Obwód nadajnika stereofonicznego FM wykorzystujący układ IC BA1404

Poniższe posty wyjaśniają, jak zbudować prosty w budowie obwód nadajnika stereo FM za pomocą IC BA1404.

O IC BA1404

Poniżej przedstawiono wyjątkowy obwód bezprzewodowego nadajnika FM stereo audio.

Obwód opiera się na układzie scalonym BA1404 firmy ROHM Semiconductors.

BA1404 to monolityczny modulator stereo FM, który zawiera zintegrowany modulator stereo, modulator FM, obwód wzmacniacza RF.

Modulator FM może być sterowany w zakresie od 76 do 108 MHz, a źródłem zasilania obwodu może być prawie od 1,25 do trzech woltów.

Działanie obwodu

W obwodzie R7, C16, C14 i R6, C15, C13 tworzy system preemfazy odpowiednio dla prawej i lewej stacji.

Uzyskuje się to w celu uzupełnienia odpowiedzi częstotliwościowej nadajnika FM za pomocą odbiornika FM.

Cewka indukcyjna L1 i kondensator C5 służą do ustalenia częstotliwości oscylatora. Grupa C9, C10, R4, R5 wzmacnia podział stacji.

38 kHz kryształ X1 jest podłączony między pinami 5 i 6 układu scalonego. Złożony odbiór stereo jest tworzony przez obwód modulatora stereo wykorzystujący regulowaną kwarcowo częstotliwość 38 kHz.

Zbuduj obwód na wysokiej jakości PCB.

Obsługa obwodu z akumulatora minimalizuje zakłócenia.

Jako antenę pracuj z kablem miedzianym 80 cm.

W przypadku L1 spróbuj wykonać trzy zwoje emaliowanego drutu miedzianego o średnicy 0,5 mm na rdzeniu ferrytowym o średnicy 5 mm.

Schemat obwodu stereofonicznego nadajnika FM

Ulepszona wersja powyższego projektu jest wyjaśniona w poniższym poście.

Opisany poniżej obwód nadajnika stereo FM może być używany do nadawania znacznie wyraźniejszej muzyki stereo FM do wszystkich pobliskich radia FM.

Podstawy FM

Większość podstawowych usług bezprzewodowych Nadajniki FM wydają się być tylko monofoniczne. Sygnał stereofoniczny obejmuje parę kanałów: lewy i prawy. Częstotliwość dźwięku obejmuje szerokość pasma od 50 do 15 000 Hz, a wyższe częstotliwości zapewniały podbicie wysokich tonów lub wzmocnienie wstępne w celu redukcji szumów.

Każdy kanał jest łączony i nadawany jako główny kanał audio (L + R), aby zapewnić, że monofoniczne odbiorniki FM będą w stanie odtworzyć całą wejściową zawartość muzyczną, z której publiczność będzie mogła czerpać przyjemność.

Wraz z muzyką kanału głównego, sygnał stereo zawiera nośną pilota 19 kHz przy 10% amplitudzie kanału głównego, a także podnośną pasma bocznego od 23 kHz do 53 kHz, składającą się z różnicy między prawym i lewym sygnałem audio ( L - P).

Odbiornik stereo wykorzystuje sygnał 19 kHz do duplikowania sygnału 38 kHz z synchronizacją fazy (trzymanego w ryzach w nadajniku) w celu dekodowania nośnych pasma bocznego z powrotem do prawego i lewego kanału. Poniższy rysunek przedstawia widmo częstotliwości sygnału stereofonicznego FM.

Odbiornik dodatkowo oferuje obcięcie wysokich tonów (znane jako deemfaza), które rekompensuje preemfazę, która została zastosowana w nadajniku.

Jak to działa

Główną częścią tego projektu obwodu jest IC1, a Nadajnik stereo BA1404 FM jak pokazano na powyższym rysunku. Sygnał wejściowy lewego kanału jest dostrajany do prawidłowego poziomu przez RI.

Podbicie wysokich tonów (preemfaza) jest dostarczane przez równoległą mieszankę Cl i R3.

Dopasowuje to specyfikacje akustyczne do standardowych 75 mikrosekund, zgodnie z zasadami FCC. Dźwięk jest łączony przez C10 z lewym kanałem wejściowym IC1 na pinie 1. Złe zakłócenia RF są omijane do masy przez C2 w celu ochrony przed niepożądanym sprzężeniem zwrotnym.

Stopień wejściowy prawego kanału na pinie 18 ICI jest w rzeczywistości taki sam jak lewy kanał. Odsprzęganie zasilania wykonane przez C14, a wszelkie wcześniejsze wzmocnienie wejścia dźwięku jest odsprzęgane przez C12 na pinie 2 chipa.

Sygnał 38 kHz jest niezbędny do multipleksowania przychodzącego dźwięku i wytworzenia wstępnego sygnału nośnej.

Wewnętrzne stopnie obwodu IC1 ułatwiają zastosowanie kryształu o cięciu SX 38 kHz, jak pokazuje przerywana linia na schemacie na powyższym rysunku.

Jednak kryształy 38 kHz mogą być trudne do zdobycia na rynku, a ponadto mogą kosztować dużo, jeśli je zdobędziesz.

Może być dostępny znacznie łatwiej dostępny kryształ działający przy 38.400 kHz.

Działa to w większości warunków: badania przeprowadzone w trakcie opracowywania tego konkretnego projektu potwierdziły, że kilka odbiorników stereo FM może nie „uścisnąć dłoni” w sposób niezawodny na nośnik pilota utworzony z kryształu 38.400 kHz.

Rozwiązaniem była praca z wyjątkowo bezpiecznym alternatywnym oscylatorem Hartley zbudowanym z tanich, łatwo dostępnych komponentów zamiast któregokolwiek z oscylatorów kwarcowych.

Fala sinusoidalna 38 kHz jest wytwarzana przez Q1 i sąsiednie części (oscylator Hartley). Tranzystor Q1 o wysokim wzmocnieniu ma wzmocnienie ponad 300: urządzenia o niższym wzmocnieniu mogą nie działać z powodu obniżonego napięcia zasilania (1,5 V DC), które jest dostarczane przez pojedynczą komórkę AA.

Zmienna cewka zastosowana w T1 to pierwszy transformator częstotliwości pośredniej (IF) powszechnie spotykany w przenośnych radiotelefonach tranzystorowych i jest przeznaczony do przetwarzania 455 kHz.

Cewka w T1 jest wypełniona wystarczającą pojemnością przez C23, aby obniżyć jej częstotliwość roboczą do około 38 kHz. Możliwe jest dostrojenie rdzenia Ti, aby precyzyjnie ustawić oscylator na częstotliwości.

Pomimo faktu, że oscylator może dryfować znacznie bardziej w porównaniu z kryształem kwarcu, z pewnością nie jest to problem tylko dlatego, że odbiorniki wykorzystują pętle synchronizacji fazowej, które mogłyby śledzić trywialne odpływanie.

Zwróć uwagę, że obwód nie będzie oscylował, jeśli okablowanie transformatora Ti zostanie odwrócone lub odwrócone. Na rys. Pokazano rzut bazowy Ti, aby ułatwić wykonanie połączeń.

Zmultipleksowane ścieżki audio wychodzą ze styku 14 układu IC1 i są łączone z nośnikiem pilota na styku 13 za pomocą obwodów R5, R6, C22 i C13.

Wynikowe wyjście audio jest wysyłane do wejścia modulatora na pinie 12. Aby uniknąć wszelkiego rodzaju komplikacji sprzężenia zwrotnego RF, pin 12 jest pomijany przez C6. Oscylator Colpittsa, pracujący od 88 do 95 MHz, jest tworzony na pinach 9 i 10 wraz z obwodami C15 do C17, C20 i L3.

Surowe wyrównanie częstotliwości odbywa się poprzez regulację odstępów między zwojami cewki L3 i precyzyjne dostrojenie za pośrednictwem C20.

Energia RF, która jest wytwarzana przez obwód zbiornika, jest powstrzymywana przed powrotem do stopni zasilania za pomocą kondensatora obejściowego C7 i dławika RF L2.

Surowe wyrównanie częstotliwości odbywa się poprzez regulację odstępów między zwojami cewki L3 i precyzyjne dostrojenie wykonane za pomocą C20. Energia RF, która jest wytwarzana w obwodzie zbiornika, jest zatrzymywana przed powrotem do stopni zasilania za pomocą kondensatora obejściowego C7 i dławika RF L2.

Modulowana transmisja na pinie 10 ICI jest połączona wewnętrznie ze wzmacniaczem wyjściowym RF zawierającym C18, C19 i L4 dołączonym do pinu 7.

Ten stopień wzmacnia dźwięk oscylatora w celu przełączenia anteny, a to zapobiega zmianom obciążenia anteny poprzez przełączanie częstotliwości oscylatora.

Zaczep jest wyciągany w punkcie L4 anteny w celu uzyskania możliwie najwyższej transmisji mocy.

Struktura IC1 jest połączona na stałe, przeznaczona do pracy 1,5 V z absolutnym maksimum 3,5 V.

Wstępne badanie tego obwodu ujawniło, że zasięg transmisji nie zwiększył się znacznie, gdy do zasilania obwodu użyto 3 woltów, a pobór prądu zwiększył się 3 razy.

W rezultacie wzrost napięcia roboczego nie jest tak naprawdę zalecany. Obwód nadajnika FM pobiera zaledwie około 5 mA, dlatego tylko jedna komórka AA może służyć przez dłuższy czas.

Budowa

Każdy obwód pracujący z wysokimi częstotliwościami wymaga odpowiedniego uziemienia i ekranowania. Jednak. aby maksymalnie uprościć to zadanie, nie zastosowano płytki drukowanej.

Zamiast płytki drukowanej zastosowano pustą, jednostronnie platerowaną miedzią, z miedzią po stronie komponentu tworzącą płaszczyznę uziemienia, a połączenia przewodów wykonano po przeciwnej stronie.

Konstruktor będzie w stanie zidentyfikować każdy z istotnych elementów przeznaczonych do tego projektu obwodu.

Jak pokazano na głównym rysunku, większość komponentów można zobaczyć z jednym terminalem skierowanym prosto do ziemi. W przypadku tych elementów należy wywiercić otwór w płycie tylko dla nieuziemionego kołka.

Drugi pin można przylutować bezpośrednio do powierzchni uziemienia na górze PCB. Zaleca się wiercenie i lutowanie części krok po kroku. W ten sposób może być prostsze poprawne naprawienie każdego z komponentów.

Upewnij się, że wszystkie terminale są tak małe, jak to tylko możliwe.

Dodatkowo upewnij się, że kondensatory odsprzęgające są umieszczone tak blisko, jak to możliwe, pinów ICI, L3 i L4.

Możesz skonstruować cewkę L3, zwinnie nawijając 3 zwoje emaliowanego drutu # 20 na trzon wiertła 3/16 cala i rozciągając go do 1/4 cala natychmiast po wyjęciu z wiertła.

Aby utworzyć cewkę L4, nawiń blisko cztery zwoje drutu # 20, jak sugerowano wcześniej, i wyciągnij zwoje do 3/8 cala po zdjęciu z wału wiertła. Każda cewka jest zainstalowana na płycie 1/46 cala uniesionej nad miedzianą powierzchnią płyty.

Ustaw cewki pod kątem prostym względem siebie i co najmniej 1 cal od siebie, aby zminimalizować sprzężenie między nimi. Dławiki RF (L1 i L2) również należy instalować pod kątem prostym do cewek L3 i L4.

Kasa i dostrajanie Poświęć kilka minut na przeanalizowanie swojej ciężkiej pracy. Upewnij się, że miedź została zdjęta ze wszystkich szczelin przeznaczonych do przejścia przez terminal elementów.

