света. Люминесцентные лампы излучают немного постоянного тока, но много переменного тока.

В предлагаемой схеме связи с видимым светом вышеуказанное явление имеет решающее значение, потому что при работе оптического приемника на основе постоянного тока может возникнуть множество источников света переменного тока, включая солнечный свет, который может быстро насытить способность обнаружения приемника и фактическое обнаружение наших Сигнал связи переменного тока может быть затруднен. Чтобы решить эту проблему, необходимо установить какой-либо светозащитный экран, который обычно используется в наших камерах и т. д.

Число f или светосила объектива: В стеклянных линзах отношение фокусного расстояния к диаметру называется числом «f» (f = fl/d).

Меньшее число f определяет светосильный и более дорогой объектив. Вы можете легко представить эту цифру как оптический угол «приемки» (рис. 3). Эта функция становится полезной при выборе функции коллимации объектива передатчика.

РИСУНОК:3

В камерах, предназначенных для работы с фиксированным фокусным расстоянием, используется один объектив большего диаметра, а другой — меньшее число «f» для более быстрого отклика. Это гарантирует, что больший объектив способен для накопления большего количества света, а затвор устанавливается на более быструю скорость, чем меньший объектив.0003

Таблица 1 может быть использована для получения информации о числах «f» и углах приемки.

Тепловой шум: Несмотря на то, что тепловой шум на самом деле не относится к оптическим изделиям, например, к линзам, электронные функции оптической системы могут быть ограничены тепловым шумом. Тепловой шум возникает в электрической системе из-за произвольного движения молекул. Шум теплового тока (I _N ) резистора может быть выражен уравнением:

(I _N ) ² = 4KTB/R

• , где k = константа k = Больцманн (1,38 x 10 ^-23 )
• T = температура в Келвине (300)
• B = Bandwidth in HERTZ
• 111111111111112 в HERTZ
• в HERTZ
• в HERTZ
• в HERTZ
• в HERTZ
• в HERTZ
• в HERTZ
• в HERTZ
• в HERTZ
• .
• R = сопротивление в омах

Резистор 300 кОм, включенный при комнатной температуре внутри приемника с полосой пропускания 20 кГц, должен обеспечивать ток теплового шума 33 пикоампер. Несмотря на то, что 33 пикоампера, вероятно, не покажутся большой силой тока, шум на выходе трансимпедансного усилителя может возрасти примерно до 10 микровольт (среднеквадратичное значение).

Преобразование в шум от пика к пику дает около 60 микровольт от пика к пику. В схеме световой связи единственный усилитель между трансимпедансным усилителем и компаратором фактически является дифференциальным усилителем, использующим коэффициент усиления приблизительно 50. Этот усилитель усиливает шум в 60 микровольт и генерирует шум около 3 милливольт на выходе оптического усилителя.

Точные показания подтверждают генерацию шума в 5 милливольт. Это допустимо, поскольку в блоке существуют дополнительные элементы, создающие шум, например шум усиления тока от 1-го транзистора. Хотя почти каждый транзистор производит небольшой шум, первый создает чрезмерный шум из-за большего усиления сигнала.

Значение таких уравнений, как это, заключается в том, что они дают нам информацию для улучшения и исправления системы. Если бы у нас не было проблем с шумом, можно было бы достичь практически бесконечных расстояний. Тем не менее, если мощность сигнала меньше шума, это может быть плохой новостью для экспериментатора.

Мы можем справиться с проблемой температуры на некотором уровне, и уравнение показывает, что чем ниже температура, тем ниже уровень шума.

Однако снижение температуры трансимпедансного резистора даже на 100 градусов Кельвина может привести к снижению мощности шума лишь примерно в 1,2 раза.

