Sadə və Ucuz Lazer Rəqəmsal Səs ötürülməsi: 4 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:46

Lazer silahı hazırladığım vaxtdan bəri, ya əylənmək üçün (uşaq interkomu), ya da bəlkə də daha mürəkkəb bir lazer silahı üçün məlumat ötürmək üçün bir alıcıya başa düşməsini təmin etmək üçün səs göndərmək üçün lazeri modulyasiya etməyi düşünürəm. kimə vuruldu. Bu təlimatda səs ötürülməsinə diqqət yetirəcəyəm.

Bir çox insan, analoji səs siqnalını lazer diodunun enerji təchizatına əlavə edərək, analoji modulyasiya edilmiş ötürmə sistemləri yaratmışdır. Bu işləyir, amma bir çox ciddi çatışmazlıqları var, əsasən də çox səs -küy gətirmədən qəbuledici nöqtədə siqnalı gücləndirə bilməməsi. Həm də xətti çox zəifdir.

Pulse Width Modulation (PWM) sistemindən istifadə edərək lazeri rəqəmsal olaraq modulyasiya etmək istədim. Lazer silahı layihəsində istifadə edilən ucuz lazer diodları, normal LED -dən daha sürətli modulyasiya edilə bilər, saniyədə milyonlarla nəbz vurur, buna görə də bunu etmək çox rahat olmalıdır.

Addım 1: Prinsipin sübutu (ötürücü)

Üçbucaqdan və ya mişar dişli generatordan istifadə etməklə və onun çıxışını op-amp ilə siqnal girişi ilə müqayisə etməklə bir qədər layiqli ötürücü qurmaq tamamilə mümkündür. Bununla birlikdə, yaxşı xətti olmaq olduqca çətindir və komponentlərin sayı olduqca sürətlə artır və istifadə edilə bilən dinamik diapazon tez -tez məhduddur. Bundan əlavə, tənbəlliyə icazə verildiyinə qərar verdim.

Bir az yanal düşüncə məni PAM8403 adlı çox ucuz bir D sinifli səs gücləndiricisinə işarə etdi. Daha əvvəl lazer silahı layihəsində əsl səs gücləndirici olaraq istifadə etdim. Səs girişini modulyasiya edən nəbz genişliyi tam olaraq istədiyimizi edir. Lazımi xarici komponentləri olan kiçik lövhələr eBay -dən 1 Avrodan aşağı qiymətə əldə edilə bilər.

PAM8404 çipi, tam H-körpü çıxışı olan bir stereo gücləndiricidir, yəni hər iki teli dinamikdən Vcc (üstəgəl) dəmiryoluna və ya yerə sürə bilər və çıxış gücünü yalnız bir tel çəkməklə müqayisədə dörd dəfə artırır. Bu layihə üçün yalnız bir kanaldan olan iki çıxış telindən birini istifadə edə bilərik. Tam səssiz olduqda, çıxış təxminən 230 kHz kvadrat dalğasına yönəldiləcək. Səs siqnalının modulyasiyası çıxışın nəbz genişliyini dəyişir.

Lazer diodları həddindən artıq cərəyana son dərəcə həssasdır. 1 mikrosaniyəlik bir nəbz belə onu tamamilə məhv edə bilər. Göstərilən dövrə bunun qarşısını alır. Lazeri VCC -dən asılı olmayan 30 milliamp ilə idarə edəcək. Bununla birlikdə, diodların ən kiçik bir kəsilməsi belə var, normalda tranzistorun təməl gərginliyini 1,2 volta endirir, lazer diodu dərhal məhv edilir. Bunun kimi iki lazer modulu partladım. Lazer sürücüsünü çörək taxtası üzərində qurmamağı məsləhət görürəm, ancaq kiçik bir PCB parçasına və ya sərbəst formada lazer modulunun arxasındakı bir büzülmə borusunda lehimləməyi məsləhət görürəm.

Transmitter səhifəsinə qayıt. PAM8403 -ün çıxışını lazer sürücü dövrəsinin girişinə qoşun və ötürücü tamamlandı! Yandırıldıqda, lazer vizual olaraq işləyir və heç bir modulyasiya optik olaraq aşkar edilə bilməz. Siqnal, 230 kHz daşıyıcı tezliyində 50/50 faiz açma/söndürmə vəziyyətində olduğu üçün əslində məntiqlidir. Görünən hər hansı bir modulyasiya siqnalın həcmi deyil, siqnalın həqiqi dəyəri olardı. Yalnız çox aşağı tezliklərdə modulyasiya nəzərə çarpacaq.

Addım 2: Prinsipin sübutu (Alıcı, Günəş Hüceyrəsi Versiyası)

Mənfi qərəzli PIN foto diodları, qeyri -obyektiv versiyalar və s. Kimi qəbuledici üçün bir çox prinsipləri araşdırdım. Fərqli sxemlərin həssaslığa qarşı sürət kimi fərqli üstünlükləri və mənfi cəhətləri var idi, lakin hər şeyin çoxu mürəkkəb idi.

