วิธีการสร้างวงจรตรวจจับโทรศัพท์มือถือ

เรียนรู้

ในศตวรรษปัจจุบันอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่พบเห็นได้บ่อยที่สุดคือโทรศัพท์มือถือ ด้วยความก้าวหน้าของโลกเทคโนโลยีก็ก้าวไปอย่างรวดเร็วในด้านการสื่อสาร ส่งผลให้ความต้องการของโทรศัพท์มือถือเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณ มือถือเป็นอุปกรณ์เซลลูลาร์ที่รับและส่งสัญญาณ โดยทั่วไปช่วงความถี่ของสัญญาณเซลลูลาร์อยู่ระหว่าง 0.9 ถึง 3 GHz



เครื่องตรวจจับโทรศัพท์มือถือ

ในบทความนี้เราจะสร้างวงจรตรวจจับโทรศัพท์มือถือที่จะตรวจจับการมีอยู่ของโทรศัพท์มือถือในบริเวณโดยรอบด้วยการตรวจจับความถี่เหล่านี้ วงจรตรวจจับโทรศัพท์มือถืออย่างง่ายสามารถทำได้สองวิธี เราจะพูดถึงทั้งสองวงจรที่นี่ทีละรายการ ดังที่ได้กล่าวไปแล้วทั้งสองวิธีในการสร้างวงจรตรวจจับโทรศัพท์มือถือ ได้แก่ การรวมกันของ Schottky Diode และ Voltage Comparator และก BiCMOS Op-Amp.



วิธีการสร้างวงจรตรวจจับมือถือโดยใช้ BiCMOS Op-Amp

ตามที่เราทราบบทคัดย่อของโครงการของเราแล้วให้เราดำเนินการต่อและรวบรวมข้อมูลเพิ่มเติมเพื่อเริ่มทำงานในโครงการนี้ ก่อนอื่นเราจะพูดถึงวงจรโดยใช้ BiCMOS Op-Amp



ขั้นตอนที่ 1: รวบรวมส่วนประกอบ

แนวทางที่ดีที่สุดในการเริ่มต้นโครงการคือการจัดทำรายการส่วนประกอบและทำการศึกษาส่วนประกอบเหล่านี้โดยสังเขปเนื่องจากไม่มีใครต้องการยึดติดอยู่ตรงกลางของโครงการเพียงเพราะส่วนประกอบที่ขาดหายไป รายการส่วนประกอบที่เราจะใช้ในโครงการนี้มีดังต่อไปนี้:



xbox one จอแสดงผลไร้สาย
  • CA3130 ออปแอมป์
  • ตัวต้านทาน100KΩ
  • ตัวต้านทาน1KΩ
  • 0.22nF ตัวเก็บประจุ
  • ตัวเก็บประจุ 100µF
  • 47pF ตัวเก็บประจุ
  • BC548 NPN ทรานซิสเตอร์
  • ลวดทองแดงเพื่อทำเสาอากาศ
  • Veroboard
  • แบตเตอรี่
  • สายจัมเปอร์
  • LED

ขั้นตอนที่ 2: ศึกษาส่วนประกอบ

ในขณะนี้เราทราบแนวคิดหลักเบื้องหลังโครงการแล้วและเรายังมีรายการส่วนประกอบทั้งหมดให้เราก้าวไปข้างหน้าหนึ่งก้าวและศึกษาข้อมูลคร่าวๆเกี่ยวกับส่วนประกอบทั้งหมด

CA3130A และ CA3130 เป็นออปแอมป์ซึ่งข้อดีของทรานซิสเตอร์ทั้ง CMOS และไบโพลาร์จะรวมกัน เพื่อให้อิมพีแดนซ์อินพุตสูงมากกระแสอินพุตต่ำมากที่วงจรอินพุตจึงใช้ทรานซิสเตอร์ P-Channel MOSFET (PMOS) ที่ป้องกันประตู นอกจากนี้ยังให้ประสิทธิภาพความเร็วที่ยอดเยี่ยม การใช้ทรานซิสเตอร์ PMOS ในขั้นตอนอินพุตส่งผลให้ความสามารถในการรับแรงดันไฟฟ้าอินพุตโหมดทั่วไปลดลงถึง 0.5V ด้านล่างขั้วลบซึ่งเป็นคุณลักษณะที่สำคัญในการใช้งานแหล่งจ่ายเดียว แรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานของซีรีส์ CA3130 มีตั้งแต่ 5V ถึง 16V ตัวเก็บประจุภายนอกตัวเดียวสามารถใช้เป็นตัวชดเชยเฟสได้ สำหรับการสเตจสเตจเอาต์พุตจำเป็นต้องมีข้อกำหนดเทอร์มินัล