Когда оптическое устройство имеет характеристики небольшой полосы пропускания, возможно, в несколько герц, например пульт дистанционного управления телевизором, мы можем уменьшить полосу пропускания с 20 кГц до 20 герц и уменьшить шум в несколько раз. примерно в 30. Даже несмотря на то, что правило обратных квадратов работает против нас, это может привести к расширению диапазона примерно в 5,9 раза. 0003

Такого рода уменьшение полосы пропускания может потребовать приличного настраиваемого фильтра, что в любом случае может быть достигнуто. Очевидно, что аудиосигналы, направленные по каналу с полосой пропускания 20 Гц, не будут идентифицированы как аудио. Однако это может позволить передачу кода Морзе.

Фотодетектор : это полупроводниковое устройство, предназначенное для преобразования света в электрический сигнал. Все устройства, такие как фототранзисторы, фототиристоры, фототриакторы, фотоэлементы, солнечные элементы и фотодиоды, подпадают под эту категорию фотодетекторов. Даже такие детали, как фоторезисторы и термопары, можно рассматривать как разновидности фотодетекторов.

Фототранзисторы и фотодатчики Дарлингтона обычно используются для обнаружения света. Оба эти устройства хорошо справляются со своей задачей, если нет необходимости в высокой скорости обнаружения.

Обычные фототранзисторы имеют период переключения от 1 до 5 микросекунд. Для типов Дарлингтона эта цифра может составлять около сотен микросекунд.

Особенности PIN-диода

• PIN-диод был выбран как лучший вариант детектора в этом проекте в фотопроводящем режиме. Потому что они не ограничены усилением и пропускной способностью, как фототранзисторы.
• PIN-диод предоставляет нам неограниченные возможности для обоих вышеуказанных параметров, что позволяет нам разрабатывать наши персональные усилители.
• PIN-диоды также чрезвычайно «тихие». Их шум практически не читается аппаратурой.

Светодиоды: Светоизлучающий диод — это полупроводниковый прибор, излучающий свет при включении в электрическую цепь с прямым смещением.

Выбор светодиода передатчика

Вам может показаться, что выбор светодиода для такого типа проектов может быть очень простым делом, однако это не так.

Такие характеристики, как выходная мощность, длина волны, скорость и угол луча, имеют решающее значение при выборе правильного типа светодиода.

Первое, на что следует обратить внимание, это выходная мощность. При этом, если не добиться нужного количества мощности в линзе, она легко может растратиться, а при неправильном выборе длины волны детектор не сможет ее уловить.

Длина волны важна

На сегодняшний день самые популярные длины волн для инфракрасного оборудования составляют 880 нанометров и 940 нанометров.

1-й вариант – правильно подобрать детектор и излучатель.

В нашем проекте светового коммуникатора выбрана длина волны 940 нанометров, что глубже в инфракрасном спектре, чем 880.

Многие детекторы, созданные для 940 нанометров, имеют предустановленный фильтр видимого света. Фильтры обычно не используются в продуктах, изготовленных по технологии 880 нм, главным образом потому, что эта длина волны близка к видимому спектру, а такой узкий фильтр может быть сложно производить в больших объемах.

Если вы хотите производить сотни таких световых коммуникационных схем вместе с оптикой, вы, вероятно, захотите инвестировать в излучатели с широкими, но симметричными лучами.

Таким образом, вы, вероятно, получите индивидуальную линзу, разработанную и изготовленную по умеренной цене с использованием материала типа пластика. Это, вероятно, позволит вам получить наиболее стабильный луч и позволит производить в больших количествах.

Например, в ИК-пульте дистанционного управления вы можете захотеть включить излучатель или несколько излучателей для создания ИК-«потока» для определенной области. Для этого вы хотели бы получить излучатель с широким лучом.

Однако, когда вы просто хотите проверить, на какое расстояние может распространяться сигнал, вам потребуется нечто совершенно другое. Узкие углы луча становятся важными для эффективного соединения с любым доступным на месте объективом.

Точнее говоря, определение наименьшего угла раскрытия луча среди линз сэкономит вам много денег с точки зрения инвестиций в линзы. Наименьший быстро доступный угол луча для светодиода составляет примерно 20 градусов. Всякий раз, когда производитель предлагает этот угол, он действительно подразумевает «половинный угол» в 20 градусов или сплошной конус в 40 градусов.

