Պարզ և էժան լազերային թվային աուդիո փոխանցում `4 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:49

Լազերային ատրճանակը պատրաստելուց ի վեր ես մտածում էի լազերային մոդուլյացիայի մասին `ձայնը ուղարկելու համար, կամ զվարճանքի համար (երեխաների ինտերկոմ), կամ գուցե տվյալներ փոխանցել ավելի բարդ լազերային ատրճանակի համար, ինչը թույլ կտա ստացողին պարզել ում նա հարվածել է: Այս ուսանելի հոդվածում ես կկենտրոնանամ աուդիո հաղորդման վրա:

Շատերը ստեղծել են անալոգային մոդուլացված փոխանցման համակարգեր `ավելացնելով անալոգային ձայնային ազդանշանը լազերային դիոդի էներգիայի մատակարարմանը: Սա աշխատում է, բայց այն ունի մի քանի լուրջ թերություններ, որոնք հիմնականում ընդունող վերջում առանց մեծ աղմուկի ազդանշանի ուժեղացման անկարողությունն է: Նաև գծայնությունը շատ աղքատ է:

Ես ուզում էի լազերը թվայնացնել մոդուլային միջոցով `օգտագործելով Pulse Width Modulation (PWM) համակարգը: Լազերային ատրճանակի նախագծում օգտագործվող էժան լազերային դիոդները կարող են մոդուլացվել նույնիսկ ավելի արագ, քան սովորական LED- ը ՝ վայրկյանում միլիոնավոր զարկերակների մեջ, ուստի դա պետք է շատ հնարավոր լինի:

Քայլ 1. Սկզբունքի ապացույց (հաղորդիչ)

Միանգամայն հնարավոր է կառուցել ինչ-որ չափով արժանապատիվ հաղորդիչ `օգտագործելով եռանկյունի կամ սղոցի գեներատոր և դրա ելքը համեմատելով ազդանշանի մուտքի հետ` op-amp- ով: Այնուամենայնիվ, բավականին դժվար է լավ գծայնություն ձեռք բերել, և բաղադրիչների թիվը բավականին արագ աճում է, իսկ օգտագործելի դինամիկ տիրույթը հաճախ սահմանափակ է: Բացի այդ, ես որոշեցի, որ թույլատրվում է ծույլ լինել:

Մի փոքր կողային մտածողությունն ինձ ուղղեց դեպի ծայրահեղ էժան D դասի աուդիո ուժեղացուցիչ, որը կոչվում է PAM8403: Ես նախկինում այն օգտագործել էի որպես իսկական աուդիո ուժեղացուցիչ լազերային ատրճանակի նախագծում: Այն անում է հենց այն, ինչ մենք ցանկանում ենք ՝ զարկերակի լայնությունը մոդուլացնելով աուդիո մուտքը: Պահանջվող արտաքին բաղադրիչներով փոքր տախտակները կարելի է ձեռք բերել eBay- ից մինչև 1 եվրոյով:

PAM8404 չիպը ստերեո ուժեղացուցիչ է ՝ H- կամուրջի ամբողջական ելքով, ինչը նշանակում է, որ այն կարող է երկու լարերը բարձրախոսին հասցնել Vcc (գումարած) երկաթուղու կամ գետնի վրա ՝ արդյունավետորեն քառապատկելով ելքային հզորությունը ՝ մեկ լարը վարելու համեմատ: Այս նախագծի համար մենք կարող ենք պարզապես օգտագործել երկու ելքային լարերից մեկը `միայն մեկ ալիքով: Լրիվ լռության դեպքում ելքը կուղղվի մոտավորապես 230 կՀց քառակուսի ալիքի: Ձայնային ազդանշանի մոդուլյացիան փոխում է ելքի զարկերակի լայնությունը:

