ИК передатчик на модулированной поднесущей (NE555 и транзисторы)
В целях уменьшения вышеперечисленных помех можно прибегнуть к двойной модуляции. Сначала модулируют поднесущую (приблизительно 50 кГц) передаваемым сигналом, а затем используют ее для модуляции излучения светодиодов.
На рис. 7.9 показан первый вариант такого передатчика (входное напряжение 0,5 В). Элементы схемы, изображенной на рис. 7.9:
- С1: 100 нФ, пленочный;
- С2: 470 нФ, 25 В, электролитический или танталовый;
- СЗ: 22 мкФ, 20 В, электролитический;
- С4: 10 нФ, пленочный или керамический;
- С5: 1 нФ, пленочный
- С6: 4,7 мкФ, 20 В, электролитический;
- D1, D2: 1N4148 или эквивалентные им;
- R1: логарифмический потенциометр на 100 кОм;
- R2: 1 МОм, подстроечный;
- R3: 330 кОм;
- R4: 120 кОм;
- R5: 8,2 кОм;
- R6: 1 кОм;
- R7: 470 Ом;
- R8: 1,8 кОм;
- R9: зависит от числа светодиодов (см. текст);
- R10: 6,8 кОм;
- R11: 6,8 кОм, подстроечный;
- R12: 470 Ом;
- R13: 560 Ом;
- T1, Т2: ВС548В или ВС238В;
- ТЗ: 2N2197 или ВС140-16 с радиатором-клипсой;
- интегральная схема: NE 555;
- диоды ИК диапазона: LD 271, CQY 37, CQW 89 В или эквивалентные.
Для получения высокой стабильности частоты поднесущей применяется интегральная схема NE 555Р, которая вырабатывает прямоугольные импульсы. Они используются для прерывания (через диоды Dl, D2) сигнала НЧ, поступающего на базу транзистора ТЗ, после усиления транзисторами Tl, Т2.
Таким образом может быть получена очень высокая линейность, исключающая перемодуляцию, если в качестве Т2 использовать стабильный по частоте транзистор, способный вместе с тем работать в линейном режиме при пиковом значении тока коллектора 400 мА. Это соответствует четырехкратному току покоя 100 мА, полученному посредством прерываний при скважности импульсов поднесущей, равной 4.
Кроме транзисторов типа 2N2197, существует множество других «мезатранзисторов» средней мощности, пригодных для использования в экспериментах. Очень хорошо работают даже старые типы, например 74ТЗ. Однако в данном случае нельзя использовать маломощный транзистор НЧ в пластмассовом корпусе.
Для подстройки частоты поднесущей передатчик содержит резистор Rl 1, который позволяет осуществлять настройку на частоту приемника. Кроме настройки входного уровня громкости, осуществляемой с помощью резистора R1, предусмотрена оптимизация выбора средней рабочей точки с помощью резистора R2. Сначала его сопротивление устанавливают максимальным, а во время проведения эксперимента изменяют таким образом, чтобы получить максимальную громкость.
Номинал резистора R9 зависит от числа светодиодов, последовательно соединенных с ним. Если используется один светодиод, эта величина составит 33 Ом. При добавлении каждого нового светодио-да она будет уменьшаться на 3,5 Ом. Всего может быть подключено до семи диодов.
На рис. 7.10 показан второй вариант схемы передатчика. Здесь низкочастотный вход приблизительно в десять раз чувствительнее, что обусловлено использованием встроенного усилителя. Коэффициент усиления последнего пропорционален номиналу резистора R5, и его можно увеличить еще в пять раз, если использовать R5 = 1,5 МОм.
Обоим типам передатчиков не требуется идеально отфильтрованного напряжения питания, если только они не являются очень требовательными с точки зрения остаточной пульсации.
Схемы питания, изображенной на рис. 7.11, должно быть достаточно для предполагаемой области применения.
Элементы схемы, изображенной на рис. 7.11 (питание для передатчика амплитудно-модулированного сигнала):
- трансформатор напряжения питания: 12 В, О,ЗА;
- выпрямитель (4xlN4001 или эквивалентный ему готовый мост);
- электролитический конденсатор: 2200 мкФ, 16 В.
На рис. 7.12 приведена печатная плата, предназначенная для монтажа передатчика, схема которого представлена на рис. 7.10, и схемы питания, изображенной на рис. 7.11. Эта плата может быть размещена в корпусе типа Teko Р/2 при условии, что фильтрующий конденсатор С8 закрепляется на стороне печати. Если выбрать модель хорошего качества на 3,5 ВА, то в подобном корпусе будет достаточно места и для трансформатора, который вызывает достаточно слабое нагревание. В этом случае нет необходимости снабжать корпус отверстиями для обеспечения его вентиляцией. На металлической стороне корпуса можно предусмотреть коннектор, который соединяют с помомыо провода с усилителем модулированных сигналов, предназначенных для передачи.
Внешний вид платы с установленными элементами передатчика ампли-тудно-модулированных сигналог дан на рис. 7.13.
Элементы схем, изображенных на рис. 7.10 и 7.12 (передатчик ам-плитудно-модулированного сигнала, входное напряжение 50 мВ):
- C1, С2: 100 нФ, пленочный;
- СЗ: 1 мкФ, 20 В, электролитический;
- С4: 2,2 мкФ, 20 В, электролитический;
- С5: 10 нФ, пленочный;
- С6: 1 нФ, пленочный;
- С7: 4,7 мкФ;
- D1, D2: 1N4148 или эквивалентные им;
- R1: логарифмический потенциометр на 100 кОм;
- R2: 470 кОм, подстроечный;
- R3: 270 кОм;
- R4: 330 кОм;
- R5: 270 кОм;
- R6: 4,7 кОм;
- R7: 1,8 кОм;
- R8: 1,8 кОм, сопротивление зависит от числа светодиодов (см. текст);
- R9: 6,8 кОм;
- R10: 6,8 кОм, подстроечный;
- R11: 470 Ом;
- R12: 560 Ом;
- T1: ВС548В или ВС238В;
- Т2: 2N2197 или ВС140-16 с радиатором-клипсой;
- интегральная схема: NE 555;
- операционный усилитель Ц.А741 или TL081CP;
- диод(ы) ИК диапазона: LD 271, CQY 37, CQW 89 В или эквивалентные.
Таким образом, коннектор можно подключить также к входу «звуковое сопровождение» телевизора. Передающее устройство (передатчик и приемник) позволяет слышать звук от телевизора на расстоянии с помощью наушников, что может быть очень удобно в шумном помещении. Для такого приложения достаточно всего лишь один раз настроить уровень входной громкости, a R1 может быть представлен потенциометром, недосягаемым извне, как показано на схеме размещения элементов.
Для проведения эксперимента предпочтительно поместить пару люминесцентных диодов на двух жестких проводах, выступающих из корпуса, которые можно сгибать в соответствии с желаемой ориента цией. После определения оптимальной ориентации можно располо жить диоды на одной стороне корпуса.
Литература: 2003 · Инфракрасные лучи в электронике. Шрайбер Г.