科学玩具调幅语音发射机
构建一个非常简单的AM语音发射器
如果说水晶收音机是收音机的精华,那么这个发射器就是发射器的匹配蒸馏精华。
发射器在大约10分钟内完成,并且小到可以放在手掌中。
根据天线的不同,发射器可以将语音和音乐发送到房间或街道对面。
我用简单的夹子引线(没有焊接,没有印刷电路板,甚至没有电池夹)组装了我的第一个版本。这个版本更加坚固和方便。
由简单部件组成的AM发射器
我们的发射器将需要这些部件:
1兆赫晶体振荡器
我们在我们的目录中携带这个项目。
音频变压器
这是一个欧姆到8欧姆的音频变压器。
我们在我们的目录中携带这个项目。
通用印刷电路板
我们在我们的目录中携带这个项目。
一个电话插头
这应该与您的声源中的插孔相匹配。我们在我们的目录中携带这个项目。
一个9伏电池夹
我们在我们的目录中携带这个项目。
9伏电池
一套鳄鱼跳线。
我们在我们的目录中携带这个项目。
一些用于天线的绝缘线。
您可以使用与水晶收音机相同的天线。
构建发射器
振荡器是发射器的心脏。它有四个线索,但我们只使用其中三个。当电源连接到其中两条引线时,第三条引线上的电压开始在0伏和5伏之间跳跃,每秒一百万次。
振荡器内置在金属罐中。罐头的角是圆的,除了左下角是尖的。这表明未使用的引线在哪里。引线可以帮助将罐子牢固地固定在印刷电路板上,但它没有连接到罐子内的任何东西。
另一个主要部分是音频变压器。在该电路中,它用作调制器。调制器改变无线电波的强度以匹配我们想要传输的音乐或声音的响度。
发射器的电路图如下所示:
完成发射器的照片如下所示:
变压器的一侧有两条引线(照片中的红色和白色),另一侧有三条引线(照片中的蓝色、黑色和绿色)。两条引线是变压器的低阻抗侧(8欧姆侧)。三根引线是高阻抗侧(欧姆侧)。三根引线的中间称为中心抽头,我们不会在此电路中使用它。
为了获得最佳范围,我们将变压器的低阻抗侧与振荡器串联。这意味着信号源必须能够驱动重负载,例如8欧姆扬声器。
如果您尝试使用较弱的信号源,例如iPod或其他只能驱动32欧姆耳机的MP3播放器,您将需要反转变压器,使1,欧姆侧与振荡器串联,并且8欧姆侧连接到您的信号源。您将获得略小的范围,但您获得一些信号调制的几率会好得多。
把它放在一起
变压器底部有两个金属片。这些可以弯曲成平面,因此可以将变压器粘在印刷电路板上,或者可以在电路板上钻两个孔,并且标签可以装入孔中并折叠起来以将变压器固定到位。如果您选择钻孔并将标签折叠起来,则可以将标签焊接到印刷电路板背面的铜焊盘上,以获得更安全的锚定。
变压器应放置在印刷电路板的左侧,在右侧为振荡器留出足够的空间。
将振荡器的引线插入印刷电路板,将其放置在最右侧。电路板的铜面应朝下,振荡器在没有铜的一侧。
轻轻弯曲振荡器的引线,使其牢固地固定在印刷电路板上。
将振荡器的引脚焊接到印刷电路板的铜箔上。注意不要使用过多的焊料,否则可能会在不应该连接在一起的铜迹线之间形成焊料桥。
将红线剥去的一端插入印刷电路板上一个方便的未使用孔(例如左下方的孔)。将电池夹中的红线插入附近的孔中,该孔通过铜箔连接到第一个孔,使两条红线电连接。将两根电线焊接到铜箔上。
将白色的变压器线插入孔中,孔中的铜箔连接到振荡器的左上方引脚。将此电线焊接到其铜箔上。
将其中一根夹子引线切成两半,因此您有两根电线,每根电线都附有鳄鱼夹。在照片中,为了清晰起见,我使用了两种不同的颜色(黄色和绿色)。剥去每块最后半英寸的绝缘层。