Угол дополнительно определяет точку половинной мощности. Например, когда производитель указывает 5 мВт при угле луча 20 градусов, это означает, что если вы сможете уловить всю мощность в пределах 40-градусного конуса, вы, возможно, получите 2,5 мВт оптической мощности.

В любой ситуации обязательно купите светодиод с малым углом луча, максимально возможной мощностью и приемлемой скоростью.

Функция

Линзы

Линзы в оптических коммуникаторах делают то же, что и антенны для радиочастотных цепей. Значение, возможно, базовых объективов невозможно переоценить. Если бы высокочастотный инженер смог построить антенну с усилением 60 дБ менее чем за 10 долларов, мы, вероятно, могли бы стать свидетелями многих довольных технических специалистов по радиочастотам!

Учитывая, что оптический мир работает с чрезвычайно малыми длинами волн, добиться усиления в 1000 или 60 дБ несложно. Вам это может показаться странным, но размеры объектива на приемнике могут быть очень критичны, а вот на передатчике это не так критично.

Это связано с тем, что приемник выполняет решающую работу по перехвату максимально возможного количества света, поэтому чем больше линза, тем она эффективнее.

Основной задачей линзы передатчика является коллимация луча, поэтому с этой задачей справится практически любая линза, имеющая соответствующее число «f». Число «f» определяет скорость линзы, и это должно быть хорошо известно. любому человеку, занимающемуся фотографией в качестве досуга, это можно понимать как меру угла восприятия объектива.0003

При передаче сигнального луча весь свет светодиода, рассеянный от конуса, теряется. Светодиод мощностью 50 мВт может оказаться бесполезным, если свет «выстреливает» под углом 90 градусов, а весь свет, который не может быть направлен в линзу, устраняется.

Коэффициент усиления линзы фактически представляет собой отношение площади линзы к площади детектора. Например, площадь большинства PIN-диодов составляет примерно 0,01 кв. дюйма. Объектив диаметром 2 дюйма будет иметь площадь 3,14 квадратных дюйма. В результате коэффициент усиления 2-дюймового объектива составит около 3,14/0,01 или 314,9.0003

Следует отметить, что для работы этого линзового усилителя не требуется никакого внешнего источника питания, и при этом он охватывает бесконечную полосу пропускания, не добавляя к сигналу никакого шума. Поэтому такое устройство, как объектив в мире электроники, можно считать абсолютным чудом.

В таблице 2 показано усиление для объективов нескольких размеров.

Приведенные здесь данные приведены с учетом того, что линза не поглощает и не отражает свет, а детектор расположен точно в фокусе линзы. Эти соображения могут быть явно противоречивыми, поскольку даже самые качественные объективы камер, покрытые антибликовым покрытием, никогда не пропускают 100-процентный свет. Здесь может быть достаточно места для испытаний. Несколько элементарных тестов показали, что около 85% расчетного или предполагаемого усиления достижимо.

Цепь FM-передатчика

Связь в видимом свете создается с использованием трех каскадов цепей. Первый этап – это FM-передатчик. Оставшиеся два каскада (оптический усилитель и ЧМ-демодулятор) составляют приемник.

Блок-схема схемы показана на рис. 4.

РИСУНОК:4

Схемный каскад ЧМ-передатчика, показанный на рис. 5, состоит из микрофонного усилителя (Q1 и Q2) и ЧМ-модулятора, созданного через таймер 555 (IC1). Вы можете найти несколько вариантов настройки, один для центральной частоты FM (R11), а другой для регулировки уровня отклонения (R4).

РИСУНОК:5

Резистор R1 используется для микрофонов, работающих от внешнего источника питания, например электретного типа. Если используется внешний источник звука, входное напряжение должно быть ограничено несколькими милливольтами. Выходной контакт 3 IC1 можно настроить с помощью резистора R11, чтобы установить частоту 50 кГц (20 микросекунд).

