Einfaches Radio bauen

Ich möchte ein einfaches AM-Radio bauen (so einfach, dass es nur einen einzigen AM-Kanal empfängt).

Was ist der einfachste Weg, ein AM-Radio mit einem Kanal zu bauen, das an einen 8-Ohm-Lautsprecher ausgegeben wird? (z. B. 10:30 Uhr)

Mein derzeitiger Gedanke geht in die folgenden etwas vagen Richtungen, aber ich hoffe, sie konkreter zu machen.

  1. Verwenden Sie ein Stück Draht als Antenne
  2. Erstellen Sie eine LC-Schaltung, um den Eingang von der Antenne auf die gewünschte Frequenz abzustimmen
  3. verstärken das Signal
  4. Verbinden Sie das verstärkte Signal mit dem Lautsprecher

Abgesehen von der Antenne würde ich es vorziehen, "diskrete" handelsübliche Komponenten wie Kondensatoren und Induktivitäten mit bestimmten Werten zu verwenden, die ich an mein Steckbrett anschließen könnte.

Es hilft auch, einen starken Sender auszuwählen. Ich bemerkte erwähnte 1,03 MHz. Wenn Sie sich in der Nähe von Boston MA befinden, ist dies eine gute Wahl, da es sich um einen klaren 50-kW-Kanal handelt. Damals in der Grundschule konnte ich es etwa 20 Meilen nordöstlich mit nur einem Kristallradio und Kopfhörern abholen. Ich hatte ungefähr eine 50-Fuß-Antenne von meinem Fenster zu einem Schuppen im Hinterhof. Das hat sehr geholfen.
Was ist mit den knappen Stimmen? Dies ist sicherlich ein Thema, und das OP hat gezeigt, dass er zumindest darüber nachgedacht hat. Es ist klar genug, was er verlangt, und es ist gut genug geschrieben. Was ist das Problem?
@OlinLathrop Ich mag die Anforderungen nicht. "Am einfachsten" ohne Angabe einer Mindestleistungsanforderung ist keine großartige Spezifikation. Dies ist einer der wenigen Fälle, in denen subjektivere Anforderungen meiner Meinung nach besser sind: Ich würde mich besser fühlen, wenn nach einem "guten Design für Bildungszwecke" gefragt würde, aber noch besser wäre es, wenn nach einem bestimmten Teil des Designproblems gefragt würde . Es grenzt an eine Frage vom Typ "Diskutieren Sie mit mir", da ein klares Problem fehlt und eine halbe Lösung enthalten ist.
@PhilFrost - am einfachsten, aber dennoch in der Lage, einen einzelnen AM-Kanal zu empfangen. Das sind ziemlich klare Anforderungen.
Es ist lächerlich einfach, ein AM-Radio zu bauen. Vor einigen Jahren habe ich einen aus einem LMC660 Quad Opamp gebaut. Ich habe es eigentlich als Gitarrenvorverstärker entworfen, aber als ich das Eingangskabel mit dem bloßen Finger berührte, nahm es den lokalen AM-Sender sehr gut auf!

Antworten (5)

Ihre grundlegende Strategie, ein Stück Draht für die Antenne zu verwenden, in einen LC-Schwingkreis zu stecken, der auf die Frequenz des gewünschten Senders abgestimmt ist, diesen zu verstärken und dann mit einem Lautsprecher zu verbinden, ist auf dem richtigen Weg, verpasst aber mindestens einen wichtigen Schritt. Das bedeutet, das AM-Signal zu erkennen oder das amplitudenmodulierte Funksignal zu demodulieren , um das ursprüngliche Audiosignal zu erhalten.

Nach dem Demodulator sollten Sie auch eine Stufe hinzufügen, um den 8-Ω-Lautsprecher anzutreiben. Das wird eine Stufe sein, die Strom erzeugen soll, nicht unbedingt die Spannung verstärken. Um dies zu überspringen, können Sie einfach ein Audiosignal mit Line-Pegel erzeugen und es in einen gewöhnlichen Audioverstärker oder Aktivlautsprecher einspeisen, als würden Sie es mit einer PC-Soundkarte verbinden. Der Aktivlautsprecher ist wirklich nur ein Leistungsverstärker und ein Lautsprecher in einem einzigen Gehäuse.

Der einfachste AM-Detektor ist nur eine Diode. Der Ausgang der Diode reitet effektiv auf den Spitzen des HF-Signals und geht mit seiner Amplitude auf und ab. Sie stellen die von der Diode getriebene Impedanz so ein, dass der Ausgang langsam genug abklingt, damit er sich in der Lücke zwischen den Trägerzyklen nicht stark ändert, sich aber schnell genug ändert, um dem modulierten Signal zu folgen. Glücklicherweise ist dies nicht allzu schwer, da es ein großes Frequenzverhältnis von Audio zu Träger gibt. Wenn die höchste Audiofrequenz 5 kHz und der Träger 1 MHz beträgt, haben Sie einen Unterschied von 200:1.