CA 3130



ถึง พ.ศ. 548 คือทรานซิสเตอร์ NPN ดังนั้นเมื่อยึดพินฐานไว้ที่พื้นตัวเก็บรวบรวมและตัวปล่อยจะกลับด้านและเมื่อสัญญาณถูกส่งไปยังฐานตัวเก็บรวบรวมและตัวปล่อยจะถูกทำให้เอนเอียงไปข้างหน้า ค่าอัตราขยายของทรานซิสเตอร์นี้อยู่ในช่วง 110 ถึง 800 ความสามารถในการขยายของทรานซิสเตอร์จะพิจารณาจากค่าที่เพิ่มขึ้นนี้ เราไม่สามารถเชื่อมต่อภาระหนักเข้ากับทรานซิสเตอร์นี้ได้เนื่องจากปริมาณกระแสสูงสุดที่สามารถไหลผ่านพินตัวเก็บรวบรวมได้เกือบ 500mA กระแสไฟฟ้าจะถูกนำไปใช้กับพินฐานเพื่อทำให้ทรานซิสเตอร์มีอคติกระแสนี้ (Iข) ควร จำกัด ไว้ที่ 5mA

พ.ศ. 548

เสาอากาศ: เสาอากาศเป็นตัวแปลงสัญญาณ ใช้เพื่อแปลงฟิลด์ความถี่วิทยุเป็นกระแสสลับหรือในทางกลับกัน เสาอากาศมีสองประเภทหลักคือเสาอากาศส่งและเสารับสัญญาณซึ่งทั้งสองใช้สำหรับการส่งวิทยุ คลื่นวิทยุเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ส่งสัญญาณผ่านอากาศด้วยความเร็วแสง เสาอากาศเป็นส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดในอุปกรณ์เปล่งคลื่นวิทยุใด ๆ สิ่งเหล่านี้ใช้ในอุปกรณ์เซลลูลาร์ระบบเรดาร์การสื่อสารผ่านดาวเทียม ฯลฯ

netsh int ip รีเซ็ตการเข้าถึงถูกปฏิเสธ windows 10

เสาอากาศ

Veroboard เป็นทางเลือกที่ดีในการสร้างวงจรเพราะการปวดหัวเพียงอย่างเดียวคือการวางส่วนประกอบบนบอร์ด Vero และบัดกรีและตรวจสอบความต่อเนื่องโดยใช้ Digital Multi Meter เมื่อทราบรูปแบบวงจรแล้วให้ตัดบอร์ดให้มีขนาดที่เหมาะสม เพื่อจุดประสงค์นี้ให้วางกระดานบนแผ่นรองตัดและโดยใช้ใบมีดที่คม (ให้แน่น) และใช้มาตรการป้องกันความปลอดภัยทั้งหมดมากกว่าหนึ่งครั้งให้คะแนนน้ำหนักบรรทุกขึ้นด้านบนและฐานตามแนวขอบตรง (5 หรือหลายครั้ง) วิ่งทับ รูรับแสง หลังจากทำเช่นนั้นให้วางส่วนประกอบบนบอร์ดอย่างใกล้ชิดเพื่อสร้างวงจรขนาดกะทัดรัดและบัดกรีพินตามการเชื่อมต่อของวงจร ในกรณีที่มีข้อผิดพลาดใด ๆ ให้ลองถอดการเชื่อมต่อออกและบัดกรีอีกครั้ง สุดท้ายตรวจสอบความต่อเนื่อง ทำตามขั้นตอนต่อไปนี้เพื่อสร้างวงจรที่ดีบน Veroboard