Լազերային դիոդները չափազանց զգայուն են չափազանց հոսանքի նկատմամբ: Նույնիսկ 1 միկրովայրկյան զարկերակը կարող է այն ամբողջությամբ քանդել: Shownուցադրված սխեման կանխում է հենց դա: Այն լազերը կշարժի 30 միլիամպ հզորությամբ ՝ անկախ VCC- ից: Այնուամենայնիվ, դիոդների նույնիսկ ամենափոքր անջատումը տեղի է ունենում, սովորաբար տրանզիստորի հիմնական լարումը կտրում են մինչև 1,2 վոլտ, լազերային դիոդը անմիջապես քանդվում է: Ես փչել եմ այսպիսի երկու լազերային մոդուլ: Ես խորհուրդ եմ տալիս ոչ թե լազերային վարորդը կառուցել տախտակի վրա, այլ այն զոդել PCB- ի փոքր կտորի վրա կամ ազատ ձևով `լազերային մոդուլի հետևի մասում նեղացող խողովակի կտորով:

Վերադառնալ հաղորդիչին: Միացրեք PAM8403- ի ելքը լազերային վարորդի սխեմայի մուտքին, և հաղորդիչն ավարտված է: Երբ լիցքավորվում է, լազերը տեսողականորեն միացված է, և որևէ մոդուլյացիա չի կարող օպտիկական կերպով հայտնաբերվել: Սա իրականում իմաստ ունի, քանի որ ազդանշանը սահում է 50/50 տոկոս միացման/անջատման շուրջ 230 կՀց կրիչի հաճախականության վրա: Visibleանկացած տեսանելի մոդուլյացիա չէր լինի ազդանշանի ծավալը, այլ ազդանշանի իրական արժեքը: Միայն շատ, շատ ցածր հաճախականությունների դեպքում մոդուլյացիան նկատելի կլինի:

Քայլ 2. Սկզբունքի ապացույց (ընդունիչ, արևային բջիջների տարբերակ)

Ես ուսումնասիրեցի ընդունիչի համար շատ սկզբունքներ, ինչպիսիք են բացասական կողմնակալ PIN ֆոտոդիոդները, ոչ կողմնակալ տարբերակները և այլն: Տարբեր սխեմաներ ունեին տարբեր առավելություններ և թերություններ, օրինակ ՝ արագությունն ընդդեմ զգայունության, բայց ամենից շատ բաները բարդ էին:

Այժմ ես այգում ունեի IKEA Solvinden արևային էներգիայով աշխատող լույս, որը քանդվել էր անձրևի հետևանքով, այնպես որ ես փրկեցի երկու փոքր (4 x 5 սմ) արևային բջիջները և փորձեցի, թե որքան ազդանշան կարտադրվի ՝ պարզապես ուղղորդելով մոդուլացված կարմիր լազերային դիոդը: դրանցից մեկի վրա: Սա զարմանալիորեն լավ ստացող ստացվեց: Համեստորեն զգայուն և լավ դինամիկ տիրույթ, ինչպես նախկինում, այն աշխատում է նույնիսկ բավականին պայծառ լուսավորությամբ թափառող արևի լույսից:

Իհարկե, eBay- ում կարող եք որոնել նման փոքր արևային բջիջներ: Նրանք պետք է մանրածախ վաճառվեն մինչև 2 եվրոյով:

Ես դրան միացրի մեկ այլ PAM8403 D դասի ընդունիչ տախտակ (որը նույնպես ազատվեց DC բաղադրիչից) և միացրեցի դրան միացված պարզ բարձրախոս: Արդյունքը տպավորիչ էր: Ձայնը ողջամտորեն բարձր էր և առանց աղավաղումների:

Արևային բջիջների օգտագործման բացասական կողմն այն է, որ դրանք չափազանց դանդաղ են: Թվային կրիչն ամբողջությամբ ջնջված է, և դա իրական ապամոդուլացված աուդիո հաճախականությունն է, որն անցնում է որպես ազդանշան: Առավելությունն այն է, որ դեմոդուլյատոր ընդհանրապես պետք չէ. Պարզապես միացրեք ուժեղացուցիչն ու բարձրախոսը, և դուք բիզնեսով զբաղվում եք: Թերությունն այն է, որ քանի որ թվային կրիչը ներկա չէ, և դրա համար հնարավոր չէ վերականգնել, ստացողի աշխատանքը լիովին կախված է լույսի ինտենսիվությունից, և ձայնը կխեղաթյուրվի աուդիո հաճախականության տիրույթում ձևավորված բոլոր թափառող լույսի աղբյուրներից, ինչպիսիք են լամպերը:, հեռուստացույցներ և համակարգչային էկրաններ:

Քայլ 3: Փորձարկեք:

