Làm thế nào để tạo một mạch dò điện thoại di động?

Trong thế kỷ hiện tại, thiết bị điện tử phổ biến nhất được mọi người nhìn thấy là Điện thoại di động. Với sự tiến bộ của thế giới, công nghệ cũng đang phát triển nhanh chóng trong lĩnh vực truyền thông. Điều này dẫn đến nhu cầu sử dụng điện thoại di động tăng theo cấp số nhân. Di động là một thiết bị di động nhận và truyền tín hiệu. Nói chung, phạm vi tần số của tín hiệu di động là từ 0,9 đến 3 GHz.

Trong bài viết này, chúng tôi sẽ thực hiện một mạch dò điện thoại di động sẽ cảm nhận sự hiện diện của điện thoại di động ở xung quanh bằng cách phát hiện các tần số này. Một mạch dò điện thoại di động đơn giản có thể được thực hiện theo hai cách. Chúng ta sẽ thảo luận về cả hai mạch ở đây từng cái một. Như đã nói trước đây, hai cách tạo mạch dò điện thoại di động bao gồm sự kết hợp của Diode Schottky và Bộ so sánh điện áp và mộtBiCMOS Op-Amp.

Làm thế nào để tạo một mạch dò di động bằng BiCMOS Op-Amp?

Khi chúng ta biết phần tóm tắt về dự án của mình, chúng ta hãy tiếp tục và thu thập thêm một số thông tin để bắt đầu thực hiện dự án này. Trước hết, chúng ta sẽ thảo luận về mạch sử dụng BiCMOS Op-Amp.

Bước 1: Thu thập các thành phần

Cách tiếp cận tốt nhất để bắt đầu bất kỳ dự án nào là lập danh sách các thành phần và nghiên cứu ngắn gọn về các thành phần này bởi vì sẽ không ai muốn dính vào giữa một dự án chỉ vì thiếu một thành phần. Dưới đây là danh sách các thành phần mà chúng tôi sẽ sử dụng trong dự án này:

Bước 2: Nghiên cứu các thành phần

Như bây giờ chúng ta đã biết ý tưởng chính đằng sau dự án và chúng ta cũng có một danh sách đầy đủ của tất cả các thành phần, chúng ta hãy đi trước một bước và đi qua một nghiên cứu ngắn gọn về tất cả các thành phần.

CA3130A và CA3130 là op-amps trong đó kết hợp các ưu điểm của cả bóng bán dẫn CMOS và bóng bán dẫn lưỡng cực. Để cung cấp trở kháng đầu vào rất cao, dòng điện đầu vào rất thấp ở mạch đầu vào, các bóng bán dẫn P-Channel MOSFET (PMOS) được bảo vệ cổng được sử dụng. điều này cũng cung cấp hiệu suất tốc độ đặc biệt. Việc sử dụng bóng bán dẫn PMOS trong giai đoạn đầu vào dẫn đến khả năng điện áp đầu vào ở chế độ chung giảm xuống 0,5V dưới đầu cuối nguồn cung cấp âm, một thuộc tính quan trọng trong các ứng dụng cung cấp đơn. Điện áp cung cấp hoạt động của dòng CA3130 nằm trong khoảng từ 5V đến 16V. Một tụ điện bên ngoài duy nhất có thể được sử dụng như một bộ bù pha với nó. Đối với hoạt động của giai đoạn đầu ra, cần có các dự phòng đầu cuối.

A BC548là một bóng bán dẫn NPN. Vì vậy, khi chân đế được giữ ở mặt đất, bộ thu và bộ phát sẽ được đảo ngược và khi tín hiệu được cung cấp cho chân đế, bộ thu và bộ phát sẽ được phân cực thuận. Giá trị khuếch đại của bóng bán dẫn này nằm trong khoảng từ 110 đến 800. Khả năng khuếch đại của bóng bán dẫn được xác định bởi giá trị khuếch đại này. Chúng tôi không thể kết nối tải nặng với bóng bán dẫn này vì lượng dòng điện tối đa có thể chạy qua chân thu là gần 500mA. Dòng điện được áp dụng cho chân cơ sở để phân cực bóng bán dẫn, dòng điện này (I_B) nên được giới hạn ở 5mA.

Ăng-ten: Antenna là một bộ chuyển đổi. Nó được sử dụng để chuyển đổi trường tần số vô tuyến thành dòng điện xoay chiều hoặc ngược lại. Có hai loại ăng ten chính, một ăng ten phát và một ăng ten thu, cả hai đều được sử dụng để truyền dẫn vô tuyến. Sóng vô tuyến là sóng điện từ truyền tín hiệu trong không khí với tốc độ ánh sáng. Ăng-ten là thành phần quan trọng nhất trong bất kỳ thiết bị phát sóng vô tuyến nào. Chúng được sử dụng trong các thiết bị di động, hệ thống radar, liên lạc vệ tinh, v.v.

Veroboard là một lựa chọn tốt để tạo mạch vì vấn đề đau đầu duy nhất là đặt các thành phần lên bảng mạch Vero và chỉ cần hàn chúng và kiểm tra tính liên tục bằng Digital Multi Meter. Khi đã biết cách bố trí mạch, hãy cắt bo mạch thành kích thước hợp lý. Vì mục đích này, hãy đặt tấm ván lên thảm cắt và bằng cách sử dụng một lưỡi dao sắc bén (một cách chắc chắn) và bằng cách thực hiện tất cả các biện pháp phòng ngừa an toàn, nhiều hơn một lần cho tải trọng lên trên và đế dọc theo cạnh thẳng (5 hoặc nhiều lần), chạy qua các khẩu độ. Sau khi thực hiện, hãy đặt các linh kiện trên bo mạch chặt chẽ để tạo thành một mạch điện nhỏ gọn và hàn các chân theo các mối nối mạch. Trong trường hợp có sai sót, hãy cố gắng khử hàn các kết nối và hàn lại chúng. Cuối cùng, hãy kiểm tra tính liên tục. Thực hiện các bước sau để tạo mạch tốt trên Veroboard.

Bước 3: Làm việc của mạch

Phần Op-amp của mạch hoạt động như Bộ phát hiện tín hiệu RF trong khi phần Bóng bán dẫn của mạch hoạt động như một chỉ báo. Các tụ điện tích tụ dọc theo dây nhận được sử dụng để phân biệt Tín hiệu RF khi điện thoại di động thực hiện (hoặc nhận) cuộc điện thoại hoặc gửi (hoặc nhận) một tin nhắn tức thì.

Hoạt động Amp xử lý tín hiệu bằng cách thay đổi sự gia tăng dòng điện ở đầu vào thành điện áp ở đầu ra và đèn LED sẽ được kích hoạt.

Bước 4: Lắp ráp các thành phần

Bây giờ khi chúng ta biết hoạt động chính và cũng là mạch hoàn chỉnh của dự án của chúng ta, chúng ta hãy tiếp tục và bắt đầu tạo phần cứng cho dự án của mình. Một điều cần lưu ý là mạch điện phải nhỏ gọn và các linh kiện phải được đặt gần nhau.

1. Lấy một tấm Veroboard và chà mặt của nó với lớp phủ đồng bằng giấy nháp.
2. Bây giờ Đặt các thành phần cẩn thận và đủ gần để kích thước của mạch không trở nên quá lớn
3. Cẩn thận tạo các kết nối bằng sắt hàn. Nếu có bất kỳ lỗi nào được thực hiện trong khi thực hiện các kết nối, hãy cố gắng phá bỏ kết nối và hàn lại kết nối đúng cách, nhưng cuối cùng, kết nối phải thật chặt chẽ.
4. Khi tất cả các kết nối đã được thực hiện, hãy thực hiện kiểm tra tính liên tục. Trong điện tử, kiểm tra tính liên tục là kiểm tra mạch điện để kiểm tra xem dòng điện có chạy theo đường mong muốn hay không (chắc chắn đó là mạch tổng). Kiểm tra tính liên tục được thực hiện bằng cách đặt một điện áp nhỏ (được nối dây với đèn LED hoặc bộ phận tạo ra nhiễu, ví dụ, loa áp điện) theo cách đã chọn.
5. Nếu thử nghiệm liên tục vượt qua, điều đó có nghĩa là mạch được tạo ra đầy đủ như mong muốn. Bây giờ nó đã sẵn sàng để được thử nghiệm.

Mạch sẽ giống như hình dưới đây:

Cách tạo mạch dò điện thoại di động bằng Đèn Schottky?

Như chúng ta đã thấy cách tạo mạch dò điện thoại di động bằng cách sử dụng BiCMOS Op-Ampbây giờ chúng ta hãy thực hiện một quy trình khác, trong đó chúng ta sẽ sử dụng một sự kết hợp của Diode Schottky và Bộ so sánh điện ápđể tạo một mạch phát hiện điện thoại di động ở xung quanh.

