Энгийн бөгөөд хямд лазер дижитал аудио дамжуулалт: 4 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:04

Би лазер буу хийсэн цагаасаа эхлэн лазерыг модуляци хийх замаар зугаагаа гаргахын тулд (хүүхдийн интерком), эсвэл илүү боловсронгуй лазер бууны өгөгдлийг дамжуулахын тулд хүлээн авагчийг ойлгох боломжийг олгодог. түүнийг хэн цохисон. Энэхүү зааварчилгаанд би аудио дамжуулалтад анхаарлаа хандуулах болно.

Олон хүмүүс аналог аудио дохиог лазер диодын тэжээлийн тэжээлд нэмж хийснээр аналог модуляцлагдсан дамжуулах системийг бий болгосон. Энэ нь ажилладаг боловч хэд хэдэн ноцтой сул талуудтай байдаг бөгөөд энэ нь ихэвчлэн дуу чимээ гаргахгүйгээр хүлээн авах төгсгөлд дохиог нэмэгдүүлэх чадваргүй байдаг. Мөн шугаман байдал маш муу байна.

Би импульсийн өргөн модуляцийн (PWM) системийг ашиглан лазерыг дижитал модуляцлахыг хүссэн. Лазер бууны төсөлд ашигладаг хямд лазер диодыг ердийн LED -ээс ч хурдан модуляцлах боломжтой бөгөөд энэ нь секундэд хэдэн сая импульс дамжуулдаг тул үүнийг хийх боломжтой байх ёстой.

Алхам 1: Зарчмын нотолгоо (дамжуулагч)

Гурвалжин эсвэл хөрөө шүдний генератор ашиглан зохистой дамжуулагчийг бүтээх боломжтой бөгөөд түүний гаралтыг op-amp бүхий дохионы оролттой харьцуулж болно. Гэсэн хэдий ч сайн шугаман байдлыг олж авах нь нэлээд хэцүү бөгөөд бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн тоо маш хурдан өсч, ашиглах боломжтой динамик хүрээ нь ихэвчлэн хязгаарлагдмал байдаг. Үүнээс гадна залхуу байхыг зөвшөөрсөн гэж би шийдсэн.

Хажуу талаас нь бодох нь надад PAM8403 гэж нэрлэгддэг хэт хямд D ангиллын аудио өсгөгчийг зааж өгсөн юм. Би үүнийг лазер бууны төсөлд жинхэнэ аудио өсгөгч болгон ашиглаж байсан. Энэ нь яг бидний хүссэн зүйлийг хийдэг, импульсийн өргөн нь аудио оролтыг өөрчилдөг. Шаардлагатай гадны бүрэлдэхүүн хэсгүүдтэй жижиг самбаруудыг eBay -ээс 1 еврогоос хямд үнээр худалдаж авах боломжтой.

PAM8404 чип нь H-гүүрний бүрэн гаралттай стерео өсгөгч бөгөөд энэ нь хоёр утсыг чанга яригч руу Vcc (нэмэх) төмөр зам руу эсвэл газардуулах боломжтой бөгөөд нэг утсыг жолоодохтой харьцуулахад гаралтын хүчийг дөрөв дахин нэмэгдүүлдэг. Энэ төслийн хувьд бид зөвхөн нэг сувгийн хоёр гаралтын утасны аль нэгийг ашиглах боломжтой. Бүрэн чимээгүй байх үед гаралтыг ойролцоогоор 230 кГц квадрат долгион руу шилжүүлэх болно. Аудио дохиогоор модуляци хийх нь гаралтын импульсийн өргөнийг өөрчилдөг.

