|
Sitemap audio
Amplitudemodulatie wordt misschien niet meer gebruikt voor radioomroep (behalve radio maria), maar AM wordt nog steeds gebruikt als modulatietechniek op de kabel (adsl en coax). Dit is de modulatietechniek die gecombineerd met fasemodulatie het grootst mogelijke debiet mogelijk maakt (QAM: quadrature amplitude modulation).
De diode-modulatie (en de modulatie in het algemeen) heeft twee toepassingen:
- Als één van de signalen een laagfrekwent signaal is, dan heeft men een diodemodulator (een vereenvoudige vorm van een modulator die in AM zenders gebruikt wordt).
- Als één van de signalen een rediofrekwent signaal is (antennesignaal), dan bekomt men een mengtrap die twee extra frekwenties produceert, waarvan er één verder versterkt wordt in de volgende middenfrekwent trappen.
In beide gevallen is het ander signaal een radiofrekwent signaal met een vaste of instelbare frekwentie (locale oscillator of heterodyne).
| |
Index frekwentie modulatie (FM)
Is dat niet fantastisch?
|
|---|
Heb je laatst nog naar de AM radio geluisterd (op de middengolf)? Vroeger zat het vol met zenders: de VRT (toen nog BRT), de RTBF, de nederlandse zenders, de franse, engelse en duitse zenders. Het bereik bedroeg honderden kilometers en je kon bij wijze van spreken de ganse wereld in huis halen (zonder over je downloadlimiet te zitten).
Tegenwoordig zijn er nauwelijks nog zenders op de middengolf: er zijn minder luisteraars, dus waarom een vermogen van ettelijke kilowatts verstoken voor slechts een paar luisteraars? Zelfs de niet-commercieele radiostations zijn uit de middengolf verdwenen.
Tijd dus om de geschiedenis van de radio te schrijven!
- Diodemodulator
Technische achtergrond
- Wat is amplitudemodulatie? Hoe kunnen we een audiosignaal moduleren met een draaggolf. We leggen het verschil uit tussen de superpositie van twee signalen en de modulatie (optelling en vermenigvuldiging) aan de hand van een diodemodulator
- Voorbeelden van diode mengtrappen
Mengen is vermenigvuldigen
- Een paar praktische toepassingen waarbij men een diode gebruikt als mengtrap. Dankzij de niet-lineaire eigenschappen van een diode kunnen twee signalen gemengd worden.
- Modulatietechnieken
Amplitude-modulatie, frekwentie-modulatie en fase-modulatie
- Naast de amplitudemodulatie zoals die gebruikt wordt bij de radio-omroep, bestaan er andere modulatietechnieken die het beschikbaar zendvermogen beter benutten.
- Carrier controlled modulation
Adaptive Carrier Control en Amplitude Modulation Companding
- Bepaalde AM zenders gebruiken niet de standaard amplitudemodulatie, maar een afgeleide vorm ervan waarbij het gemiddeld zendvermogen afhangt van de audio. Daardoor kan men zender met een lager vermogen, of indien men hetzelfde gemiddeld vermogen zou blijven gebruiken kan men een wat groeter gebied bereiken.
- Mengtrappen
Diodemodulatie, ring modulator en vermenigvuldiger
- Het mengen is het vermenigvuldigen van een draaggolf met het audiosignaal. Er zijn verschillende schakelingen die gebruikt kunnen worden. De vermenigvuldiger bestaat uit één enkele IC met slechts 8 poten.
- Standaardschakeling
- De standaardschakeling voor een AM zender, gebruikt bij radio-omroep
- Een eerste eenvoudige AM zender
Met een PL504
- Iedere electronicus heeft minstens één AM zender gebouwd. Dit is mijn eerste schakeling.
- Een kleine AM zender met goede audio-eigenschappen
Met PCF82
- De zender werd gebruikt om een AM radiosignaal te leveren in een tentoonstelling van oude radio's. De nationale omroep kon niet goed ontvangen worden in de tentoonstellingsruimte.
De modulator gebruikt het principe van de "controlled carrier".
- Skoopbeelden
Omhullende curve en trapezeumbeelden
- De skoopbeelden tonen de correcte werking van de zender. Er zijn twee skoopbeelden die gebruikt worden: de omhullende en de XY modus (trapezevorm).
- RF boosters
- Dit zijn versterkers voor zendamateurs. Er werden lijneindtrappen gebruikt tot ver in de jaren 1980.