Использование внешнего сигнала модуляции

Выход IC 555 можно модулировать по частоте с помощью опорного напряжения верхней точки срабатывания на контакте 5. примерно на уровне 10% может легко произойти. Эти отклонения на самом деле являются функцией амплитуды сигнала, подаваемого на контакт 5.9.0003

Когда внешнее напряжение модуляции постоянного тока, индуцированное на контакте 5, включается и выключается, это генерирует FSK (цифровые) данные. Несмотря на то, что выходной сигнал 555 рассчитан на управление мощным светодиодом, в него встроены драйверы транзисторов, обеспечивающие работу многих светодиодов вместе взятых.

Резисторы R17 и R18 правильно настроены для ограничения тока для конкретного светодиода. Токи до 200 миллиампер могут не представлять проблемы для светодиодов, однако они могут быстро разрядить ваши батареи. Если используется один светодиод, последовательное подключение 47 Ом обычно дает только около 45 мА.

Если в вашей системе используются два светодиода, последовательный резистор можно заменить на 22 Ом, и потребляемый ток будет почти таким же. В реальном прототипе он работал от четырех щелочных батареек типа АА для питания передатчика.

Схема оптического усилителя (приемник)

Функция каскада схемы оптического усилителя, как показано на рис. 6, заключается в преобразовании оптического сигнала в электрический сигнал, ограничении его полосы пропускания (чтобы свести к минимуму помехи) и доставке дифференциальный привод к компаратору.

Детектор PIN-диода (D1) можно увидеть подключенным через сигнал переменного тока к базовому трансимпедансному усилителю, состоящему из Q1 и Q2. Хотя сигнал передается через сигнал переменного тока, смещение для PIN-диода должно быть связано по постоянному току. Это достигается с помощью резисторов R1 и R2.

Если предлагаемая схема световой связи работает в условиях чрезмерного фонового освещения, может потребоваться уменьшить значение резистора R1, чтобы предотвратить насыщение PIN-диода постоянным током. В случае, если постоянное напряжение на резисторе R1 во время работы выше примерно 3 вольт, рекомендуется уменьшить значение резистора R1. Трансимпедансные резисторы (R4 и R5) определяют фактическое усиление усилителя. Была использована пара последовательных резисторов, а не один, поскольку каждый резистор имеет свою собственную емкость.

Использование пары резисторов позволяет уменьшить емкость в два раза. Все, что нужно, это подключить два резистора к печатной плате. Выход трансимпедансного усилителя представляет собой не что иное, как его входной ток, умноженный на трансимпедансное сопротивление. По этой причине его иногда называют преобразователем тока в напряжение.

При увеличении значения сопротивления сигнал также усиливается, однако полоса пропускания уменьшается. Потому что сигнал усиливается непосредственно в ответ на значение сопротивления, и у нас также есть увеличение шума на квадратный корень из сопротивления.

Кажется разумным использовать максимально возможное сопротивление, при условии, что пропускная способность достаточна. По этой причине Q1 должен быть УКВ транзистором.

Поскольку центральная частота сигнала составляет 50 кГц, рекомендуется ограничить полосу пропускания оптического усилителя, чтобы свести к минимуму общий шум.

Транзистор Q3 вместе с окружающими деталями представляет собой двухполосный фильтр верхних частот на частоте около 40 кГц. Это избавляет от низкочастотного шума, например, оптического шума 50/60 Гц, излучаемого нашими домашними светильниками.

Транзистор Q4 и подключенная к нему схема создают фильтр нижних частот с частотой 60 кГц. Это устраняет высокочастотные электрические помехи, например, исходящие от многих AM-радиостанций. Когда мы объединяем фильтры нижних частот и верхних частот, они дают полосовой фильтр со структурой около 50 кГц, имеющий полосу пропускания примерно 20 кГц.

Шум можно уменьшить, создав более узкий фильтр между выходом оптического усилителя и входом каскада демодуляции. Недостаток может заключаться в том, что узкий фильтр необходимо будет настраивать, и для его настройки потребуется прицел.