Veroboard

ขั้นตอนที่ 3: การทำงานของวงจร

ส่วน Op-amp ของวงจรจะเป็นตัวตรวจจับสัญญาณ RF ในขณะที่ส่วนทรานซิสเตอร์ของวงจรจะเป็นตัวบ่งชี้ การสะสมของตัวเก็บประจุข้างสายรับจะใช้เพื่อแยกแยะสัญญาณ RF เมื่อโทรศัพท์มือถือโทรออก (หรือรับ) โทรศัพท์หรือส่ง (หรือรับ) ข้อความโต้ตอบแบบทันที

แอมป์การทำงานจะอ่านสัญญาณโดยการเปลี่ยนกระแสที่เพิ่มขึ้นที่อินพุตเป็นแรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตและ LED จะทำงาน

ขั้นตอนที่ 4: การประกอบส่วนประกอบ

ตอนนี้เมื่อเราทราบการทำงานหลักและวงจรที่สมบูรณ์ของโครงการของเราแล้วให้เราก้าวไปข้างหน้าและเริ่มสร้างฮาร์ดแวร์ของโครงการของเรา สิ่งหนึ่งที่ต้องพึงระลึกไว้เสมอคือวงจรต้องมีขนาดกะทัดรัดและต้องวางส่วนประกอบไว้ใกล้กัน

  1. ใช้ Veroboard และถูด้านที่มีทองแดงเคลือบด้วยกระดาษมีดโกน
  2. ตอนนี้วางส่วนประกอบอย่างระมัดระวังและใกล้พอเพื่อให้ขนาดของวงจรไม่ใหญ่มาก
  3. ทำการเชื่อมต่ออย่างระมัดระวังโดยใช้เหล็กบัดกรี หากเกิดข้อผิดพลาดขณะทำการเชื่อมต่อให้พยายามถอดการเชื่อมต่อออกและบัดกรีการเชื่อมต่ออีกครั้งอย่างถูกต้อง แต่สุดท้ายการเชื่อมต่อจะต้องแน่น
  4. เมื่อทำการเชื่อมต่อทั้งหมดแล้วให้ทำการทดสอบความต่อเนื่อง ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์การทดสอบความต่อเนื่องคือการตรวจสอบวงจรไฟฟ้าเพื่อตรวจสอบว่ากระแสไฟฟ้าไหลในเส้นทางที่ต้องการหรือไม่ (ว่าอยู่ในวงจรทั้งหมดแน่นอน) การทดสอบความต่อเนื่องทำได้โดยการตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าเพียงเล็กน้อย (ต่อสายในการจัดเรียง LED หรือชิ้นส่วนที่สร้างความปั่นป่วนตัวอย่างเช่นลำโพงเพียโซอิเล็กทริก) ในทางเลือก
  5. หากการทดสอบความต่อเนื่องผ่านแสดงว่าทำวงจรได้เพียงพอตามต้องการ ตอนนี้พร้อมสำหรับการทดสอบแล้ว

วงจรจะมีลักษณะดังภาพด้านล่าง:

วงจรตรวจจับมือถืออย่างง่าย

วิธีสร้างวงจรตรวจจับมือถือโดยใช้ ชอตกี้ไดโอด เหรอ?

ดังที่เราได้เห็นแล้วว่าจะสร้างวงจรตรวจจับโทรศัพท์มือถือโดยใช้ไฟล์ BiCMOS Op-Amp ตอนนี้ให้เราทำตามขั้นตอนอื่นที่เราจะใช้ การรวมกันของ Schottky Diode และ Voltage Comparator เพื่อสร้างวงจรที่จะตรวจจับโทรศัพท์มือถือโดยรอบ

ขั้นตอนที่ 1: รวบรวมส่วนประกอบ

ต่อไปนี้เป็นรายการส่วนประกอบทั้งหมดที่จะใช้ในการกำหนดค่านี้

  • 10uH ตัวเหนี่ยวนำ
  • ตัวต้านทาน 100 โอห์ม
  • ตัวต้านทาน 100k-ohm
  • ตัวเก็บประจุ 100nF
  • ตัวต้านทาน 3k-ohm
  • ตัวต้านทาน 100 โอห์ม
  • ตัวต้านทาน 200 โอห์ม
  • BAT54 Schottey ไดโอด
  • LED
  • Veroboard