Лазер диод нь хэт гүйдэлд маш мэдрэмтгий байдаг. 1 микросекунд импульс ч гэсэн түүнийг бүрмөсөн устгаж чадна. Үзүүлсэн схем нь үүнээс урьдчилан сэргийлдэг. Энэ нь VCC -ээс хамааралгүй 30 миллиампер бүхий лазерыг жолоодох болно. Гэсэн хэдий ч диодын өчүүхэн ч гэсэн салалт байдаг бөгөөд транзисторын үндсэн хүчдэлийг 1.2 вольт болгон хайчилж, лазер диодыг шууд устгадаг. Би ийм лазерын хоёр модулийг хийлээ. Би лазер драйверийг талхны тавцан дээр бүү байрлуулахыг зөвлөж байна, гэхдээ лазер модулийн арын хэсэгт жижиг ПХБ эсвэл чөлөөт хэлбэрээр агшилтын хоолойд гагнах хэрэгтэй.

Дамжуулагч руу буцах. PAM8403 -ийн гаралтыг лазер драйверын хэлхээний оролттой холбож, дамжуулагч дууслаа! Гал асаах үед лазерыг нүдээр хардаг бөгөөд модуляцийг оптик байдлаар илрүүлэх боломжгүй байдаг. Дохио нь 230 кГц давтамж дээр 50/50 хувь асаах/унтраах төлөвт эргэлддэг тул энэ нь утга учиртай юм. Аливаа харагдах модуляци нь дохионы хэмжээ биш харин дохионы бодит утга байх болно. Зөвхөн маш бага давтамжтай үед модуляци мэдэгдэхүйц байх болно.

Алхам 2: Зарчмын нотолгоо (хүлээн авагч, нарны эсийн хувилбар)

Пин фото диод, хэвийсэн бус хувилбар гэх мэт сөрөг хандлагатай PIN хүлээн авагчийн олон зарчмыг би судалсан. Янз бүрийн бүдүүвч нь хурд ба мэдрэмтгий байдал гэх мэт өөр өөр давуу болон сул талуудтай байсан боловч ихэнх зүйл нь нарийн төвөгтэй байв.

Одоо би цэцэрлэгт IKEA Solvinden нарны эрчим хүчээр ажилладаг хуучин гэрэлтэй байсан бөгөөд энэ нь борооны улмаас устсан тул би хоёр жижиг хэмжээтэй (4х5 см) нарны зайг аварч, модуляцлагдсан улаан лазер диодыг зааж өгснөөр хичнээн их дохио гарахыг туршиж үзсэн. тэдний нэг дээр. Энэ нь гайхалтай сайн хүлээн авагч болж хувирсан. Даруухан мэдрэмтгий, сайн динамик хүрээ нь нарны гэрлээс маш тод гэрэлтүүлэгтэй ажилладаг.

Мэдээжийн хэрэг та eBay дээрээс ийм жижиг нарны зайг хайж болно. Тэд 2 еврогоос бага үнээр зарах ёстой.

Би өөр нэг PAM8403 D ангиллын хүлээн авагч самбарыг холбосон (мөн DC бүрэлдэхүүн хэсгээс салсан), түүнд хавсаргасан энгийн чанга яригчийг холбосон. Үр дүн нь гайхалтай байсан. Дуу нь нэлээд чанга, гажуудалгүй байв.

Нарны зайг ашиглахын сул тал бол тэд маш удаан байдаг. Дижитал тээвэрлэгч нь бүрмөсөн устгагдсан бөгөөд энэ нь дохио хэлбэрээр дамжиж буй бодит модульчлагдсан аудио давтамж юм. Давуу тал нь демодулятор огт хэрэггүй: өсгөгч, чанга яригчийг залгаарай. Сул тал нь дижитал дамжуулагч байхгүй тул сэргээх боломжгүй тул хүлээн авагчийн гүйцэтгэл нь гэрлийн эрчмээс шууд хамаардаг бөгөөд гэрлийн чийдэн гэх мэт аудио давтамжийн хүрээнд модуляцлагдсан бүх гэрлийн эх үүсвэрүүд аудитыг гажуудуулдаг., зурагт, компьютерийн дэлгэц.