Транзисторы Q5 и Q6 используются для разработки дифференциального усилителя, который фактически является каскадом усиления оптического усилителя, кроме Q1.

Функция дифференциального усилителя заключается в обеспечении наличия дифференциального сигнала для работы компаратора напряжения. Дифференциальное управление компаратором может быть полезным, поскольку вы можете получить удвоенный сигнал, не вызывая удвоенного шума. Однако с дифференциальным усилителем существует одна проблема: если требуется разумное усиление, транзисторы должны быть точно согласованы. Это предохраняет один транзистор от «перехода в тепловой разгон» и насыщения.

Согласование транзисторов можно выполнить с помощью схемы на рис. 7.

РИСУНОК:7

Для фиксации транзистора можно использовать какое-либо сменное устройство, например гнездо IC, имеющее всего три контакта. Процедуру можно выполнить, измерив напряжение между коллектором и эмиттером, и выбрав пару транзисторов, которые имеют ближайшее значение соответствия между напряжением коллектора и эмиттера.

Кроме того, может быть мудрым решением работать с резисторами смещения, которые имеют почти одинаковые номиналы. Рассмотрите возможность максимально точного соответствия значений R16 и R23, R17 и R24. В случае, если конечный усилитель не очень хорошо согласуется в диапазоне напряжений, вы можете попробовать выполнить точную настройку R19. /R22 значения. Эти резисторы намеренно размещены там, чтобы обеспечить небольшое «равновесие» для дифференциального усилителя. Любые значения от 10 до 33 Ом могут работать нормально. (Потенциометры не используются, так как они дороги.)

Цепь ЧМ-демодулятора

Принципиальную схему ЧМ-демодулятора можно увидеть на рис. 8.

РИСУНОК:8

Компаратор LM311 (IC1) аналогового сигнала в цифровой сигнал для контура фазовой автоподстройки частоты CD4046 (IC2). Следует отметить, что амплитуда извлеченного акустического сигнала не имеет отношения к амплитуде принятого сигнала. Амплитуда извлеченного звука зависит только от величины девиации частоты, установленной передатчиком, а также от амплитуды голоса оператора.

Контур фазовой автоподстройки частоты (IC2) настроен как ЧМ-демодулятор первого порядка. Без подачи какого-либо входного сигнала центральная частота сети, состоящей из контакта 3 IC2, который также является TP3, точно настраивается с помощью R8, чтобы установить частоту 50 кГц.

В связи с тем, что различия между марками CD4046 могут быть весьма значительными, может потребоваться модификация R7 и, возможно, R9 также. Демодулированный выходной сигнал через IC2 фильтруется с помощью фильтра нижних частот с частотой 3 кГц на основе Q1. Затем этот сигнал подается на усилитель мощности звука, построенный на основе усилителя LM386.

Схема усилителя LM386

Широкая полоса пропускания может быть достигнута за счет пропускания фильтром более высокой частоты. Поскольку «несущая» частота составляет всего 50 кГц, убедитесь, что полоса пропускания аудио не расширяется выше 6 или 7 кГц.

PCB Designs

ПЛАТА ПЕРЕДАТЧИКА КОНСТРУКТИВНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ ИЛИ ПЛАТА ПРИЕМНИКА КОНСТРУКТИВНЫЙ ДЕМОДУЛЯТОР И СХЕМА УСИЛИТЕЛЯ ЗВУКА.

ПОЖАЛУЙСТА, ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ, ЧТО В ВЫШЕУКАЗАННОЙ КОНСТРУКЦИИ ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ IC3 ЯВЛЯЕТСЯ НЕ УСИЛИТЕЛЕМ НА ОСНОВЕ LM386, А НЕКОТОРОЙ ДРУГОЙ ИС, КОТОРАЯ СЕЙЧАС УСТАРЕЛА. ПОЖАЛУЙСТА, ОТРЕГУЛИРУЙТЕ СЕКЦИЮ УСИЛИТЕЛЯ С ЦЕПЬЮ LM386, ЗАМЕНЯ IC3 НА LM386 И СООТВЕТСТВУЮЩЕЙ РЕГУЛИРОВКЕ КОМПОНЕНТОВ ВОКРУГ IC3.