- Een supersterke AM zender
Audioversterker: ECC83
Modulator: ECC82
Draaggolfversterker: PL83
Mengbuis en eindversterker: PL519
- De schakeling gebruikt het principe van de controlled carrier die een groter bereik mogelijk maakt (hoger rendement van de zender).
- Een kleine AM zender met één transistor
- We hebben eindelijk de transistor ontdekt! Met deze kleine schakeling kan je een werkende zender bouwen. Je hebt enkel een audiobron nodig (bijvoorbeeld mp-3 speler), een oscillator (bijvoorbeeld een kristalmodule van 1MHz) en een ferrietantenne uit een oude radio. Dit is een eenvoudige schakeling met weinig vervorming, ideaal als meetzender voor het testen van een AM radio.
- Een kleine AM zender met één transistor
- Een schakeling die bijna identiek is, maar met het RF signaal en het audiosignaal op emitter en basis. Deze schakeling kan ook geen al te hoog vermogen leveren, maar zal de basis worden voor onze volgende schakelingen.
- Een AM zender met spanningsmodulatie
- Onze AM zender met één transistor heeft maar een beperkte modulatiediepte. Moduleer je sterker, dan wordt het geluid vervormd. Deze schakeling is de oplossing: de modulatie door de regeling van de voedingsspanning werd lang gebruikt bij de radio omroep.
- Een AM zender met vermogenstrap
- Om wat meer vermogen te bekomen voegen we een klasse-C versterker toe aan onze schakeling. We bereiken hiermee een hoger rendement en een meer lineaire werking.
- Een AM zender voor de amateur-band (7MHz)
- Dit is ene kleine zender voor de amateurband (uitzendingen op zeer laag vermogen). De schakeling heeft een boostertrap nodig, je kan de boostertrap uit de vorige schakeling gebruiken.
- De asymmetrische modulatie
- Het signaal van een microfoon is niet symmetrisch. Je kan van dit fenomeen gebruik maken om een amateurzender beter uit te sturen.
- De eerste walkie talkies
- De SCR-536 kan men aanzien als de eerste echte walkie talkie: eenvoudig, zo licht mogelijk. Men gebruikte AM modulatie die gemakkelijker te realiseren was. Het toestel had slechts 5 buizen nodig.
Oscillator
In de voorbeeldschakelingen vermelden we enkel de aanwezigheid van een oscillator, zonder verder in detail te gaan. Het is mogelijk een kant-en klare module met kristal te gebruiken, deze zijn op ebay te vinden voor een paar euros. De TTL modules moeten met 5V gevoed worden, CMOS modules kunnen op 12V gevoed worden.
De frekwentie van de module ligt vast, maar een frekwentie van 1MHz is ideaal, je zender ligt dan pal in het midden van de AM band. De juiste frekwentie is niet zo belangrijk, want er zijn nog nauwelijks zenders op de AM band. De storingen zijn aanwezig op alle frekwenties. Als de modules op een hogere frekwentie werken moeten ze gevolgd worden door een deler. Indien men CMOS gebruikt moet de deler in CMOS LS technologie gebouwd zijn (low power schottky)
De uitgang wordt naar een afgestemde kring gestuurd om het signaal meer sinusvormig te maken (de uitgang van de module is een blokgolf). De afgestemde kring wordt best in een metalen behuizing gemonteerd die met de massa verbonden is. Het signaal wordt dan naar een mosfet transistor gestuurd die eerder als buffer dient. Naargelang de gewenste amplitude kan het signaal aan de drain of de source afgetapt worden.
Andere modulatoren
Een andere type modulator gebruikt een mosfet transistor met het radiosignaal aangeboden op één gate en het audiosignaal op de andere gate. De transistor voert hier een vermenigvuldiging uit. Hier kan men ook een volledige modulator bouwen met een enkele transistor.
Het systeem met de modulatie van de voedingsspanning van de zendtransistor werd veelvuldig gebruikt bij omroepstations. De lineariteit was uitstekend, vooral als ze met buizen uitgerust waren.
De modulator die tegenwoordig het meest gebruikt wordt is de ringmodulator die een modulatie-index van meer dan 100% haalt zonder vervorming van het audiosignaal. Deze schakeling wordt meer in detail besproken op de volgende bladzijden.
Rechts zie je een transistor 2N6128 die als vermogenstrap in een radiozender gebruikt kan worden. Met zijn maximale frekwentie van 50MHz kan de transistor probleemloos op de korte golf gebruikt worden. De zender hier gebruikt een symmetrische push pull montage en een klasse-C sturing, waardoor een hoog rendement bereikt kan worden.
|