Ես գիշերը դուրս հանեցի հաղորդիչն ու ընդունիչը, որպեսզի հեշտությամբ տեսնեմ ճառագայթը և ունենամ արևային բջիջի առավելագույն զգայունությունը, և անմիջապես հաջողություն գրանցվեց: Ազդանշանը հեշտությամբ ընդունվում էր 200 մետր հեռավորության վրա, որտեղ ճառագայթի լայնությունը 20 սմ -ից ոչ ավելի էր: Վատ չէ 60 ցենտանոց լազերային մոդուլի համար `ոչ ճշգրիտ կոլիմատորային ոսպնյակով, մաքրված արևային բջիջով և երկու ուժեղացուցիչ մոդուլով:

Փոքր հերքում. Ես այս նկարը չեմ արել, պարզապես վերցրել եմ հայտնի որոնման կայքից: Քանի որ այդ գիշեր օդում մի փոքր խոնավություն կար, ճառագայթը իսկապես այսպիսի տեսք ուներ, երբ հետադարձ հայացք նետեց դեպի լազերը: Շատ թույն է, բայց դա էական չէ:

Քայլ 4. Մտքերից հետո. Թվային ընդունիչ կառուցելը

Կառուցեք թվային ընդունիչ, PIN դիոդի տարբերակ

Ինչպես ասվեց, առանց բարձր հաճախականության PMW ազդանշանի վերածնման, թափառող ազդանշանները շատ լսելի են: Բացի այդ, առանց PMW ազդանշանի վերածնված ֆիքսված ամպլիտուդի, ծավալը և, հետևաբար, ստացողի ազդանշան-աղմուկ հարաբերակցությունը լիովին կախված է այն բանից, թե որքան լազերային լույս է գրավում ստացողը: Եթե PMW ազդանշանն ինքնին բավականաչափ հասանելի լինի լույսի ցուցիչի ելքի վրա, ապա պետք է շատ հեշտ լինի զտել այս թափառող լույսի ազդանշանները, քանի որ հիմնականում մոդուլյացիայի հաճախականության ներքո ամեն ինչ պետք է համարվի շեղված: Դրանից հետո, մնացած ազդանշանի պարզապես ուժեղացումը պետք է արտադրի ֆիքսված ամպլիտուդ, վերածնված PWM ազդանշան:

Եթե դեռ չեք կառուցել թվային ընդունիչ, բայց դա կարող է շատ հնարավոր լինել BWP34 PIN դիոդի օգտագործմամբ `որպես դետեկտոր: Անհրաժեշտ է որոշել ոսպնյակների համակարգի մասին `գրավման տարածքը մեծացնելու համար, քանի որ BWP34- ն ունի շատ փոքր բացվածք` մոտ 4x4 մմ: Այնուհետև պատրաստեք զգայուն դետեկտոր, ավելացրեք բարձր փոխանցման զտիչ `մոտ 200 կՀց հաճախականությամբ: Filterտումից հետո ազդանշանը պետք է ուժեղացվի, կտրվի ՝ սկզբնական ազդանշանը հնարավորինս լավ վերականգնելու համար: Եթե ամեն ինչ աշխատեր, մենք հիմնականում վերականգնել ենք ազդանշանը, քանի որ այն արտադրվում էր PAM չիպով և կարող էր ուղղակիորեն սնվել փոքր բարձրախոսով:

Միգուցե ավելի ուշ ժամադրության համար:

Տարբեր մոտեցում, կողմնակիցներ:

Կան մարդիկ, ովքեր լույսի փոխանցում են կատարում շատ ավելի մեծ հեռավորությունների վրա (մի քանի տասնյակ կիլոմետր), քան ներկայացված է այստեղ: Նրանք չեն օգտագործում լազերներ, քանի որ մոնոխրոմատիկ լույսը իրականում ավելի արագ է մարում հեռավորության վրա ոչ-վակուումում, քան բազմաքայլ լույսը: Նրանք օգտագործում են LED կլաստերներ, հսկայական թարմ ոսպնյակներ և, իհարկե, անցնում են մեծ հեռավորություններ `մաքուր օդ և երկար տեսարաններ գտնելու համար: Կարդացեք. Լեռներ: Funվարճալի իրեր, որոնք կարելի է գտնել ինտերնետում: