L'antenna.
Antenna in ferrite 20cm x 1cm con preamplificatore a FET. E'collegata
al ricevitore con del cavetto
schermato a 4 conduttori interni. L'avvolgimento e' composto da circa
300 spire di filo 0,1mm di diametro.
La capacita' di accordo e' composta da un parallelo di piccoli
condensatori e da un compensatore per la
regolazione finale. Per avere un buon Q questa capacita' deve essere
messa il piu' vicino possibile alla bobina.
Segnale di circa 40mVpp prelevato dal drain del secondo FET.
Siamo in una rara situazione molto "pulita" in cui e' presente "solo"
una modulazione dovuta ad un segnale molto vicino.
Durante il giorno, e soprattutto la sera, sono presenti molti disturbi a
50 e 100Hz che rendono irriconoscibile il segnale.
Sistema con traslazione in banda audio (battimento con 80kHz locali)
(Errata corrige: la media frequenza e' gialla e non rossa)
Segnale ricevuto (MP3 476k)
Spettro in uscita dal miscelatore, il segnale utile e' la riga a 2,5kHz,
il segnale di disturbo e' la frequenza a sinistra posta a circa 640Hz
di distanza.
Lo stesso segnale filtrato via software per evidenziarne
la componente utile.
Ricevitore con filtro IF accordato, amplificazione IF e circuito
AGC.
Segnale ricevuto 2,5kHz 2,5Vpp (MP3
107k)
Ricevitore migliorato con 4 filtri accordati IF e amplificatore
intermedio.
All'uscita dei diodi demodulatori ci sono circa 8V, che scendono a 4
durante gli impulsi,
un comparatore con soglia a circa 6V li rende visibili con un LED.
(errata corrige: la rete CR all'uscita dal'ultimo filtro IF
da 10n+10k e' in realta' da 33n 3,3k)
Spettro all'uscita delle 4 sezioni filtro IF.
Impulsi 110000000
in uscita dal comparatore rimodulati a 4kHz con un NE555 (MP3 155k)
Dopo mezzanotte o l'una la ricezione diventa praticamente perfetta fino
al mattino.
Durante le ore lavorative, ma soprattutto in quelle serali dalle 17 in
poi, sono invece presenti molti disturbi
visibili come un segnale sovrapposto ai due livelli di uscita del
demodulatore.
Quando questo segnale sovrapposto diventa cosi' forte da
raggiungere la soglia intermedia del
comparatore la decodifica degli impulsi fallisce. Un piccolo margine di
miglioramento consiste nel
trattare gli impulsi con strategia di antirimbalzo sia in attacco che
in rilascio.
Esempio di disturbo a "pernacchia" (MP3
77k)
Altro tipo di disturbo (MP3 62k)
Questi tipi di disturbo diventano spesso abbastanza forti da soffocare
completamente il segnale utile.
L'amplificazione rigenerativa.
Accidentalmente durante alcune prove di amplificazione IF tutta la
catena si e' comportata
come un circuito rigenerativo, autooscillando e agganciandosi al
segnale ricevuto.
Ho visto che un simile anello e' adatto ad amplificare in modo
molto
selettivo una sola frequenza migliorando il rapporto segnale/disturbo.
Lo schema di principio qui sotto riporta la configurazione sperimentale
adottata.
E' un po' critica da tarare in quanto ogni trimmer influisce su tutti
gli altri,
ma permette di "estrarre" il segnale utile anche in condizioni rumorose.
Tutti i trimmer sono naturalmente multigiri.
Stadio filtro IF, amplificatore rigenerativo, AGC e
demodulatore ASK a comparazione e integrazione.
Lo stadio rigenerativo e' cosi' selettivo che le due celle di
filtro IF iniziali non
servirebbero neppure, ma aiutano ad abbattere la fortissima frequenza
vicina.
Segnale ricevuto (MP3 155k)
Analisi di alcuni segnali.
Forma d'onda e spettro in condizioni di buona ricezione.
I segmenti azzurri in corrispondenza dei "buchi" della portante sono i
4kHz prodotti
da un NE555 comandato dal comparatore di uscita che in qualche modo
"rientrano".
Le altre righe blu piu' in alto sono delle armoniche.
Segnale molto rumoroso, un rivelatore a diodi sarebbe probabilmente in
crisi,
ma come si vede qui invece gli impulsi vengono ancora decodificati
correttamente.