Алхам 3: Туршилт

Би шөнийн цагаар дамжуулагч, хүлээн авагчийг гаргаж, туяаг хялбархан харж, нарны зайг хамгийн их мэдрэх чадвартай болсон бөгөөд тэр даруй амжилтанд хүрсэн. Дохионы өргөн нь 20 см -ээс хэтрэхгүй байсан 200 метрийн зайд дохиог хялбархан авсан. Нарийвчлахгүй коллиматор линз, нарны зай хураагуур, хоёр өсгөгч модуль бүхий 60 центийн лазер модулийн хувьд тийм ч муу биш юм.

Бага зэргийн анхааруулга: Би энэ зургийг хийгээгүй, зүгээр л алдартай хайлтын сайтаас авсан. Тэр шөнө агаарт бага зэрэг чийгтэй байсан тул лазер руу эргэж харахад туяа үнэхээр ийм харагдаж байв. Маш дажгүй, гэхдээ энэ бол цэгийн хажууд юм.

Алхам 4: Бодлын дараа: Дижитал хүлээн авагч бүтээх

Дижитал хүлээн авагч, PIN диодын хувилбарыг бий болгох

Өмнө дурьдсанчлан, өндөр давтамжтай PMW дохиог дахин үүсгэхгүйгээр төөрсөн дохио маш их сонсогддог. Түүнчлэн, PMW дохиог тогтмол далайцаар сэргээгээгүй тохиолдолд эзэлхүүний эзлэхүүн, дуу чимээ, дуу чимээний харьцаа нь хүлээн авагч хичнээн лазер туяа авахаас шууд хамаардаг. Хэрэв PMW дохио нь гэрлийн мэдрэгчийн гаралт дээр хангалттай хүрэлцэх боломжтой бол модуляцийн давтамж дор байгаа бүх зүйлийг төөрсөн гэж үзэх ёстой тул эдгээр гэрлийн дохиог шүүхэд маш хялбар байх ёстой. Үүний дараа үлдсэн дохиог зүгээр л олшруулснаар тогтмол далайцтай, дахин сэргээгдсэн ХОУХ -ны дохиог гаргах ёстой.

Хэрэв та дижитал хүлээн авагчийг хараахан бүтээгээгүй байгаа бол BWP34 PIN диодыг детектор болгон ашиглах боломжтой. BWP34 нь маш жижиг нээлтэй, ойролцоогоор 4х4 мм хэмжээтэй байдаг тул зураг авах талбайг нэмэгдүүлэхийн тулд линзний системийг шийдэх шаардлагатай болно. Дараа нь мэдрэмтгий детектор хийж, өндөр нэвтрүүлэх шүүлтүүр нэмж, ойролцоогоор 200 кГц болгон тохируулна уу. Шүүлтүүр хийсний дараа анхны дохиог аль болох сайн сэргээхийн тулд дохиог олшруулж, хайчилж авах хэрэгтэй. Хэрэв энэ бүхэн үр дүнгээ өгөх байсан бол бид PAM чипээр үйлдвэрлэсэн бөгөөд жижиг чанга яригч руу шууд оруулах боломжтой байсан тул дохиог үндсэндээ сэргээсэн болно.

Магадгүй хожим нь!

Өөр хандлага, мэргэжлийн хүмүүс!

Энд танилцуулснаас хамаагүй хол зайд (хэдэн арван километр) гэрлийн дамжуулалт хийдэг хүмүүс байдаг. Монохромат гэрэл нь вакуумгүй орчинд олон өнгийн гэрлээс хол зайд хурдан арилдаг тул тэд лазер ашигладаггүй. Тэд LED бөөгнөрөл, асар том фрезел линз ашигладаг бөгөөд цэвэр агаар, урт харааны шугамыг олохын тулд маш хол зайд аялдаг. Интернет дээрээс олж болох сонирхолтой зүйлс.