👨🏼‍🔬 👸🏾 💮 Arduino-微功率AM广播发送器 👩‍❤️‍💋‍👨 🍃 📼

许多人仍然拥有带有CB和LW频段的收音机，并且这些频段中的业余无线电接收也仍然存在。在中波的情况下，在无干扰的情况下（城市外，公园内，阳台上，带有外部天线，或者在极端情况下是在公寓的窗户旁），晚上会收到许多远程广播电台，但白天只听到空气中的噪音。在DV范围内，根本没有广播电台。

使用在几米半径范围内运行的简单低功率无线电发射机纠正这种情况。在组装这些设计之一的过程中，作者想到了尝试制造这种基于Arduino的变送器的想法。

设备的基本要求：可用的Arduino UNO或Arduino Leonardo板，电路的最大程度的简化（没有比单个晶体管上最简单的发射器复杂）和令人满意的AM范围的音质。

作为用于我们目的的载波，您可以使用方波信号，该信号易于接收并以一种谐波接收。给定发射器的低功率，“额外”谐波的信号将不会扩散到房间范围之外，也不会干扰其他房间。

幅度控制会出现困难：输出端的信号只能取两个值，即使使用最简单的DAC，也会在设计中增加十二个电阻。

关于analogWrite的失控笔记

请注意，由于其高载波频率（对于DW范围的下限至少为150 kHz），在经典版本中无法成功使用PWM和AnalogWrite。虽然它是PWM，但以不同的容量使用，这将有助于获得解决方案。

另一方面，脉冲宽度控制被简单地实现。让我们找出此参数将如何影响信号中包含的谐波幅度。

我们表示

f （ t ）

$f（t）$ 带周期的方波函数

T

$T$ 脉冲持续时间

L

$L$ 和振幅A：

在分解中

f （ t ）

$f（t）$ 傅立叶级数

f （ t ） = f r a c a_{0} 2 + s u m_{n = 1}^{i n f t y} l e f t [a_{n} c o s l e f t （ f r a c 2 p i n t T r i g h t ） + b_{n} s i n l e f t （ f r a c 2 p i n t T r i g h t ） r i g h t]

$f（t）= \ frac {a_0} {2} + \ sum_ {n = 1} ^ {\ infty} \ left [a_n \ cos \ left（\ frac {2 \ pi nt} {T} \ right） + b_n \ sin \ left（\ frac {2 \ pi nt} {T} \ right）\ right]$

赔率

b_{n}

$b_n$ 由于平价

f （ t ）

$f（t）$ 等于零。因此，振幅

n -

$n-$ 三次谐波与系数重合

a_{n} = f r a c 2 T i n t_{- T}^{T} f （ s ） c o s l e f t （ f r a c 2 p i n s T r i g h t ） d s = f r a c 2 T i n t_{- L / 2}^{L / 2} A c o s \左 （ f r a c 2 p i n s T \右 ） d s =

$a_n = \ frac {2} {T} \ int _ {-T} ^ {T} f（s）\ cos \ left（\ frac {2 \ pi ns} {T} \ right）ds = \ frac {2 } {T} \ int _ {-L / 2} ^ {L / 2} A \ cos \左（\ frac {2 \ pi ns} {T} \右）ds =$

= l e f t 。 f r a c A p i n s i n l e f t （ f r a c 2 p i n s T r i g h t ） r i g h t |_{- L / 2}^{L / 2} = f r a c 2 A p i n s i n l e f t （ f r a c p i n L T r i g h t ）

$= \ left。\ frac {A} {\ pi n} \ sin \ left（\ frac {2 \ pi ns} {T} \ right）\ right | _ {-L / 2} ^ {L / 2} = \ frac {2A} {\ pi n} \ sin \ left（\ frac {\ pi n L} {T} \ right）$

但是

s i n （ x ） = x + o （ x^{2} ）

$\ sin（x）= x + o（x ^ 2）$ 在

x \到 0

$x \到0$ 和

\罪 恶 （ x ）

$\罪恶（x）$ 接近

x

$x$ 如果

x

$x$ 还不够因此，对于小

L

$L$ 幅度依赖性

n -

$n-$ 来自的谐波

L

$L$ 接近线性，而不是载波的幅度，您可以更改脉冲持续时间，注意不要超过一些足够小的值！

编写草图以形成这样的信号很容易，但这不是必须的：可以在输出端通过脉宽调制获得所需形状的现成信号。在62.5 kHz的PWM频率下，三次谐波的频率为187.5 kHz，它属于长波的广播范围。将低频信号施加到相应的Arduino输出并为其连接天线就足够了，剩下的工作将由PWM完成。仅重要的是，analogWrite函数的value参数的值不要超过允许的失真值所确定的边界。评估此边界。

让

L = a l p h a T

$L = \ alpha T$ 在哪里

a l p h a i n [0 ， 1]

$\ alpha \ in [0，1]$ -脉冲持续时间，以周期的分数表示。然后

a_{n} （ a l p h a ） = f r a c 2 A p i n s i n （ a l p h a p i n ）

$a_n（\ alpha）= \ frac {2A} {\ pi n} \ sin（\ alpha \ pi n）$

。
相对偏差

a_{n} （ a l p h a ）

$a_n（\ alpha）$ 从线性函数

2 A a l p h a

$2A \ alpha$

f r a c 2 A a l p h a - f r a c 2 A p i n s i n （ a l p h a p i n ） 2 A a l p h a = f r a c a l p h a p i n - s i n （ a l p h a p i n ） a l p h a p i n \到 0

$\ frac {2A \ alpha-\ frac {2A} {\ pi n} \ sin（\ alpha \ pi n）} {2A \ alpha} = \ frac {\ alpha \ pi n-\ sin（\ alpha \ pi n）} {\ alpha \ pi n} \到0$

在

a l p h a \到 0

$\ alpha \到0$ 。随着增加

a l p h a

$\ alpha$ 偏差越来越大。对于

a l p h a = 0.085

$\ alpha = 0.085$ 和

n = 3

$n = 3$ 它大约是10％，这是很多。选择高次谐波时，偏差会更大。由于在8位PWM脉冲持续时间

a l p h a = 1

$\ alpha = 1$ 对应于值= 255，然后对于

a l p h a l e q $ 0.08

$\ alpha \ leq $ 0.08$ 值必须不超过

255 c d o t 0, 085 \约 22

$255 \ cdot 0,085 \约22$ 。得出的估计值使您可以了解可接受值的顺序，然后通过实验选择合适的值。

庞大的理论块的结果是一个简单的方案：

和一个非常简单的草图：

void setup() { //   TCCR1A = TCCR1A & 0xe0 | 1; TCCR1B = TCCR1B & 0xe0 | 0x09; } int const SHIFT = 8; int const SCALE = 8; void loop() { analogWrite(9, (analogRead(A0) - 512) / SCALE + SHIFT); }

作为天线，使用1米长的安装线的一部分。

没有输入信号时，SHIFT设置PWM输出的值。在调制过程中，它的范围是1到15，脉冲持续时间在这种情况下是周期的1/255到15/255。

通过实验选择SCALE常数，以使来自电话输出的信号适合PWM输出处可接受的值范围。

当从GSS向设备的输入馈入1 kHz正弦波时，在接收器的输出端会获得一个未经失真的响亮信号，并将其调谐到187.5 kHz的频率：

口袋超外差的接收范围约为一米半。

在DW范围内第二次以250 kHz的频率接收信号。切换到四次谐波时，耳朵的音质损失是不可察觉的。随着谐波次数的增加，失真也会增加，但是对于选定的参数，在属于中波范围下部的第九谐波562.5 kHz处，质量仍然可以接受。

通过增加（在合理范围内）SHIFT值，您可以尝试通过在采样级别数量的增加和失真的增加之间寻求折衷来改善声音质量。在这种情况下，必须减小SCALE，以保持调制系数。但是，失去了接收高次谐波的可能性。例如，SHIFT = 16且SCALE = 4的实验在187.5 kHz的频率下显示了很好的结果，但在CB范围内，失真非常大。

结果是一个不包含自制电感器的简单设备。它的优点包括载波频率的稳定性和不存在寄生频率调制，这通常是简单设计的问题。

在文章的结尾，有一段视频演示了微型发射器的操作。

Arduino-微功率AM广播发送器

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