Bước 1: Thu thập các thành phần

Sau đây là danh sách đầy đủ các thành phần sẽ được sử dụng để tạo cấu hình này.

Bước 2: Nghiên cứu các thành phần

Khi chúng ta có một danh sách đầy đủ của tất cả các thành phần, chúng ta hãy đi trước một bước và đi qua một nghiên cứu ngắn gọn về tất cả các thành phần.

LM339thuộc về những thành phần có bốn bộ so sánh điện áp độc lập trong chúng. Thiết kế của mỗi bộ so sánh theo cách mà mọi bộ so sánh có thể hoạt động trên một nguồn điện duy nhất trên nhiều loại điện áp đầu vào. Nó cũng tương thích với các bộ nguồn được chia nhỏ. Các đặc điểm của một số bộ so sánh là rất độc đáo. Ví dụ, phạm vi điện áp chế độ chung đầu vào có một mặt đất được bao gồm trong nó khi nó hoạt động với một điện áp nguồn duy nhất. Mục đích cơ bản của bộ so sánh là nó quay tín hiệu giữa các miền kỹ thuật số và tương tự. Nó có hai đầu vào tại các thiết bị đầu cuối đầu vào của nó và so sánh chúng. Sau khi so sánh, nó cho biết đâu là đầu vào lớn hơn của hai đầu vào ở các đầu vào. Nó có một loạt các ứng dụng. Ví dụ, nó được sử dụng trong bộ so sánh cơ bản, điều khiển CMOS, điều khiển TTL, op-amp tần số thấp, bộ khuếch đại đầu dò, v.v.

BC547là một bóng bán dẫn lưỡng cực NPN. Từ bóng bán dẫn có nghĩa là Truyền điện trở, và chức năng cơ bản của nó là khuếch đại dòng điện. BC547 có thể được sử dụng cho cả mục đích chuyển mạch và mục đích khuếch đại. Nó có ba cơ sở thiết bị đầu cuối, bộ phát và bộ thu. Lượng dòng điện chạy qua bộ thu được kiểm soát bởi lượng dòng điện chạy qua đế đến bộ phát. Độ lợi dòng điện tối đa của bóng bán dẫn này là gần 800. Để bóng bán dẫn này hoạt động trong vùng mong muốn, cần phải có điện áp một chiều cố định. Bóng bán dẫn này được phân cực theo cách mà đối với tất cả các phạm vi đầu vào, nó luôn được phân cực một phần, để khuếch đại. ở chân đế, việc khuếch đại đầu vào được thực hiện và sau đó nó được chuyển sang phía cực phát.

A Đèn Schottkylà một diode bán dẫn được hình thành bởi sự tiếp giáp của chất bán dẫn với kim loại. Hoạt động chuyển đổi của diode này rất nhanh. Nó có điện áp chuyển tiếp rất thấp. Dòng điện chạy theo chiều thuận khi có đủ điện áp. Điện áp chuyển tiếp của diode Schottky là từ 150-450mV, không giống như các điốt bình thường khác có điện áp chuyển tiếp thay đổi từ 600-700mV. Cho phép hiệu quả hệ thống tốt hơn và tốc độ chuyển mạch cao hơn do điện áp chuyển tiếp thấp hơn.

Bước 3: Thiết kế mạch

Thiết kế của một mạch chủ yếu bao gồm ba phần, Thiết kế mạch dò, Thiết kế mạch khuếch đại, và Thiết kế mạch so sánh.

Các mạch dò bao gồm một cuộn cảm, một diode, một tụ điện và một điện trở. Ở đây, một ước lượng điện dẫn của 10uH được chọn. Một diode Schottky BAT54 được chọn làm diode dò, có thể chỉnh lưu tín hiệu AC tần số thấp. Tụ kênh được chọn trong một tụ gốm 100nF được sử dụng để sàng lọc qua các tụ điện xoay chiều. Một điện trở tải 100 Ohms được sử dụng.

Đây, trong thiết kế mạch khuếch đại, một BJT BC547 đơn giản được sử dụng giống như chế độ phát thông thường. Không cần điện trở bộ phát cho trường hợp này vì tín hiệu đầu ra có giá trị thấp. Giá trị của điện trở bộ thu được quyết định bởi ước tính của điện áp pin, điện áp bộ phát và bộ thu. Thông thường, điện áp của pin được chọn là khoảng 12V. 5V là điện áp điểm hoạt động của bộ thu và bộ phát và dòng thu gần 2mA. Vì vậy, như Rc, một điện trở 3k-ohm được sử dụng. Điện trở đầu vào nên có giá trị lớn, gần 100k, vì nó được sử dụng để cung cấp phân cực cho bóng bán dẫn. Điều này sẽ ngăn dòng chảy của dòng điện tối đa.