Ed ecco un disturbo "cattivo"... si puo' notare l'intervento dell' AGC
Spettro del disturbo in uscita dal miscelatore, si tratta di un segnale
attorno ai 3..3,5 kHz
che si sposta rapidamente in frequenza arrivando anche a
coprire i 2,5kHz del segnale utile (
MP3 101k)
Esempio di uscita del convertitore con
segnale utile praticamente indistinguibile ad orecchio,
che pero' veniva ancora rivelato dal circuito rigenerativo (MP3 350k)
Realizzazione finale di un orologio radiocontrollato.
Il mobile e' ricavato da un vecchio rottame di modem. L'antenna
preamplificata si collega
con 1,2 metri di cavetto schermato a 4 conduttori interni tramite
un connettore DIN a 5 poli.
Va tenuta distante dal ricevitore di almeno 40..50 cm per evitare
di captare disturbi dal trasformatore
di alimentazione e dalle bobinette di filtro dell'oscillatore locale.
Il cavo di alimentazione comprende la terra,
questa va collegata alla massa del circuito in quanto permette
una ricezione migliore.
Il display e' ottenuto dal kit LX1014 di Nuova Elettronica.
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Particolare del preamplificatore
di antenna e della capacita' di accordo
composta da un parallelo sperimentale
di diverse piccole capacita'.
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Vista del cablaggio interno.
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Sezione IF, demodulatore AGC
e demodulatore ASK.
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Per la decodifica della trama ho scelto di
usare un PIC 16F628, una delle sue caratteristiche
e' quella di non richiedere nessun componente
esterno per funzionare. I processi sono agganciati
ad una frequenza di 250 Hz, ricavata dal quarzo
dell'oscillatore locale tramite altri due contatori.
Questo permette di campionare il segnale di
ingresso a passi di 4 mS, e fornisce la base tempi
per l'avanzamento dell'orologio. Il led rosso vicino al
PIC serve per il debug del programma. Il connettore
a 5 poli in alto a destra serve per la programmazione
in-circuit (ICSP).
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IL display e' pilotabile in modo seriale
sincrono tramite
soli 4 fili: +5V, dati, clock e GND. Dispone di un quinto
filo per comandare direttamente il led giallo.
Su questo led vengono visualizzati gli impulsi provenienti
dal demodulatore. Il led verde indica la condizione di
sincronismo ok e rimane acceso fino alla ricezione di
un errore. Quello rosso si accende per un attimo ad ogni
errore ricevuto, o rimane acceso fisso dopo 6 ore di
mancata sincronizzazione.
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Schema elettrico completo.
Non sono riportati, in quanto sottointesi, tutti i collegamenti di
alimentazione degli integrati,
i condensatori di bypass sull' alimentazione stessa, l'intero cablaggio
dei contatori e del PIC.
Per l'alimentazione a +5V del display e del micro ho usato un secondo
regolatore 7805.
Il software.
Il software, scritto interamente in assembler, e' stutturato
ad
automi a stati finiti che avanzano ogni 4 mS.
Debounc provvede a leggere e filtrare i brevi "rimbalzi" degli
impulsi
in arrivo sul pin
RB1, il valore filtrato e' posto nel bit
pulse.
Leggibit e' l'automa che riconosce la pausa di sincronizzazione,
conta
la durata degli impulsi e si mette in loro ascolto solo in precise
finestre temporali di 200 mS in modo da tagliare fuori eventuali
impulsi spurii tra un bit e l'altro. Ad ogni bit ricevuto, che viene
messo in
rx_bit, lo stato 2 richiama il sottoprocesso
leggitrama,
che provvede alla
decodifica dei bit e al controllo della parita'. In ogni caso dopo
36 chiamate
il processo leggitrama restituisce il responso settando i bit
trama_ok
oppure
rx_error. I bit successivi della trama fino alla
successiva pausa
di sincronismo vengono semplicemente ignorati.
Orologio e
visualizza
si occupano di incrementare il conteggio orario e di visualizzare tutte
le
informazioni sul display, compreso il lampeggio dell'ora non regolata,
e il
comportamento dei due led verde e rosso.
Non e' prevista nessuna regolazione manuale.
Discussioni su it.hobby.elettronica riguardo a questo progetto [
1]
[
2]
[
3]
Interessante
esperimento
parallelo con filtro giratore.
Altro sito
con molte informazioni sul segnale.
Pagina creata nel novembre 2003 - Ultimo aggiornamento 11/6/2005