Przed włączeniem zasilania wykonaj kilka inspekcji omomierzem między pinami ICI a masą, aby sprawdzić, czy występują jakiekolwiek zwarcia, których naprawdę nie powinno.

Dodatkowo poszukaj odpowiedniej polaryzacji kondensatorów elektrolitycznych. Podłącz akumulator i określ, że prąd spustowy musi wynosić poniżej 5 miliamperów.

Podłącz antenę do górnej części L4, na pierwszym zakręcie od końca, który jest połączony z pinem 7 IC1.

17-calowa antena pokazana dla prototypu będzie miała rozmiar w większości przypadków zidentyfikowany w przenośnych radiotelefonach, wykorzystując odpowiedni rozmiar dla anteny, aby zapobiec zakłóceniom w pobliskich radiotelefonach. Zintegruj stereofoniczny sygnał muzyczny z nadajnikiem po lewej stronie na J1 i po prawej na J2.

Dostosuj swoje radio FM w całym paśmie dostrajając się do transmitowanego sygnału. Dostosuj C19 i C20 w ich środkowych punktach i dostrój L3 na około 92 MHz. Teraz możesz użyć C20 do wyrównywania dla określonej częstotliwości.

Nawet jeśli najprawdopodobniej masz przyzwoity zasięg nadawania, możliwe jest zoptymalizowanie obwodu pod kątem najwyższej mocy wyjściowej, śledząc wskaźnik mocy sygnału na odbiorniku FM, z którym możesz pracować, i rozciągając lub kompresując szczelinę cewki między zwojami L4 za pomocą izolowany, niemagnetyczny przyrząd.

Gdy zbliżasz się do optymalnego punktu, cewki wydają się być nieco interaktywne, dlatego modyfikacja tylko jednej może wpłynąć na drugą. Kontynuuj procedurę, aż osiągniesz najwyższy możliwy wynik.

Mając sygnał stereo umieszczony na J1 i J2, dostrój się do wyjścia z odbiornika FM, najlepiej przez słuchawki, i dostrój R1 i R2 do poziomu nieco poniżej miejsca, w którym występują zniekształcenia w hałaśliwych częściach dźwięku. Zalecany jest poziom sygnału nieco poniżej 200 mV na wejściu.

Oscylator 38 kHz jest idealnie dostosowany za pomocą licznika częstotliwości podłączonego do pinu 5 ICI.

Jeśli sprzęt nie jest dostępny, możesz precyzyjnie dostroić rdzeń T1 odczytując pozycje, w których wskaźnik stereo odbiornika włącza się i wyłącza. Wyreguluj rdzeń w połowie między tymi dwoma położeniami.

Dodatkowe regulacje

Mogą wystąpić sytuacje, w których chciałbyś nadać transmisję monofoniczną, na przykład wyjście głośnika do systemu nagłaśniającego audytorium.

Do obwodu można dołączyć przełącznik dwustabilny, aby wstawić kondensator 0,01 µF między stykiem ICI układu scalonego 6 i masą, aby ograniczyć działanie stereo.

Jeśli być może preferowane jest długotrwałe działanie monofoniczne, elementy oscylatora 38 kHz i C5 mogą zostać usunięte z obwodu.

Włączenie elektretowego mikrofonu do wejścia J1 z rezystorem 2,2K podłączonym do + 1,5 V zamieni ten obwód w mikrofon bezprzewodowy do śledzenia pokoju dziecięcego lub do użytku w salach wykładowych. Podłącz komponenty do obwodu zamiast R1, jak pokazano poniżej.

Funkcja stereo umożliwia jednoczesne korzystanie z dwóch wejść. Możesz rozważyć włączenie wokalu na jednym kanale i instrumentu muzycznego na drugim do programu z systemu audio.

Alternatywnie możesz również śledzić telefon lub niemowlę na lewym kanale i włączać urządzenie skanujące na prawym kanale, a wszystko to w czasie, gdy sprzątasz pojazd lub kosisz ogród lub gdy nosisz słuchawkę .