Ở đây Lm339 được sử dụng trong Thiết kế mạch so sánh.Cấu hình bộ chia điện áp được sử dụng để đặt điện áp tham chiếu tại đầu nối nghịch lưu. Điện áp tham chiếu được đặt ở mức thấp 4V vì điện áp đầu ra từ mạch khuếch đại khá thấp. Một điện trở 200 ohm và một chiết áp 330 ohm được sử dụng để đạt được mục tiêu này. Là một điện trở hạn chế dòng điện ở đầu ra, một điện trở 10 ohm được sử dụng.

Bước 4: Tìm hiểu hoạt động của mạch theo dõi điện thoại di động

Các tín hiệu được phát ra từ điện thoại di động là tín hiệu tần số vô tuyến. Tại thời điểm khi điện thoại di động có sẵn gần mạch, tín hiệu RF từ điện thoại di động được cảm ứng vào cuộn cảm trong mạch bằng quá trình cảm ứng lẫn nhau. Diode Shockley chịu trách nhiệm khuếch đại tín hiệu AC tần số cao theo bậc của GHz. Tụ điện dùng để lọc tín hiệu đầu ra.

Bây giờ khi điện thoại di động được đưa đến gần mạch này, một điện áp được tạo ra trong cuộn cảm và diode được sử dụng để giải điều chế tín hiệu. Sau đó, bóng bán dẫn cực phát chung khuếch đại điện áp. Ở đây, điện áp đầu ra nhiều hơn điện áp đầu ra tham chiếu. Vì vậy, đầu ra là tín hiệu logic cao làm cho đèn LED phát sáng, điều này sẽ cho biết sự hiện diện của điện thoại di động gần đó. Đây là một mạch rất đơn giản vì vậy nó phải được đặt cách xa mạch cm.

Bước 5: Lắp ráp các thành phần

1. Lấy một tấm Veroboard và chà mặt của nó với lớp phủ đồng bằng giấy nháp.
2. Bây giờ Đặt các thành phần cẩn thận và đủ gần để kích thước của mạch không trở nên quá lớn
3. Cẩn thận tạo các kết nối bằng sắt hàn. Nếu có bất kỳ lỗi nào được thực hiện trong khi thực hiện các kết nối, hãy cố gắng phá bỏ kết nối và hàn lại kết nối đúng cách, nhưng cuối cùng, kết nối phải thật chặt chẽ.
4. Khi tất cả các kết nối đã được thực hiện, hãy thực hiện kiểm tra tính liên tục. Trong điện tử, kiểm tra tính liên tục là kiểm tra mạch điện để kiểm tra xem dòng điện có chạy theo đường mong muốn hay không (chắc chắn đó là mạch tổng). Thử nghiệm tính liên tục được thực hiện bằng cách đặt một điện áp nhỏ (được nối dây với đèn LED hoặc bộ phận tạo ra nhiễu, ví dụ, loa áp điện) trên đường đã chọn.
5. Nếu thử nghiệm liên tục vượt qua, điều đó có nghĩa là mạch được thực hiện chính xác như mong muốn. Bây giờ nó đã sẵn sàng để được thử nghiệm.

Mạch sẽ giống như hình bên dưới:

Các ứng dụng

Có một loạt các ứng dụng của mạch dò điện thoại di động. Một số ứng dụng của nó được liệt kê dưới đây:

1. Nó có thể được sử dụng trong phòng thi và phòng họp để phát hiện sự hiện diện của điện thoại di động.
2. Việc truyền âm thanh hoặc video trái phép có thể được phát hiện bằng cách phát hiện điện thoại di động ở một số nơi nhất định.
3. Điện thoại di động bị đánh cắp có thể được phát hiện trong một tình huống cụ thể bằng cách sử dụng mạch dò điện thoại di động này.

Hạn chế

Có những hạn chế nhất định của ở trên, mạch dò điện thoại di động.

1. Mạch đầu tiên là một máy dò dải thấp. Phạm vi của nó chỉ là một vài cm.
2. Diode Schottky có chiều cao rào cản cao hơn ít nhạy cảm hơn với những tín hiệu tương đối nhỏ hơn.