Ein noch besserer Weg, einen Detektor herzustellen, besteht darin, einen Bipolartransistor als Emitterfolger zu verwenden. Sie können sich dies in dieser Anwendung als eine gespeiste Diode vorstellen:

Dieses Audio-Ausgangssignal kann wahrscheinlich direkt in einen "Aktivlautsprecher" eines PCs eingespeist werden.

Dieser "Detektor" funktioniert nur, wenn der Trägerpegel bis in das Knie der Basis-Emitter-Diode reicht, wo er zumindest mit der Gleichrichtung beginnen kann. Hier sind drei Beispiele, die die drei grundlegenden Möglichkeiten zeigen, einen Tank an einen 1070-kHz-Träger anzuschließen, der zu 100 % mit 1 kHz moduliert ist: dropbox.com/s/vxllec30tfspij6/RF%20detect%20NOT.asc?dl=0 Beachten Sie , dass der Ausgang des Integrators ist nur eine gedämpfte Version des modulierten Trägers und dass keine Erkennung stattgefunden hat.
@EMFi: Ich habe versucht, das Konzept zu zeigen, nicht die Details der Vorspannung der Schaltung. Ich würde diese Schaltung vorspannen, indem ich die Basis etwa einen Diodenabfall über der Erde bei ziemlich hoher Impedanz halte und dann den Träger mit Wechselstrom an die Basis koppele.

Einfachster möglicher AM-Empfänger, der an einen 8-Ohm-Lautsprecher ausgegeben wird:

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Dieses Radio hat:

  • extrem schlechte Selektivität
  • extrem schlechte Empfindlichkeit
  • extrem schlechte Lautstärke
  • extrem schlechte Wiedergabetreue

Es ist jedoch ohne Zweifel das einfachste Radio, das Ihren Anforderungen entspricht. Es funktioniert, weil die Schwingspule wie eine Antenne HF-Ströme aufnehmen kann und diese Ströme die Membran bewegen. Es hilft, einen sehr billigen Lautsprecher zu verwenden, da diese eine schlechtere Abschirmung haben.

Aufgrund der geringen Empfindlichkeit müssen Sie sich jedoch ziemlich nahe am Sender befinden, damit er funktioniert. Und auch weit entfernt von anderen Sendern, weil es so ziemlich keine Selektivität hat. Da der Lautsprecher völlig passiv und auch sehr unempfindlich ist, wird er nicht sehr laut sein, und da Lautsprecher nicht wirklich dafür vorgesehen sind, auf diese Weise betrieben zu werden, bin ich sicher, dass die Audiotreue schrecklich sein wird. Es ist aber offensichtlich maximal einfach.

Obwohl es kein besonders guter Empfänger ist, ist es ein lehrreiches Beispiel, und es funktioniert . Es zeigt, dass Radios keine Magie sind und elektromagnetische Strahlung mit fast allem interagieren kann. Das einzige, was Sie brauchen, um AM zu empfangen, ist ein Detektor: alles, was in der einen oder anderen Richtung unterschiedlich auf Strom reagiert.

