AM Modulator mit TBA120

Ältere ICs liegen oft ungenutzt in einer Schublade herum oder werden günstig online angeboten. Solche ICs können oft für Projekte eingesetzt werden, die mit der eigentlichen Anwendung für die das IC konzipiert wurde nichts zu tun haben. Als Beispiel möchte ich hier ein Projekt vorstellen in dem ich den TBA120S als AM Modulator einsetze. Das Resultat ist sehr ansprechend wie das Modulationstrapez zeigt:
 

Modulationstrapez mit 1kHz Signal

Der TBA120 ist eigentlich für FM Demodulation gedacht gewesen, aber da er einen Multiplizierer enthält der einigermaßen "von Außen" zugänglich ist kann dieser Chip auch als AM Modulator verwendet werden. Angenehm dabei ist die Tatsache, dass der Baustein auch noch einen Begrenzerverstärker enthält der als Oszillator genutzt werden kann.  Hier ein Bild des "Innenlebens" des TBA120:
 

TBA120S Innenschaltung

 

Der Multiplizierer ist im Block "Freq. Discr." zu finden. Die Trägereingänge "0°" sind intern fest mit dem Ausgang des Begrenzerverstärkers verbunden und somit nicht zugänglich, was aber in diesem Fall kein Nachteil ist. Der andere Eingang "90°" des Multiplizierers ist aber an den Pins 7 und 9 herausgeführt. Das ist günstig, da hier die modulierende NF zugeführt werden kann.

Ein Problem sind hier die zwei Kondensatoren "C" die leider in allen Varianten des TBA120 ab der "S" Variante enthalten sind, also im TBA120S/AS/T/U nur der TBA120 ohne Zusätze und der baugleiche SN76660 enthalten diese Kondensatoren nicht. Für den ursprünglichen Zweck -der FM Demodulation- sind diese Kondensatoren sinnvoll für diese Anwendung stören sie. Es wird nämlich dadurch ein Teil der Trägerspannung die vom Begrenzerverstärker kommt in den 2. Eingang des Multiplizierers eingekoppelt was für AM Modulation stört. Abhilfe schafft hier ein Abblocken des Eingangs 2 an den Pins 7 und 9 mit externen Kondensatoren die groß genug sind die eingekoppelte Trägerschwingung zu eliminieren. Im Schaltplan geschieht das durch C11 (100n) am Pin 9 und C12 (10n) an Pin7. An letzterem wird auch die modulierende NF zugeführt, deshalb würde hier ein 100n Kondensator die Höhen beschneiden. Da der Eingang an Pin 7 sehr empfindlich ist habe ich einen Spannungsteiler 2x 1k->100Ω an diesen Pin geschaltet. Das bewirkt eine sehr niedrige Impedanz an Eingang von Pin 7 wodurch der 10n Abblockkondensator das Signal nicht nennenswert verfälscht. Mit diesen Maßnahmen ist es auch möglich TBA120S zu verwenden. Andere Varianten habe ich nicht getestet.

Der Träger kann auf drei Arten erzeugt werden:

a) Intern mit Quarz oder Keramikresonator
b) Intern mit einem LC Schwingkreis oder
c) Extern zugeführt.

Letztere Variante wird für eine Erweiterung dieses Projektes als CQUAM AM Stereomodulator benötigt. Dieses Projekt werde ich ebenfalls hier vorstellen.

Das modulierte Ausgangssignal steht an Pin 8 zur Verfügung. Allerdings ist dieses hier nicht Sinusförmig, da der Begrenzerverstärker ein Rechtecksignal als Träger liefert. Der Tiefpass bestehend aus L1, C13 und C14 eliminiert die im Signal enthaltenen Oberwellen, so dass an dessen Ausgang ein sauberes Sinussignal entsteht. Die Dimensionierung ist für Frequenzen im oberen MW Bereich ausgelegt. Der Tiefpass ist am Ausgang relativ gering bedämpft, so dass mit C14 eine leichte Resonanz auf der Trägerfrequenz eingestellt werden kann. Der Trimmer C14 ist also auf maximalen Ausgangspegel einzustellen.

Eine niederohmige Ausgabe des Signals übernimmt der bewährte LT1227. Das modulierte Signal steht an der BNC Buchse P4 mit einer Amplitude von 2V an einer Impedanz von 75Ω zur Verfügung.

Mit RV1 wird der Träger eingestellt. Dazu ist ein 1kHz Sinus mit einer Amplitude von 400mV an den Eingang L oder R einzuspeisen. RV1 ist nun auf 100% Modulation einzustellen. Mit RV2 kann die Amplitude am Ausgang eingestellt werden. Sie sollte zwischen 1.5V und 2V an einem 75Ω Abschluss liegen

Das Projekt habe ich in KiCAD als Platine geroutet. Hier ein Muster der fertigen Platine mit einem 960kHz Quarz als Frequenbestimmedem Element:

 

Anlagen:

• TBA120_Modulator (85 KB)
• TBA120_Bestückung_N (36 KB)

Für diesen Post bedanken, weil hilfreich und/oder fachlich fundiert.

Nachdem das Interesse an diesem Projekt zu meiner Freude doch recht groß ist möchte ich den Lesern hier nicht vorenthalten, dass es eine professionell gefertigte Platine dazu gibt. Ich hatte diese in kleiner Stückzahl fertigen lassen um interessierten Freunden in meinem Umfeld einen leichten Nachbau zu ermöglichen. Hier ein Bild der Platinen und eines fertigen Musters:

Die Firma wo ich die Platinen herstellen lasse ist nicht die Billigste aber eine der wenigen die KiCAD Daten direkt annimmt. Die Abwicklung erfolgte sehr professionell und schnell.

Ein kleiner Restbestand ist noch vorhanden. Wenn hier also jemand Interesse hat bitte ich um eine Nachricht.

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