ขั้นตอนที่ 2: ศึกษาส่วนประกอบ

เมื่อเรามีรายการส่วนประกอบทั้งหมดแล้วให้เราก้าวไปข้างหน้าหนึ่งก้าวและศึกษาส่วนประกอบทั้งหมดโดยย่อ

LM339 เป็นของส่วนประกอบที่มีตัวเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าอิสระสี่ตัวอยู่ในนั้น การออกแบบของตัวเปรียบเทียบแต่ละตัวเป็นไปในลักษณะที่ตัวเปรียบเทียบทุกตัวสามารถทำงานบนแหล่งจ่ายไฟเดียวในช่วงแรงดันไฟฟ้าอินพุตที่หลากหลาย นอกจากนี้ยังเข้ากันได้กับอุปกรณ์จ่ายไฟแบบแยก คุณลักษณะของตัวเปรียบเทียบบางตัวมีลักษณะเฉพาะมาก ตัวอย่างเช่น Input Common-Mode Voltage Range มีกราวด์รวมอยู่ด้วยเมื่อทำงานด้วยแรงดันไฟฟ้าเดียว วัตถุประสงค์พื้นฐานของเครื่องเปรียบเทียบคือการหมุนสัญญาณระหว่างโดเมนดิจิทัลและแอนะล็อก ใช้อินพุตสองอินพุตที่ขั้วอินพุตและเปรียบเทียบกัน หลังจากเปรียบเทียบแล้วจะบอกว่าอินพุตใดเป็นอินพุตที่ใหญ่กว่าของทั้งสองที่ขั้วอินพุต มีการใช้งานที่หลากหลาย ตัวอย่างเช่นใช้ในเครื่องเปรียบเทียบพื้นฐาน, การขับ CMOS, การขับรถ TTL, op-amp ความถี่ต่ำ, เครื่องขยายสัญญาณ Transducer เป็นต้น

วิธีออกจากโหมดแท็บเล็ต

LM339

BC547 เป็นทรานซิสเตอร์สองขั้ว NPN คำว่าทรานซิสเตอร์หมายถึงการถ่ายโอนความต้านทานและฟังก์ชันพื้นฐานคือการขยายกระแส BC547 สามารถใช้ได้ทั้งเพื่อวัตถุประสงค์ในการเปลี่ยนและการขยายสัญญาณ มีสามขั้วฐานตัวปล่อยและตัวเก็บรวบรวม ปริมาณของกระแสที่ไหลผ่านตัวเก็บรวบรวมจะถูกควบคุมโดยปริมาณกระแสที่ไหลผ่านฐานไปยังตัวปล่อย กำลังรับกระแสสูงสุดของทรานซิสเตอร์นี้คือเกือบ 800 เพื่อให้ทรานซิสเตอร์ทำงานในพื้นที่ที่ต้องการต้องใช้แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงคงที่ ทรานซิสเตอร์นี้มีความลำเอียงในลักษณะที่ทุกช่วงของอินพุตจะมีความเอนเอียงบางส่วนเสมอสำหรับการขยาย ที่ฐานการขยายสัญญาณอินพุตเสร็จสิ้นจากนั้นจะถูกโอนไปยังด้านตัวปล่อย

BC547

ถึง ไดโอด Schottky เป็นไดโอดเซมิคอนดักเตอร์ที่เกิดจากจุดเชื่อมต่อของเซมิคอนดักเตอร์กับโลหะ การสลับการทำงานของไดโอดนี้เร็วมาก มีแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าต่ำมาก กระแสจะไหลไปในทิศทางไปข้างหน้าเมื่อใช้แรงดันไฟฟ้าเพียงพอ แรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าของไดโอด Schottky อยู่ระหว่าง 150-450mV ซึ่งแตกต่างจากไดโอดปกติอื่น ๆ ที่แรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าแตกต่างกันไปตั้งแต่ 600-700mV ประสิทธิภาพของระบบที่ดีขึ้นและความเร็วในการเปลี่ยนที่สูงขึ้นได้รับอนุญาตเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าต่ำกว่า

ชอตกี้ไดโอด

ขั้นตอนที่ 3: การออกแบบวงจร

การออกแบบวงจรส่วนใหญ่ประกอบด้วยสามส่วน การออกแบบวงจรเครื่องตรวจจับ , การออกแบบวงจรเครื่องขยายเสียง และ การออกแบบวงจรเปรียบเทียบ .

วงจรตรวจจับ ประกอบด้วยตัวเหนี่ยวนำไดโอดตัวเก็บประจุและตัวต้านทาน นี่คือการประมาณค่าตัวเหนี่ยวนำ 10uH Schottky diode BAT54 ถูกเลือกเป็นไดโอดตรวจจับซึ่งสามารถแก้ไขสัญญาณ AC ความถี่ต่ำได้ ตัวเก็บประจุแบบแชนเนลเลือกในตัวเก็บประจุเซรามิก 100nF ที่ใช้ในการกรองผ่าน AC swells ใช้ตัวต้านทานโหลด 100 โอห์ม

ที่นี่ใน การออกแบบวงจรเครื่องขยายเสียง BJT BC547 แบบธรรมดาถูกใช้ในโหมดตัวปล่อยทั่วไป ไม่จำเป็นต้องใช้ตัวต้านทานตัวปล่อยสำหรับสถานการณ์นี้เนื่องจากสัญญาณเอาต์พุตมีค่าต่ำ ค่าของตัวต้านทานตัวสะสมกำหนดโดยการประมาณแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่แรงดันตัวสะสมและกระแสของตัวเก็บรวบรวม โดยทั่วไปแรงดันแบตเตอรี่จะถูกเลือกให้อยู่ที่ประมาณ 12V 5V คือแรงดันไฟฟ้าจุดปฏิบัติการของตัวเก็บรวบรวมและตัวปล่อยและกระแสของตัวเก็บรวบรวมเกือบ 2mA ดังนั้นในฐานะ Rc จึงใช้ตัวต้านทาน 3k-ohm ตัวต้านทานอินพุตควรมีค่ามากเกือบ 100k เนื่องจากใช้เพื่อให้ไบอัสแก่ทรานซิสเตอร์ สิ่งนี้จะป้องกันการไหลของกระแสไฟฟ้าสูงสุด

ที่นี่ Lm339 ใช้ในไฟล์ การออกแบบวงจรเปรียบเทียบ การกำหนดค่าตัวแบ่งแรงดันใช้เพื่อตั้งค่าแรงดันอ้างอิงที่ขั้วกลับด้าน แรงดันอ้างอิงถูกตั้งไว้ที่ระดับต่ำคือ 4V เนื่องจากแรงดันขาออกจากวงจรเครื่องขยายเสียงค่อนข้างต่ำ ใช้ตัวต้านทาน 200 โอห์มและโพเทนชิออมิเตอร์ 330 โอห์มเพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ ในฐานะที่เป็นตัวต้านทาน จำกัด กระแสที่ขั้วเอาท์พุทจะใช้ตัวต้านทาน 10 โอห์ม

ขั้นตอนที่ 4: ทำความเข้าใจเกี่ยวกับการทำงานของวงจรติดตามโทรศัพท์มือถือ

สัญญาณที่ปล่อยออกมาจากโทรศัพท์มือถือคือสัญญาณความถี่วิทยุ เมื่อมีโทรศัพท์มือถืออยู่ใกล้กับวงจรสัญญาณ RF จากโทรศัพท์มือถือจะถูกเหนี่ยวนำเข้าสู่ตัวเหนี่ยวนำในวงจรโดยกระบวนการเหนี่ยวนำร่วมกัน ไดโอด Shockley มีหน้าที่ในการขยายสัญญาณ AC ของความถี่สูงตามลำดับ GHz ตัวเก็บประจุใช้เพื่อกรองสัญญาณเอาท์พุต

