วงจรสเตอริโอ FM Transmitter โดยใช้ IC BA1404

โพสต์ต่อไปนี้จะอธิบายวิธีการสร้างวงจรเครื่องส่งสัญญาณสเตอริโอ FM แบบง่ายๆโดยใช้ IC BA1404

เกี่ยวกับ IC BA1404

วงจรส่งสัญญาณไร้สาย FM เสียงสเตอริโอที่ยอดเยี่ยมแสดงอยู่ด้านล่าง

วงจรอาศัย IC BA1404 จาก ROHM Semiconductors

BA1404 เป็นโมดูเลเตอร์สเตอริโอ FM เสาหินซึ่งประกอบด้วยโมดูเลเตอร์สเตอริโอในตัวโมดูเลเตอร์ FM วงจรแอมพลิฟายเออร์ RF

โมดูเลเตอร์ FM สามารถควบคุมได้ตั้งแต่ 76 ถึง 108MHz และแหล่งจ่ายไฟสำหรับวงจรอาจมีค่าเกือบทุกอย่างระหว่างหนึ่ง 25 ถึงสามโวลต์

การทำงานของวงจร

ในวงจร R7, C16, C14 และ R6, C15, C13 ทำให้ระบบโฟกัสล่วงหน้าสำหรับสถานีด้านขวาและด้านซ้ายตามลำดับ

สิ่งนี้ทำได้เพื่อเสริมการตอบสนองความถี่ของเครื่องส่ง FM กับเครื่องรับ FM

ตัวเหนี่ยวนำ L1 และตัวเก็บประจุ C5 ใช้เพื่อแก้ไขความถี่ของออสซิลเลเตอร์ กลุ่ม C9, C10, R4, R5 ช่วยเพิ่มการแยกสถานี

38kHz crystal X1 เชื่อมระหว่างพิน 5 และ 6 ของ IC การรับสเตอริโอแบบคอมโพสิตเกิดจากวงจรโมดูเลเตอร์สเตอริโอที่ใช้ความถี่ควบคุมควอตซ์ 38kHz

สร้างวงจรบน PCB คุณภาพสูง

การใช้งานวงจรจากก้อนแบตเตอรี่ช่วยลดการรบกวนให้เหลือน้อยที่สุด

ใช้สายทองแดง 80 ซม. เป็นเสาอากาศ

สำหรับ L1 ให้ลองเปลี่ยนลวดทองแดงขนาด 0.5 มม. สามรอบบนแกนเฟอร์ไรต์ขนาด 5 มม.

แผนภาพวงจรเครื่องส่งสัญญาณ FM สเตอริโอ

รุ่นปรับปรุงของการออกแบบข้างต้นมีอธิบายไว้ในโพสต์ต่อไปนี้

วงจรเครื่องส่งสัญญาณสเตอริโอ FM ที่อธิบายไว้ด้านล่างนี้สามารถใช้สำหรับการออกอากาศเพลง FM สเตอริโอที่ชัดเจนยิ่งขึ้นไปยังวิทยุ FM ที่อยู่ใกล้เคียงทั้งหมด

พื้นฐาน FM

ส่วนใหญ่ของระบบไร้สายพื้นฐาน เครื่องส่งสัญญาณ FM มักจะเป็นแบบโมโนโฟนิกเท่านั้น สัญญาณออกอากาศสเตอริโอมีช่องสัญญาณคู่: ซ้ายและขวา ความถี่เสียงครอบคลุมแบนด์วิดท์ตั้งแต่ 50 ถึง 15,000 เฮิรตซ์พร้อมกับความถี่ที่สูงขึ้นให้การเพิ่มเสียงแหลมหรือการเน้นเสียงล่วงหน้าสำหรับการลดเสียงรบกวน

แต่ละช่องจะถูกรวมเข้าด้วยกันและออกอากาศเป็นเสียงช่องสัญญาณหลัก (L + R) เพื่อให้แน่ใจว่าเครื่องรับ FM แบบโมโนโฟนิกจะจัดการสร้างเนื้อหาเพลงที่ป้อนเข้าทั้งหมดเพื่อให้ผู้ชมได้รับความเพลิดเพลิน

