Diskuzní fórum Elektro Bastlírny

Dobrý den, právě ve škole bereme principy šíření informací prostřednitcvím elmag vln. Jelikož trochu rozumím elektrotechnice chtěl jsem si trochu šplhnout a vyrobit model AM vysílače a ukázat jak se dá prakticky realizovat modulace nosne vlny a jak to ve skutečnosti vypadá na osciloskopu. Po pár hodinách se mi podařilo rozběhnout oscilátor na frekvenci okolo 1 MHz pak jsem dobastlil modulaci a výsledkem je schéma na obrázku. Mám jen problém s dosahem. Když použiju jako anténu drát půl metru stejně jako 2 metry je dosah jen asi jedem metr od rádia. Očekával bych dosah řádově desítky metrů jelikož se mi zdá schéma výkonově srovnatelné s různými jedno až dvou tranzistorovými stěnicemi jejichž schémat je na internetu mraky.

Hodnoty součástek:
C1 ... 10nF
C2 ... 6.8nF
C3 ... 1,5nF
C4 ... 100nF
L1 ... cca 100 závitů na průměru 5mm délka cívky 50mm
Q1, Q2 ... BC547C
R1 ... 2,2 kOhm
R2 ... 32 Ohm

P1 ... modulační signál
P2 ... VF out
P3 ... +5V
P4 ... GND

Snad jen ještě doplním že na snímku bez modulace je nastavení 1V a 0,5us na dílek a na snímku s modulací pak 2V a 0,5ms na dílek

1) Průběh nosné vlny není příliš sinusový, což znamená, že část výkonu je vyzářena vyššími harmonickými kmitočty (2MHz, 3MHz...)
2) Je nutno si uvědomit, že 1MHz odpovídá délce vlny 300m, kdežto u štěnic FM kolem 3M. Tomu musí odpovídat velikost (a také provedení)antény.
3) Roli také hraje citlivost přijímače, která na FM rozsazích bývá mnohem vyšší (řádově jednotky až desítky uV) než na rozsazích SV.
4) Jde také o to, dostat co nejvíce výkonu oscilátoru do antény, tedy impedanční přizpůsobení zdroje signálu k impedanci anténního systému. V tvém zapojení to zohledněno není.

Nicméně si myslím, že jako pokus o prezentaci při výuce tohle zapojení s patřičným výkladem, který k němu jistě budeš mít, obstojí a bude náležitě oceněn.

No tak to mi asi nezbývá než doufat, že ve škole bude alespoň tak citlivý přijímač jako mám doma, aby bylo něco slyšet i na tu minimální vzdálenost.

Vím že to moje zapojení není nic moc, ale kdysi jsem stavěl vysílač podle http://www.davidcada.wz.cz/amvis.html. A měl jsem dosah až 100 metrů na volném prostranství. Všechny parametry jsou přibližně srovnatelné. Délka antény, kmitočet i napájecí napětí. Já jsem navíc použil skoro 10x menší pracovní odpor oscilátoru tudíž bych očekával i větší výkon. Ne že by na tom příliš záleželo, ale zajímalo by mě v čem je tak zásadní rozdíl.

Ještě jednou tu adresu: http://www.davidcada.wz.cz/amvis.html někak se k té původní přimotala tečka na konci věty.

A možná dodám že se ta vlna od sinusu až tak moc neliší a neřekl bych že harmonické budou mít větší zastoupení více než jedné desetiny výkonu základního kmitočtu.

Ikdyž mám trochu problém se správným určením typu použitých oscilátorů (nejspíš Clapp), důležitým rozdílem v obou zapojeních je právě výstupní impedance obvodu. Tebou realizovaný oscilátor je v zapojení se společným kolektorem, které se vyznačuje právě velmi nízkou výstupní impedancí, kdežto schema na odkazu je v zapojení se společným emitorem, které má vysokou výstupní impedanci v kolektorovém obvodě, kde je zapojen rezonanční obvod. Na tomto rezonančním obvodu se může vyskytnout větší napětí než napájecí (odbočka na L funguje také jako autotransformátor). Proto má zapojení podstatně větší dosah.

Možná bych zkusil tu anténu nepřipojovat na emitor tranzistoru, ale na živý konec cívky. Tam by signál mohl být silnější.

