Детекторы радиоизлучения и микроконтроллер
МК не может напрямую обрабатывать радиосигналы — частоты у них слишком высокие и уровень сверхслабый. Однако усиленные и продетектированные сигналы М К успешно оцифровывает, фильтрует и анализирует.
Во входной части, как правило, используется традиционная схемотехника радиоприёмников прямого усиления, а именно, антенна, избирательный контур, высокочастотный усилитель, детекторный диод. В качестве последних применяют ВЧ- и СВЧ-диоды с малой проходной ёмкостью: 2Д926А (0.35 пФ), АД516Б (0.35 пФ), КД513А (0.7 пФ), КД417 (0.4 пФ), КД514(0.9 пФ).
Под определение детектора радиоизлучения (на любительском жаргоне «радиодатчика») подходят любые устройства, которые регистрируют радиосигналы в широком диапазоне частот. Обычно такое изделие содержит входную цепь от радиоприёмника, усилитель и звуковой/световой индикатор. Если радиодатчик дополнить выходом на МК, то появляется возможность не только регистрировать радиоизлучение, но и расшифровывать передаваемые данные (Рис. 3.77, а...ф).
Рис. 3.77. Схемы подключения детекторов радиоизлучения к МК (начало):
а) АМ-радиоприёмник на цифровой микросхеме DDI, инверторы которой работают в аналоговом режиме. Контур L1, C1 настраивается на частоту приёма. Резистором R3 устраняют ограничение входящих синусоидальных сигналов. Параллельно R4 можно подключить динамик сопротивлением 32 Ом для параллельного прослушивания эфирных радиопередач;
б) DA1 — однокристальный АМ-радиоприёмник фирмы Unisonic Technologies. Напряжение питания +1.2...+ 1.6 В, ток потребления 0.14...0.3 мА, диапазон частот Д В/С В. Замена DA1 без изменения цоколёвки — МК484, D7642, Z414 разных фирм-изготовителей;
Рис. 3.77. Схемы подключения детекторов радиоизлучения к МК (продолжение):
в) АМ-радиоприёмник с батарейным питанием. Ионистор С5 накапливает энергию от солнечной батареи GB1. Ферритовая антенна L1 используется от радиоприёмника ДВ/СВ. Переменным конденсатором С2 настраивается частота приёма, а резистором R2 — уровень сигнала;
г) детектор радиоизлучения удалённых разрядов молнии («грозоотметчик»). Сигналы принимаются в широком спектре частот до 300 кГц. На транзисторе VT1 собран широкополосный усилитель, а на транзисторах VT2, VT3 — триггер «flip-flop»;
д) детектор излучения сотовых телефонов стандарта GSM900/1800. Полная длина печатной антенны W составляет 150 мм для частоты 900 МГц и вдвое короче для частоты 1800 МГц. Диод VD1 подключается на расстоянии 5... 10 мм от верхнего края антенны;
е) радиодатчик для определения наилучшей точки приёма сигналов (направление на источник радиоизлучения). Особенностью является применение обычной комнатной телевизионной антенны WA1. Резистором R2 выбирается рабочая точка транзистора VT1 подключения датчиков радиоизлучения к МК (продолжение):
Рис. 3.77. Схемы подключения датчиков радиоизлучения к МК (продолжение)
ж) приставка, которая подключается к антенне WA1 радиопередатчика для измерения мощности генерируемого сигнала. Резистор R2 служит для начальной калибровки показаний;
з) назначение аналогично Рис. 3.77, ж. Микросхема DA 1 (фирма National Semiconductor) детектирует сигнал с коэффициентом преобразования 40 мВ/дБ в полосе частот 450...2000 МГц;
и) аналогично Рис. 3.77, е, но на микросхеме DA1 фирмы Analog Devices. ВЧ-трансформатор 77 наматывается на ферритовом кольце. Число витков подбирается экспериментально;
к) выводы СВЧ-диода VD1 служат своеобразной антенной в диапазоне 2.45 ГГц. Провода, идущие от диода VD1 к общему проводу и резистору RI, должны быть свиты. Эта «скрутка» служит фильтром. Резистор RI подбирают по максимуму сигнала. Замена диода VD1 — Д405;
л) широкополосный детектор наличия радиосигналов в диапазоне до нескольких сотен мегагерц. Применяется двухкаскадный усилитель на транзисторах VTI, VT2 разной проводимости;
м) индикатор атмосферных разрядов, возникающих при приближении грозы. Резистор RI должен быть многооборотным для точной балансировки ОУ DA 1 (регулирование чувствительности). Антенна WA1 содержит 7 металлических штырей длиной 70 см, соединённых «метлой»;
Рис. 3.77. Схемы подключения датчиков радиоизлучения к МК (продолжение)
н) искатель «радиожучков» в полосе частот 1...200 МГц на расстоянии 0.5... 1 м. Резисторы R1...R4 должны иметь точность ±1%. Диоды следует подобрать по максимально идентичному прямому напряжению в парах VD1-VD3, VD2-VD4, VD5-VD6до полной симметрии схемы;
о) детектор радиочастотного поля. Шкала резистора R3 градуируется в децибелах чувствительности, при этом МК работает как пороговое устройство с выходом на внешний индикатор;
п) радиосигналы с антенны WA1 поступают на высокочастотный усилитель, собранный на транзисторе VTI, и далее выпрямляются детектором на германиевых диодах VDI, VD2
р) детектор радарных СВЧ-сигналов. Антенной служат два вывода конденсатора С1. При облучении антенны внешним радиосигналом, конденсатор C1заряжается и разбалансируетОУ DA1.1. Резисторами R3, R5 выставляется требуемый порог обнаружения, зависящий от расстояния до радара;
Рис. 3.77. Схемы подключения датчиков радиоизлучения к МК (окончание): с) сверхрегенеративный КВ-приёмник на частоту 26...29 МГц, чувствительность 1 мкВ. Катушка L1 — 8 витков провода ПЭВ-0.41, каркас 5...7 мм с карбонильным сердечником;
т) нестандартное применение «светодиодной» микросхемы DA1 (фирма Panasonic) в качестве АМ-радиоприёмника. Диапазон частот определяется настройкой контура L1, С1;
у) подключение приёмника цифровых сигналов AI фирмы RF Solutions. Скорость приёма данных по каналу UART составляет 50...2000 бит/с при расстоянии до передатчика 50...70 м. Ток потребления не более 2.5 мА, напряжение питания +3...+5 В. Передатчик должен быть согласован по частоте (433.0 ± 0.5) МГц с приёмником, например, AM-RT4-433 фирмы RF Solutions;
ф) волномер со сменными LC-модулямиЛ/ в диапазоне 0.5. ..45 МГц. Шкала конденсатора СЗ градуируется по частоте. Модуль А1 подносится к излучающему объекту и переменным конденсатором сигнал настраивается в резонанс по максимальным показаниям АЦП МК.
Источник: Рюмик С.М. 1000 и одна микроконтроллерная схема.