İndi bağçada yağış girməsi nəticəsində məhv olan köhnə bir IKEA Solvinden günəş enerjisi işığı var idi, buna görə iki kiçik (4 x 5 sm) günəş hüceyrəsini xilas etdim və modulyasiya edilmiş qırmızı lazer diodunu göstərərək nə qədər siqnalın istehsal olunacağını sınadım. onlardan birində. Bu təəccüblü dərəcədə yaxşı bir alıcı olduğu ortaya çıxdı. Təvazökar həssas və yaxşı dinamik diapazon, olduğu kimi, küçə günəş işığından olduqca parlaq işıqlandırma ilə işləyir.

Əlbəttə ki, eBay -də belə kiçik günəş hüceyrələri üçün axtarış edə bilərsiniz. Pərakəndə satışları 2 Avrodan aşağı olmalıdır.

Başqa bir PAM8403 D sinif alıcı lövhəsini bağladım (bu da DC komponentindən xilas oldu) və ona əlavə edilmiş sadə bir dinamik bağladım. Nəticə təsir edici idi. Səs olduqca yüksək və təhrifsiz idi.

Günəş batareyasının istifadəsinin mənfi tərəfi, son dərəcə yavaş olmasıdır. Rəqəmsal daşıyıcı tamamilə silinir və siqnal olaraq gələn əsl demodulyasiya edilmiş səs tezliyidir. Üstünlük ondan ibarətdir ki, heç bir demodulyatora ehtiyac yoxdur: yalnız gücləndiricini və spikeri bağlayın və işlə məşğul olursunuz. İşin mənfi tərəfi odur ki, rəqəmsal daşıyıcı yoxdur və buna görə də bərpa oluna bilməz, alıcının performansı işığın intensivliyindən tamamilə asılıdır və səs, ampullər kimi səs tezliyi aralığında modulyasiya edilmiş bütün küçə işıq mənbələri tərəfindən təhrif olunacaq., televizorlar və kompüter ekranları.

Addım 3: Test edin

Şüanı asanlıqla görmək və günəş hüceyrəsinin maksimum həssaslığına malik olmaq üçün gecə saatlarında vericini və alıcısını çıxardım və dərhal uğur qazandı. Siqnal, şüanın eni 20 sm -dən çox olmayan 200 metr məsafədən asanlıqla alındı. Həssas olmayan bir kolimator lensi, təmizlənmiş günəş batareyası və iki gücləndirici modulu olan 60 qəpik lazer modulu üçün pis deyil.

Kiçik xəbərdarlıq: Bu şəkli mən çəkməmişəm, sadəcə tanınmış bir axtarış saytından götürmüşəm. O gecə havada bir az nəm olduğundan, lazerə baxanda şüa həqiqətən belə görünürdü. Çox sərin, amma məqamın yanındadır.

Addım 4: Düşüncələrdən sonra: Rəqəmsal Alıcı Qurmaq

Rəqəmsal Alıcı, PIN Diod Versiyası Bina

Dediyimiz kimi, yüksək tezlikli PMW siqnalını yenidən yaratmadan, küçə siqnalları çox eşidilir. Həmçinin, PMW siqnalı sabit bir amplituda bərpa olunmadan, alıcının səsi və səs-küy nisbəti alıcı tərəfindən nə qədər lazer işığının tutulmasından asılıdır. Əgər PMW siqnalının özü işıq sensoru çıxışında kifayət qədər mövcud olarsa, modulyasiya tezliyi altında olan hər şey əsassız hesab olunmalı olduğu üçün bu işıq işıq siqnallarını süzmək çox asan olmalıdır. Bundan sonra, qalan siqnalın gücləndirilməsi sabit bir amplituda, yenilənmiş PWM siqnalı verməlidir.

Hələ rəqəmsal bir alıcı qurmamış olsanız, ancaq BWP34 PIN diodunu detektor olaraq istifadə etmək çox asan ola bilər. BWP34 -ün təxminən 4x4mm çox kiçik bir açılışa malik olduğu üçün çəkiliş sahəsini artırmaq üçün bir lens sisteminə qərar vermək lazımdır. Sonra həssas bir detektor edin, təxminən 200 kHz -ə təyin edilmiş yüksək keçid filtri əlavə edin. Süzgəcdən sonra siqnal gücləndirilməli və orijinal sinyali mümkün qədər yaxşı bərpa etmək üçün kəsilməlidir. Bütün bunlar işləsəydi, PAM çipi tərəfindən istehsal edildiyi və birbaşa kiçik bir dinamikə verilə biləcəyi üçün siqnalı əsasən bərpa etdik.

Bəlkə də sonrakı bir tarix üçün!

Fərqli yanaşma, peşəkarların!

Burada təqdim olunandan xeyli böyük məsafələrdə (bir neçə on kilometr) yüngül ötürmələr edən insanlar var. Lazerdən istifadə etmirlər, çünki monoxromatik işıq, çoxromatik işığa nisbətən vakuumda olmayan məsafədə daha tez sönür. Təmiz hava və uzun görmə xətləri tapmaq üçün LED qrupları, böyük fresnel linzalar istifadə edirlər və əlbəttə ki, böyük məsafələr qət edir, oxuyun: dağlar və alıcıları çox xüsusi dizaynlıdır. İnternetdə tapıla biləcək əyləncəli şeylər.