No na živém konci cívky je sice více než 2x větší amplituda napětí, ale bál jsem se že bych tím příliš zhoršil jakost rezonančního obvodu a tím také stabilitu kmitočtu. Přesto jsem to vyzkoušel. Dosah se zvýšil asi na 1 a půl z původního jednoho metru. Takže žádné znatelné zlepšení.

No, je to divný. Podle osciloskopu mi to přijde, že amplituda je přes 2V na emitoru, takže tak kolem 5V na cívce. Takže tam se toho moc zlepšit asi nedá. Ještě by možná trochu pomohlo tu anténu (i uzemění) udělat ze silnějšího drátu nebo na konec přidělat kus železa, ale asi to moc velká změna nebude. A nemůže tě něco rušit? Co když přeladíš trochu jinam? Jinak fakt nevím.

Ta cívka je podle všeho bez feritového jádra, vyplývá to z velikosti kondenzátorů C1,C2. Poměr L/C je pro nakmitané napětí na cívce nepříznivý v porovnání se zapojením v alternativním odkazu. Také feritové jádro funguje jako anténa. Doporučuji postavit vysílač podle toho odkazu a porovnat naměřené hodnoty.

Bohužel jsem byl nucen postavit vysílač přes víkend jen z domácích zásob a mezi ně ferit nepatří. Jinak bych použil nějaké ověřené zapojení. Mohl bych se zeptat jaký vliv má poměr indukčnosti a kapacity v rezonančním obvodu? Případně jestli existuje nějaký ideální poměr, ke kterému by bylo vhodné se snažit přiblížit při návrhu oscilátorů.

Poměr L/C ovlivňuje právě velikost proudu a napětí v rezonančním obvodu. Při tom platí rovnost energií elektrostatického a magnetického pole, které se navzájem "přelévají". Při velké indukčnosti a malé kapacitě je napětí velké a proud malý a opačně. Při návrhu oscilátorů se obvykle upřednostňuje hledisko stability kmitočtu nad ostatními parametry. Z tohoto důvodu se hodnoty L a C volí s ohledem na maximální teplotní stabilitu při co nejvyšším činiteli jakosti Q obvodu, na kterém se podílí jak ztráty v cívce, tak i ztráty v dielektriku kondenzátoru i ztráty na ohmickém odporu obvodu. Proto je návrh "ideálního" rezonančního obvodu poměrně složitá záležitost. Návrh oscilátoru, který má být navíc ještě zdrojem energie (vysílač), je vždy kompromisem.

No jo, ale to je zase divný. Přece ten oscilátor se ustálí amplitudou na nějakém napětí podle napájecího napětí. Když tam dá jiný kondenzátor a cívku, tak napětí bude stejné. A když bude ta kapacita menší a indukčnost větší, tak bude energie v kondenzátoru menší. A v cívce je energie stejná jako v kondenzátoru, takže bude taky menší. Takže celková energie magnetického pole kolem cívky by se zmenšila, takže bych čekal, že vyzařování bude taky spíš menší než větší. Ale možná to závisí ještě na něčem jiném, třeba velikosti cívky, já tomu moc nerozumím.

Dobrý činiteľ akosti cievky spôsobí aj pri malom napájacom napätí pri rezonancii aj 50 násobné zvýšenie napätia. Nebudem rozpisovať teóriu, už dávno som ju zabudol, ale kto chce, ten si v teórii rezonančných obvodov nájde zdôvodnenie. A to ovplivňuje ten vyžiarený výkon a tým aj dosah.

Ja viem, že som nadhodil ďalší rozmer tejto diskusie bez citovania vzorcov, ale sám musím znova oprášiť knižky aby som tomu dal aj patričnú vážnosť, a na to teraz nemám. Možno sa nájde niekto s čerstvými vedomosťami, kto to potvrdí/alebo vyvráti. Takže do toho!

Já si právě myslím, že ve zde uvedených zapojeních ti činitel jakosti nepomůže. Jak bude amplituda napětí větší než napájení, tak tranzistor přestane být schopný dodávat do obvodu energii. Pokud bych chtěl mít na cívce větší napětí než napájecí, připojil bych ten tranzistor na odbočku. Její polohu by to chtělo vypočítat asi podle impedance antény. Ale nevím, jsem laik, můžu se plést.