Möchte jemand erklären, warum dies nicht der einfachste Empfänger ist? Funktioniert es nicht? Oder gibt es etwas einfacheres?
Hier fehlt der Detektor. Abgesehen von etwas, das versehentlich als Diode fungiert, wird AM nicht erfasst.
@OlinLathrop Der Detektor sind die nichtlinearen magnetischen Materialien im Lautsprecher.
Stellen Sie eine (besonders) beschissene Verbindung zwischen der Antenne und dem Lautsprecher her, der als Kupferoxid-Gleichrichter fungiert.
Selbst wenn der Lautsprecher nichtlinear auf hohe Frequenzen reagiert, haben diese hohen Frequenzen immer noch einen durchschnittlichen Pegel von 0, was der Lautsprecher als Ton erzeugt. Das magnetische Material müsste in jeder Richtung unterschiedlich nichtlinear sein, um als Detektor zu wirken.
@OlinLathrop Ich bin mir nicht sicher, ob es bei echten Lautsprechern keine solche Eigenschaft gibt, aber ich werde eine Diode hinzufügen, um sicherzugehen.
Ich habe meine Ablehnung rückgängig gemacht, aber ich denke immer noch, dass dies eine schlechte Antwort ist. Eine unausgesprochene, aber klare Voraussetzung ist, dass Sie das AM-Programm tatsächlich hören können. Selbst ohne Antenne wäre es schwierig, etwas zu hören, selbst wenn Sie den Lautsprecher an Ihr Ohr halten und in der Nähe eines AM-Sendeturms stehen.
@OlinLathrop Ich behaupte nicht, dass es in irgendeiner Weise gut ist, aber ich denke, das Verständnis dafür, wie dies funktioniert (soweit es funktioniert), ist ein guter Schritt, um zu verstehen, wie nützlichere Radios funktionieren. Dies ist wohl das Radio, und alles andere ist nur eine Verbesserung, um eine der in der Antwort aufgezählten "extrem schlechten" Eigenschaften anzugehen. Ich habe wahrscheinlich mehr über Radios gelernt, indem ich sie versehentlich mit einem 20-Dollar-Radio-Shack-Bausatz hergestellt habe, während mein Vater AM-Sender reparierte, als ich durch das Lesen von Schaltplänen von absichtlichen, "nützlichen" Radios.
Ich stimme hier zu, dass es zwar äußerst grob ist, aber die Frage beantwortet, wie Radios funktionieren. Spule nimmt auf, Diode sorgt für Hüllkurvenerkennung, Lautsprecherkegel überträgt modulierte Hüllkurve. Das einzige Problem, das ich hier sehe (was nicht ausreicht, um meine positive Bewertung für Kreativität zu stornieren), ist, dass es keinen Grad an Nützlichkeit bietet und Anfänger gerne ihre Kreationen verwenden können - ohne wirkliche Verstärkung oder Empfindlichkeit Der einzige Reiz, den Sie daraus ziehen werden, ist möglicherweise etwas Begeisterung. Insgesamt zeigt eine gute Antwort den Punkt jedoch gut.
Ein Kollege, mit dem ich gearbeitet habe, lebte als Kind in Berlin. Er konnte einen Lautsprecher und eine Diode verwenden, um den Sender Voice of America zu hören. Schließen Sie ein Ende der Diode an den Lautsprecher an, halten Sie das andere Ende der Diode in einer Hand und berühren Sie mit der anderen Hand den anderen Lautsprecheranschluss. Presto! Sofortiger AM-Empfänger. Dies funktionierte natürlich nur, weil er in der Nähe des Senders wohnte und dieser mit einer gottverdammten Leistung (100 kW oder mehr) sendete.

Einige der einfachsten AM-Radioempfänger basierten auf dem ZN414 – einem Radio auf einem einzelnen Chip in einem TO-92-Gehäuse. (ersetzt durch MK484 ).

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Es ist schlecht geeignet, um eine 8 zu fahren Ω Lautsprecher direkt (es wird nicht sehr laut sein), aber Sie könnten einen LM386-Verstärker wie hier gezeigt hinzufügen .

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Wenn Sie wirklich mit diskreten Transistoren arbeiten möchten und nicht mit ICs, die sich in Transistorgehäusen verstecken, können Sie diese abgestimmte Loopstick-Kondensatorschaltung einfach mit einem Diodendetektor nachverfolgen (eine Germanium wie eine 1N34A oder eine Schottky-Diode wie eine BAT54 wäre am besten) und ein Audioverstärker. Der fehlende Teil Ihrer Liste ist der Detektor , der die HF-Hüllkurve in Audio umwandelt.

Dies ist die Lautsprechervariante meines Kristallradios .

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Eine Ausgangsimpedanz in der Größenordnung von einigen hundert Ohm erfordert die Verwendung eines Anpassungstransformators für den Lautsprecher.

Ein Leistungstransformator mit seinen inhärent dicken Leitern ist ein idealer Ersatz für einen verlustarmen Ausgangstransformator.

Versuche mit Transformatoren mit den Nennwerten 230 V/24 V-2 A, 230 V/24 V-5 A und 230 V/24 V-15 A haben gezeigt, dass letzterer der Beste ist.

Der Empfang des einsamen lokalen 200-kW-612-kHz-AM-Senders in 20 km Entfernung ist recht gut.

Die verwendete Drahtantenne ist nur 60 Fuß lang.

Und für weitere Details gibt es einen vernünftigen Wikipedia-Artikel zum Kristallradio , obwohl dort anscheinend keine Lautsprechervarianten erwähnt werden. (Tatsächlich sagt die Seite derzeit, dass es unmöglich ist, ein Kristallradio zu bauen, das Lautsprecher mit Strom versorgt.)
Und dies ist ein Fall, in dem Wikipedia (offensichtlich) falsch liegt. Ich habe sogar eine Transkription (aber mit Originalfotos/Diagrammen) eines Kristallradios aus den 1960er Jahren mit einem Lautsprecher gefunden , das aus der Ausgabe von Popular Electronics vom August 1960 stammt . Es verwendet die gleiche Transformatoridee wie das obige Diagramm, wie Sie es erwarten würden, aber es ist ein bisschen ausgefeilter: hat Tuning-Fähigkeiten usw.
@Nandu Ich wusste nicht, dass AM-Stationen überall auf der Welt mit 200 kW senden können. In den USA sind sie auf 50 kW begrenzt.
Hallo Crosley, hier ist eine Liste von Radiosendern in Indien, einschließlich der Hochleistungs-AM-Sender! allindiaradio.gov.in/wpresources/airstationslist.pdf

Die Schaltung meines einfachen AM-Demodulators:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein