Circuito do misturador modulador AM

Encontrei um circuito transmissor AM muito básico no vídeo do youtube aqui . O esquema está abaixo:

Estou um pouco confuso no circuito do amplificador operacional à direita. Parece que o amplificador operacional está realmente apenas tomando a diferença entre os sinais da mensagem e da operadora - não os multiplicando como deveria estar fazendo.

Não estou absolutamente convencido de que essa parte do circuito seja um mixer de frequência. Eu sou apenas louco?

Além do meu comentário. Você está certo ao precisar de alguma forma de multiplicador. Talvez a adição a seguir possa ser feita para melhorar o circuito. O FET atua como um resistor controlado por tensão, alterando o ganho do amplificador operacional, criando um sinal AM.

Observe a presença do pote de 100k - Por que está lá? Ele desempenha alguma função linear em um amplificador de soma? Na verdade, não - o meu palpite é que isso influencia a saída contra (digamos) o trilho inferior da fonte de alimentação (+ 1,5V para o TL072).

Sem sinal de modulação, a portadora não está presente (ou quase não está) na saída do final do amplificador operacional - o potenciômetro de 100k garante isso. Quando um sinal de modulação é inserido, a saída do amplificador operacional é "levantada" para fora da saturação da saída, permitindo assim que a "portadora" rompa e, rompe com uma amplitude que é governada pela modulação.

É oi-fi? Não - a distorção de saída no rádio é difícil de dizer (porque é um rádio pequeno e ruim), mas será algo como AM.

No final do vídeo, mostrou a forma de onda e é exatamente isso que está acontecendo.

Primeiro, alguém postando um vídeo do YouTube ou uma página da Web é ortogonal ao bom design. De fato, se não for uma página da web profissional, é mais provável que seja uma porcaria. Pense nisso. O cara que sabe o que está fazendo e cria um modulador rápido e sujo de AM não pensa em nada de especial e provavelmente não publicará uma página da web. O cara que passou duas semanas em tentativa e erro aleatórios tem muito mais probabilidade de postar com orgulho "Olha, meu mundo, eu fiz um modulador !!!" .

Segundo, a modulação AM não é uma multiplicação pura. Isso seria banda lateral dupla. Se você expressar AM como uma multiplicação, precisará adicionar um deslocamento. Também pode ser pensado como ajustar o volume de um oscilador em tempo real, o que não é tão difícil de realizar na eletrônica analógica.

Agora para o circuito. Um TL072 não é uma ótima opção para sinais de 1,2 MHz. Provavelmente é o que esse cara tinha em sua caixa de lixo, o que é mais uma prova de que isso é menos do que um design profissional. A falta de designadores de componentes é outra pista forte.

No entanto, esse circuito pode realmente funcionar bem o suficiente, dentro dos limites do baixo ganho do opamp na frequência da portadora. Observe que, quando o pote está no centro, ele polariza o opamp em 1,6 V. Agora observe a faixa de modo comum do TL072 e veja o amplo espaço livre necessário nas duas extremidades. Eu acho que o que está acontecendo é que a modulação é realizada cortando a portadora em um nível diferente, dependendo do sinal de modulação. O pote é ajustado para que a transportadora fique quase na metade cortada sem sinal de entrada. Isso permite que o sinal de entrada faça com que a operadora vá de 0 a plena enquanto estiver ociosa a 50%.

Você provavelmente está pensando que introduziria uma distorção horrível. Sim, mas note que essa distorção está na portadora, que é uma frequência fixa. Ao observar o espectro de frequência, a distorção aparece como harmônica, que ocorrerá em todos os múltiplos inteiros da frequência portadora. Portanto, esse esquema de modulação introduz muitos componentes de distorção, sendo o mais baixo o dobro da frequência da portadora. No entanto, o rádio que recebe isso simplesmente rejeitará esses componentes porque eles estão fora da banda. Este modulador faz uma bagunça em outras frequências, mas na frequência de interesse parece que pode funcionar bem o suficiente.

Algo assim nunca passaria nos testes da FCC devido à grande quantidade de porcaria fora de banda que irradia. Mas se você estiver fazendo isso em uma sala com uma antena pequena, a porcaria não irá muito longe e provavelmente não causará problemas suficientes para que alguém se queixe.

Eu não assisti o vídeo, mas isso pode realmente funcionar. Eu não vi essa técnica antes, mas é uma espécie de pseudo-am. Eles estão usando um amplificador de diferença com ganho igual para ambos os sinais. Os dois potes são usados ​​para fazer pequenos ajustes no ganho de áudio ou portadora. Eu tenho que assumir que isso é um pouco delicado para acertar.

A topologia do amplificador de diferença é basicamente:

$\frac{R_f}{R_1}=\frac{R_g}{R_2}$

$V_o=\frac{R_f}{R_1}*(V_2 - V_1)$

Você está certo que isso não está se multiplicando, mas você acaba tendo um AC ligado na operadora que se parece com isso (azul é a saída pseudo-am e vermelho é a entrada de áudio):

Se você executar isso através de um detector de diodo, ele passará a parte CA para o filtro passa-baixo com uma variedade de distorções, dependendo do balanço do sinal transmitido e da intensidade com que o diodo é ativado.

Eu não gastei o tempo certo para realmente olhar para isso. No entanto, minha análise rápida sugere que pode funcionar. Mas não é modulação AM e pode haver muita distorção como Andy Aka menciona devido a condições não ideais (o que pode até ajudar a introduzir AM na taxa de áudio).

EDIT: Pode não ser óbvio como isso poderia funcionar em um rádio AM. A portadora influencia o receptor e o diodo. Nenhum envelope foi encontrado; portanto, um receptor típico ajustará o ganho de AGC para cima. Este pequeno transmissor está emitindo um sinal de áudio amplificado muito forte diretamente no fio aberto (a tampa de acoplamento de 100pF não faz sentido para esse sinal porque o fio está aberto). Definitivamente haverá algum vazamento diretamente no receptor AM, se estiver por perto. A maioria dos receptores AM não tem muita filtragem abaixo de 500Khz na entrada, e a seção de áudio que está ligada e funcionando com dificuldade só precisa captar parte do sinal acoplado. A filtragem será mais forte no IF, no entanto, dependendo da arquitetura, você pode escolher uma frequência RX onde a imagem fica entre 1Khz e 15Khz (ou no 2º ou 3º harmônico do filtro) e obter ajuda dos amplificadores do IF.

Edit2: Veja, se isso funciona, é apenas porque os receptores AM são altamente suscetíveis ao ruído de várias fontes, incluindo alimentação direta, o que estou sugerindo. A operadora está enviesando o receptor AM, mas não há modulação na própria operadora, portanto, a única coisa que o back-end capta é o ruído e isso aumenta seu ganho. Isso permite que o áudio amplificado seja transmitido (sugeri alguns caminhos prováveis) que não funcionarão de maneira confiável e provavelmente só funcionarão na configuração desse cara, porque eles estão muito próximos. Se você já ouviu um zumbido de 60 hz no seu rádio AM experimental no laboratório ou talvez o alternador do seu carro zumbindo no rádio AM, é um efeito semelhante.