간단한 AM 라디오 수신기 만들기: 단계별 완벽 가이드

워키토키나 오디오 앰프를 사용해 본 적 있으신가요? 아니면 라디오 듣기가 취미라 FM/AM 밴드를 오가며 듣나요? 예를 들어 일반적인 애플리케이션에서 AM 수신기 회로를 사용합니다. 또한 일반적으로 라디오 시스템의 필수 구성 요소입니다.

오늘은 간단한 AM 라디오 수신기 회로의 구성 원리와 방법을 소개합니다.

1. AM 수신기란?

먼저 AM은 진폭 변조(Amplitude Modulation)를 의미합니다. 데이터 전송에 사용되는 전자 통신 전략입니다. 주로 라디오 반송파를 전송 매체로 사용합니다. 그러나 이 변조 전략에서는 전송하는 각 메시지 신호에 따라 라디오 반송파의 진폭이 변합니다.

따라서 AM 또는 라디오 수신기는 라디오파를 수신하여 사용 가능하게 만드는 전자 장치입니다. 이는 영상, 디지털 데이터, 소리 등이 될 수 있습니다. 하지만 라디오 방송국을 통해 전송되는 소리를 재생하는 데 가장 흔히 사용됩니다.

AM 수신기는 중간 주파수(IF)와 무선 주파수(RF) 두 단계로 구성됩니다. 예를 들어 가변 주파수의 공통 베이스 암스트롱 오실레이터를 사용하면 RF를 IF 수신기로 보낼 수 있습니다. 이 가변 주파수는 RF 반송파 주파수와 다릅니다.

그러나 수신 채널에 튜닝하면 RF와 인접 오실레이터 신호가 동시에 조정됩니다. 따라서 고정 반송파 주파수를 제공하는 방송국이 충분한 선택성을 가능하게 합니다.

(라디오의 AM 수신기)

AM 수신기의 종류

대부분 존재하는 주요 AM 수신기는 슈퍼헤테로다인 설계입니다.

일반적인 슈퍼헤테로다인 AM 수신기는 다음 여섯 가지 구성 요소로 이루어집니다:

• 무선 주파수 증폭기,
• 선 안테나,
• IF 섹션,
• 믹서/로컬 헤테로다인 오실레이터,
• 검파기/증폭기.

위 서브시스템은 라디오 수신기 제작에 필수적입니다. 예를 들어 더 단순한 튜닝 무선 주파수 회로나 TRF 전자 증폭 회로가 있습니다.

계속해서 AM 수신기 유형을 더 자세히 설명하겠습니다:

1. TRF 증폭기
2. AM 검파
3. 슈퍼헤테로다인 AM 라디오 수신기

(TPA3001D1로 만든 오디오 파워 앰프 회로 예시)

TRF 증폭기

보통 무선 주파수 증폭기는 좁은 대역의 주파수를 수신하도록 설계됩니다. 단일 라디오 방송국이 있는 AM 대역이 좁은 대역 주파수의 한 예입니다.

튜닝 회로에서 공진 주파수를 조정하여 단파 대역을 얻습니다. 또한 입력 필터가 원치 않는 입력 신호를 배제하는 데 도움을 줍니다.

기본적으로 AM 단파 대역의 주파수 범위는 500kHz~1500kHz 사이입니다. 따라서 베이스밴드 신호가 약 5kHz일 때 각 방송국은 이 스펙트럼 내에서 최소 10kHz가 필요합니다.

결론적으로 회로 튜닝에 따라 대역폭이 변합니다.

(튜닝 무선 주파수 수신기 동작을 보여주는 블록도)

슈퍼헤테로다인 수신기

이 라디오 수신기는 믹서로 전송되는 RF 오디오 신호를 증폭하는 역할을 합니다. 일반적으로 여러 방송국을 동시에 증폭하지만 증폭된 입력 잡음비를 가집니다. 그래도 방송 대역 튜닝을 가능하게 합니다.

반면 믹서에는 고주파 사인파라는 또 다른 입력이 있습니다. 이는 로컬 헤테로다인 오실레이터의 작용 결과입니다. 그러나 이러한 사인파는 보통 455kHz(AM 수신기의 표준 방송국 반송파 주파수) 이상입니다. 믹서는 들어오는 반송파와 오실레이터를 결합하여 이를 해결합니다. 결과적으로 합과 차 주파수를 생성합니다.

(슈퍼헤테로다인 수신기 동작 블록도)

그러나 이상적인 믹서는 두 개의 약한 신호를 결합하여 몇 가지 새로운 주파수를 생성합니다. 여기에는 다음이 포함됩니다:

• 원래의 두 주파수
• DC 레벨
• 두 입력 주파수의 고조파
• 이 두 주파수의 합과 차
• 기본 고조파의 합과 차

두 주요 방송국 주파수는 각각 로컬 오실레이터 주파수와 이미지 주파수입니다.