ตอนนี้เมื่อนำโทรศัพท์มือถือเข้าใกล้วงจรนี้แรงดันไฟฟ้าจะถูกเหนี่ยวนำเข้าสู่โช้กและไดโอดจะถูกใช้เพื่อ demodulate สัญญาณ จากนั้นทรานซิสเตอร์ common-emitter จะขยายแรงดันไฟฟ้า ที่นี่แรงดันไฟฟ้าขาออกมากกว่าแรงดันขาออกอ้างอิง ดังนั้นเอาต์พุตจึงเป็นสัญญาณลอจิกสูงซึ่งทำให้ LED เรืองแสงซึ่งจะบ่งบอกว่ามีโทรศัพท์มือถืออยู่ใกล้ ๆ นี่เป็นวงจรที่ง่ายมากดังนั้นจึงต้องอยู่ห่างจากวงจรเป็นเซนติเมตร

mhm ข้อความ

ขั้นตอนที่ 5: การประกอบส่วนประกอบ

  1. ใช้ Veroboard และถูด้านที่มีทองแดงเคลือบด้วยกระดาษมีดโกน
  2. ตอนนี้วางส่วนประกอบอย่างระมัดระวังและใกล้พอเพื่อให้ขนาดของวงจรไม่ใหญ่มาก
  3. ทำการเชื่อมต่ออย่างระมัดระวังโดยใช้เหล็กบัดกรี หากเกิดข้อผิดพลาดขณะทำการเชื่อมต่อให้พยายามถอดการเชื่อมต่อออกและบัดกรีการเชื่อมต่ออีกครั้งอย่างถูกต้อง แต่สุดท้ายการเชื่อมต่อจะต้องแน่น
  4. เมื่อทำการเชื่อมต่อทั้งหมดแล้วให้ทำการทดสอบความต่อเนื่อง ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์การทดสอบความต่อเนื่องคือการตรวจสอบวงจรไฟฟ้าเพื่อตรวจสอบว่ากระแสไฟฟ้าไหลในเส้นทางที่ต้องการหรือไม่ (ว่าอยู่ในวงจรทั้งหมดแน่นอน) การทดสอบความต่อเนื่องทำได้โดยการตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าเพียงเล็กน้อย (ต่อสายในการจัดเรียง LED หรือชิ้นส่วนที่สร้างความปั่นป่วนตัวอย่างเช่นลำโพงเพียโซอิเล็กทริก) ในทางเลือก
  5. หากการทดสอบความต่อเนื่องผ่านแสดงว่าทำวงจรได้ถูกต้องตามที่ต้องการ ตอนนี้พร้อมสำหรับการทดสอบแล้ว

วงจรจะมีลักษณะดังภาพที่แสดงด้านล่าง:

เครื่องตรวจจับโทรศัพท์มือถือโดยใช้ Schottky diode

การใช้งาน

วงจรเครื่องตรวจจับโทรศัพท์มือถือมีแอพพลิเคชั่นมากมาย แอปพลิเคชันบางส่วนมีการระบุไว้ด้านล่าง:

  1. สามารถใช้ในห้องสอบและห้องประชุมเพื่อตรวจจับโทรศัพท์มือถือ
  2. สามารถตรวจจับการส่งเสียงหรือวิดีโอโดยไม่ได้รับอนุญาตโดยการตรวจจับโทรศัพท์มือถือในบางสถานที่
  3. โทรศัพท์มือถือที่ถูกขโมยสามารถตรวจพบได้ในสถานการณ์เฉพาะโดยใช้วงจรตรวจจับมือถือนี้

ข้อ จำกัด

วงจรตรวจจับโทรศัพท์มือถือมีข้อ จำกัด บางประการข้างต้น

  1. วงจรแรกคือเครื่องตรวจจับช่วงต่ำ ระยะของมันเพียงไม่กี่เซนติเมตร
  2. ไดโอด Schottky ที่มีความสูงของสิ่งกีดขวางสูงกว่านั้นมีความไวน้อยกว่าต่อสัญญาณที่มีขนาดเล็กกว่า