将电池夹的黑线插入孔中,孔中的铜箔连接到振荡器的右下方引脚。将其中一条鳄鱼夹引线的剥线端插入一个孔中,该孔也连接到振荡器的右下引脚。将两根电线焊接到铜箔上。鳄鱼夹将是接地连接,就像在水晶收音机中一样。
将另一个鳄鱼夹的剥离端插入连接到振荡器右上销的孔中。将电线焊接到铜箔上。这将是天线连接器。
打开手机插头,将变压器的蓝绿线插入塑料手柄。插头的金属部分有两片,每片都有一个小孔。将其中一根变压器线放入一个孔并焊接,然后将另一根线放入另一个孔并焊接。金属冷却后,将塑料手柄拧回金属电话插头上。
使用发射器
我们现在准备测试发射机。
将电话插头插入方便音源的耳机插孔,例如晶体管收音机、磁带播放器或CD播放器。
将面糊插入面糊夹中。
将发射器靠近AM收音机,将收音机调到,这样您就可以听到AM收音机中的声源。调整音源和AM收音机的音量控制以获得最佳声音。
如果没有任何天线连接或良好的接地连接,发射器只会向几英寸外的接收器发射。为了获得更好的范围,请将地线夹在良好的地面上,例如冷水管,并将天线夹在一根长线上,就像我们用于水晶收音机的那根一样。许多国家/地区限制您在未经许可的情况下允许使用的天线长度,因此在使用超过一码或两码长的电线之前,请先查看当地法律。
对于科学展览项目,发射器和接收器可以放置在彼此相距几英尺的范围内,短线天线应该就可以了。
它是如何做到的?
振荡器连接到一根长线天线的一端。它交替地向电线末端施加9伏的电,然后再施加0伏的电,一遍又一遍,每秒一百万次。
电荷在电线天线上上下移动,导致无线电波从电线中发射出来。这些无线电波被AM收音机接收、放大,并用于使扬声器音盆来回移动,从而产生声音。
声源(您的CD播放器或录音机)通常连接以驱动扬声器或耳机。它通过发射功率上下波动的电流来驱动扬声器,以匹配所记录的声波的上下压力。这会使扬声器进出移动,通过将空气推入和推出耳朵来重现声波。
在我们的发射器中,声源连接到变压器而不是扬声器。
变压器连接到振荡器的电源。声源使变压器增加和减少振荡器的功率,就像它会推动和拉动扬声器一样。
随着振荡器的功率上升和下降,天线中的电力也上升和下降。电压不再是简单的9伏。它现在在0伏和10伏之间变化,因为来自变压器的功率会增加和减少电池的功率。
天线中不同的功率会导致发射无线电波。无线电波遵循与天线中的波相同的曲线。但是,由于发射器和接收器没有连接,因此接收器不知道发射器使用什么来获取零值。接收器所看到的只是幅度变化的无线电波。在接收器中,零是波的平均功率。这使得波浪看起来像这样:
如果我们将此波发送到耳机,我们将听不到任何声音,因为平均功率为零。这就是为什么我们的水晶收音机有一个二极管。
二极管做了一个巧妙的小技巧。二极管只能让电流朝一个方向流动。这意味着图中功率从零上升的部分可以通过二极管,但功率从零下降的部分被阻挡。
所有这些每秒发生一百万次的小功率峰值对人耳来说都太快了,对耳机来说也太快了。但由于它们都在推动耳机振膜,所有这些小推动力加起来,耳机就会移动。由于一些小推力比其他小推力更强(图中蓝色条较高),它们比较弱的推力更能移动耳机。我们听到这种变化是声音。
声音是发射器处原始声波的忠实再现。
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