Другая схема оптического коммуникатора

В схеме оптического передатчика используется светодиод для генерации контролируемого автофокусом инфракрасного или видимого потока света, который может быть распознан фототранзистором внутри схемы приемника. Этот фототранзистор должен иметь пиковую чувствительность на длине волны пикового излучения светодиода, если требуется максимально возможная эффективность. Если светодиод выполнен в виде инфракрасного излучателя TIXL26, излучающего почти все излучение на длине волны 0,9 мкм, то фототранзистор TIL66 становится с ним идеально совместимым.

С другой стороны, видимые красные светодиоды также приемлемы с этой конкретной формой фототранзистора, и каждый из них может быть более дешевым вариантом по сравнению с типами, рекомендуемыми для систем, чувствительных к инфракрасному излучению. Обратите внимание, что применение инфракрасного диода не препятствует применению обычных стеклянных (боросиликатных) линз, прозрачных для излучения с длиной волны 0,9 мкм.

Обратите внимание, что в каждой из показанных схем используется стандартный операционный усилитель (741), подобный чувствительному предусилителю для обнаружения аудиосигналов от микрофона и фототранзистора. Схемные каскады на входе операционных усилителей работают с бутстрепом для увеличения входного импеданса. В схеме передатчика необходимо использовать кварцевый микрофон. Спецификация наушника не имеет решающего значения, и он может иметь импеданс от 200 Ом до 2 кОм. Усилением цепей передатчика и приемника легко управлять, позволяя регулировать резистор обратной связи (RV1).

Если при проверке выходных сигналов вы обнаружите, что схемы ведут себя нестабильно во время работы, это можно исправить, подключив конденсатор емкостью 470 пФ к контактам 6 и 2 операционного усилителя. Пользователь может подумать об усовершенствовании схем для работы через несимметричный источник питания. Для реализации этого можно использовать делитель напряжения для увеличения напряжения на неинвертирующем выводе примерно до пятидесяти процентов от напряжения питания, на которое подается сигнальное напряжение.

Теорию схемы оптической световой связи можно увидеть на принципиальных схемах. Чтобы уменьшить проблемы, связанные с регулировкой и наведением сигналов, при настройке цепей на различных расстояниях друг от друга модуль передатчика должен быть настроен для фокусировки параллельного луча, а приемник должен быть соответствующим образом настроен для приема этого луча. .

Это позволяет выполнить процедуру коллимации, гарантируя, что светодиод и фототранзистор сфокусированы поперек главного фокуса двух линз. Диаметры линз должны быть такими, чтобы можно было полностью использовать излучение, удерживаемое внутри излучающего конуса светодиода.

С практической точки зрения объективы диаметром 50 мм и фокусным расстоянием 150 мм будут работать наиболее подходящим образом. Также можно попробовать более тяжелую линзу с меньшим фокусным расстоянием, что может позволить уменьшить диаметр линзы. Однако в этой ситуации настройка на коллимационный холод усложняется из-за уменьшения фокусного расстояния и в некоторой степени из-за увеличения аберраций объектива.

Схема передатчика

Схема приемника

Как сделать простую схему LI-FI (Light Fidelity)

Вы здесь: Главная / Светодиоды и световые эффекты / Как сделать простую схему LI-FI (Light Fidelity)

Последнее обновление 23 февраля 2020 г. by Swagatam Интернет с последних нескольких лет; в последнее время LI-FI приобретает все большую популярность в Интернете и у разработчиков. LI-FI расшифровывается как Light Fidelity, придуманный Харальдом Хассом.

Содержимое

Цель схемы

Целью LI-FI является передача данных посредством видимого света. Поскольку ширина полосы видимого света в 10 000 раз больше, чем у радиоволн, через свет можно передать больше данных за короткий промежуток времени.

Связь в видимом свете (VLC) устраняет риск некоторых заболеваний, вызванных радиоволнами, вследствие длительного воздействия.