AM 검파

기본 AM 검파 기술에는 코히어런트 라디오 수신기와 비코히어런트 수신기가 있습니다. 그러나 더 간단한 접근은 비코히어런트 타입 라디오 수신기입니다.

반면 비코히어런트 방식은 반송파 신호 재생에 의존하지 않습니다. 다이오드와 전자 오디오 필터를 사용하여 변조 엔벨로프를 검파하고 제거합니다.

반면 코히어런트 검파 단계는 반송파와 AM 신호의 재생 및 혼합에 의존합니다.

일반적으로 AM 검파는 다음과 같이 세 가지로 나뉩니다:

• 엔벨로프 검파기
• 스퀘어 검파기
• 동기 검파기

(엔벨로프 검파기 회로도. 바이패스 커패시터가 코일과 병렬로, 다이오드가 직렬로 연결된 것을 보여줍니다.)

2. 간단한 AM 수신기 회로 구성 방법

간단한 AM 라디오 수신기 회로를 구성하려면 먼저 몇 가지 하드웨어 부품을 조립해야 합니다:

(5개 트랜지스터를 사용한 간단한 AM 라디오 수신기 회로 상단 뷰)

회로에 필요한 재료

회로 설계

아래 첨부된 비디오를 통해 간단한 AM 수신기 회로 설계를 설명합니다.

회로 동작

(간단한 AM 라디오 모델을 보여주는 회로도)

간단한 AM 수신기 회로를 구성하기 전에 작동 원리를 잘 이해하는 것이 필수적입니다. 그래서 위 블록도를 시각적 표현으로 포함했습니다.

주 회로에는 단일 트랜지스터, 365pF 가변 커패시터, 코일 L 등이 필요합니다. 이 필수 수동 부품들이 함께 작동하여 선 안테나를 통해 신호를 보냅니다. 따라서 신호 수신 케이블 역할을 합니다.

더 나아가 OA91 다이오드 D1이 원래 라디오 신호를 식별합니다. 그러나 신호가 상대적으로 미약합니다. 결과적으로 BC547 트랜지스터가 약한 신호를 증폭합니다.

반면 코일 L은 26 s.w.g. 80턴이 필요합니다. 에나멜 구리선을 골판지 휴지심에 감아 이를 달성할 수 있습니다. 아니면 소형 AM 라디오를 분해하여 내부의 감긴 코일을 사용해도 됩니다.

요약하자면, 완전한 기능을 하는 라디오 수신기에는 RF 구성 요소 영역, IF 섹션, 믹서(RF-IF 컨버터)가 필요합니다. 또한 검파기와 오디오 스피커도 필요합니다.

검파기는 변환된 수신 라디오 신호에서만 작동합니다. 이 변환은 반송파 주파수에서 중간 주파수로 수신 라디오 신호를 변환하는 것입니다. 결국 라디오 수신기는 변환된 오디오 주파수를 최적화하고 활용합니다.

3. AM 수신기 응용

일반적으로 간단한 AM 수신기는 라디오파의 진폭 변동을 검출합니다. 예를 들어 크리스탈 라디오 회로의 커스텀 크리스탈 이어피스에서 볼 수 있습니다. 여기서 주파수 응답으로 작동하여 신호 전압의 증폭 변화를 만듭니다. 기타 응용 분야는 다음과 같습니다:

• 전자 아날로그 통신 시스템
• 라디오파를 통한 데이터 무선 전송
• AM 라디오 방송 대역 및 라디오 통신에 필수적
• 오디오 제어용 아날로그 믹서에 사용
• 양방향 항공기 무선에 필수적
• 컴퓨터 모뎀, 리모컨 등 장치의 중요한 부분
• 해군 및 경찰의 디스패치 라디오 시스템에 사용
• 구식 AM 수신기 응용도 있습니다. 전화, 모스 부호 전송, TV 화면 픽셀 제어 등

결론

AM 수신기는 진폭 신호를 변조하는 전자 시스템입니다. AM 수신기는 라디오 청취와 기타 라디오 전송 응용에서 필수적이므로 현대 기술의 주류입니다. 기타 다양한 용도는 라디오 통신, 데이터 전송, 오디오 증폭 등입니다.

이제 간단한 AM 수신기 만드는 법을 배웠습니다. 더 복잡한 프로젝트에 대한 추가 지침이 필요하면 우리 팀에 문의해 주세요.