Этот протокол можно адаптировать там, где радиоволны ограничены, например, в самолетах, больницах и некоторых исследовательских учреждениях. Исследователи достигли скорости передачи 224 ГБ/с, что в 100 раз быстрее, чем наше среднее соединение WI-FI дома или в офисе.

В этой статье объясняется основная идея создания очень простой схемы LI-FI, в которой мы сможем передавать любой источник звука через свет и получать его от приемника, расположенного в нескольких футах от передатчика.

Здесь рассказывается об аналоговой связи через свет, в то время как в оригинальной системе LI-FI используется цифровая связь, которую сложнее и труднее сделать в любительской лаборатории. Но концепция точно такая же.

Вот простая блок-схема, объясняющая LI-FI:

Конструкция:

Схема состоит из двух частей: приемника и передатчика. Передатчик состоит из 3 транзисторов и нескольких пассивных компонентов в сочетании со светодиодом мощностью 1 Вт. Транзисторы сконфигурированы как усилители с общим эмиттером, которые изменяют яркость светодиодов по отношению к звуковому сигналу.

Но изменение яркости из-за звукового сигнала не будет видно человеческому глазу. Мы видим только статическую подсветку белого светодиода. Приемник состоит из фотодетектора (здесь я использовал солнечную батарею), который соединен с усилителем. Вывод звука осуществляется через динамик.

Передатчик представляет собой усилитель на транзисторах, который состоит из 3 усилителей, соединенных параллельно, для управления белым светодиодом мощностью 1 Вт.

База каждого транзистора состоит из делителя напряжения, который обеспечивает необходимое смещение для отдельного транзистора. Входной каскад имеет конденсаторы на базе каждого транзистора для блокировки сигналов постоянного тока, которые могут ухудшить качество выходного сигнала.

Схема цепи LI-Fi

Обновление: описанную выше конструкцию можно также попробовать с использованием одного транзистора, как показано ниже:

Вы можете использовать серию токоограничивающих резисторов со светодиодом, если хотите, чтобы схема работала при более высоком напряжении ( скажем, 12 В). Вы также можете использовать стандартный белый светодиод 0,5 мм с токоограничивающим резистором. В качестве источника звука вы можете использовать mp3-плеер, мобильный телефон или микрофон с предусилителем и т. д.

Приемник состоит из солнечной батареи на 6 вольт (на 3 вольта выше работает нормально) последовательно с конденсатором 2,2 мкФ, который соединен с усилитель. Усилитель не обязательно должен быть таким же, как показано здесь, но вы можете использовать любой усилитель, лежащий в вашем доме. Но убедитесь, что это хорошая чувствительность.

Схема усилителя

Вот авторский прототип

Li-Fi Video Clip:

Для приемной части можно использовать любой усилитель с хорошей чувствительностью. Чтобы проверить эту схему, войдите в комнату с тусклым окружающим освещением и убедитесь, что поблизости нет источника электрического света.

Установите светодиод мощностью 1 Вт параллельно солнечной батарее. Включите питание передатчика и приемника, подайте аудиовход на передатчик, отрегулируйте громкость передатчика. Здесь вы можете очистить звук на принимающем динамике.

Описанную выше схему Li-Fi также можно попробовать с использованием фотодиода, как показано ниже, где секция усилителя заменена схемой усилителя LM386: Fi Circuit

В этом Li-Fi светодиод мерцает, но для нашего глаза это незначительно.

Если ваши глаза могут обнаружить эти мерцания, что-то не так со сборкой.

Изменение яркости светодиода из-за аудиовхода очень мало, но есть изменение яркости, которое наши глаза не могут обнаружить.

Если нет аудиовхода, светодиод постоянно горит, солнечная батарея вырабатывает некоторое напряжение. Входной конденсатор на приемнике блокирует эти сигналы постоянного тока, давая почти нулевое напряжение на усилитель.

При подаче звукового сигнала на передатчик яркость светодиода изменится (очень маленькая).