เมื่อใช้ร่วมกับเพลงแชนเนลหลักสัญญาณสเตอริโอจะรวมพาหะนำสัญญาณ 19 -kHz ที่แอมพลิจูด 10% ของช่องสัญญาณหลักและยังมีซับแคเรียร์ด้านข้างจาก 23 kHz ถึง 53 kHz ซึ่งประกอบด้วยความแตกต่างระหว่างสัญญาณเสียงด้านขวาและด้านซ้าย L - R)

เครื่องรับสเตอริโอใช้สัญญาณ 19 kHz เพื่อทำซ้ำสัญญาณเฟสที่ล็อค 38 kHz (เก็บไว้ในการตรวจสอบที่เครื่องส่งสัญญาณ) เพื่อถอดรหัสผู้ให้บริการไซด์แบนด์กลับเข้าสู่ช่องทางขวาและซ้าย รูปต่อไปนี้แสดงสเปกตรัมความถี่ของสัญญาณสเตอริโอ FM

เครื่องรับยังมีการตัดเสียงแหลม (เรียกว่าการเน้นเสียง) ซึ่งประกอบขึ้นสำหรับการเน้นล่วงหน้าที่รวมอยู่ในเครื่องส่งสัญญาณ

มันทำงานอย่างไร

ส่วนหลักของการออกแบบวงจรนี้คือ IC1, a BA1404 เครื่องส่งสัญญาณสเตอริโอ FM ดังแสดงในรูปด้านบน สัญญาณอินพุตช่องสัญญาณซ้ายได้รับการปรับแต่งให้ถูกต้องโดย RI

การเพิ่มเสียงแหลม (การเน้นเสียงล่วงหน้า) มาจากการผสมผสานแบบขนานของ Cl และ R3

สิ่งนี้ตรงกับข้อกำหนดเกี่ยวกับเสียงกับมาตรฐาน 75 ไมโครวินาทีตามกฎของ FCC เสียงจับคู่โดย C10 กับอินพุตช่องซ้ายของ IC1 ที่พิน 1 สัญญาณรบกวน RF ที่ไม่ดีจะถูกข้ามลงกราวด์ผ่าน C2 เพื่อป้องกันการตอบรับที่ไม่พึงปรารถนา

ขั้นตอนการป้อนข้อมูลช่องทางขวาไปยังขา 18 ของ ICI นั้นเหมือนกับช่องทางซ้าย การแยกแหล่งจ่ายไฟที่ดำเนินการโดย C14 และการขยายใด ๆ ก่อนหน้านี้สำหรับอินพุตเสียงจะถูกแยกออกโดย C12 ที่พิน 2 ของชิป

สัญญาณ 38 -kHz เป็นสิ่งจำเป็นในการมัลติเพล็กซ์เสียงที่เข้ามาและพัฒนาสัญญาณพาหะเบื้องต้น

ขั้นตอนวงจรภายในของ IC1 ช่วยอำนวยความสะดวกในการใช้คริสตัลเจียระไน 38 kHz ซึ่งพิสูจน์แล้วโดยเส้นประภายในแผนผังของรูปด้านบน

อย่างไรก็ตามคริสตัล 38 kHz อาจเป็นเรื่องยากที่จะได้รับในตลาดและอาจมีราคาสูงหากคุณได้รับมา

คริสตัลที่เข้าถึงได้ง่ายกว่ามากอาจมีให้ที่ทำงานที่ 38.400 kHz

สิ่งนี้ใช้ได้ผลในเงื่อนไขส่วนใหญ่: การศึกษาที่ดำเนินการระหว่างการพัฒนารูปแบบเฉพาะนี้ยืนยันว่าเครื่องรับสเตอริโอ FM บางตัวอาจไม่ 'จับมือ' ได้อย่างน่าเชื่อถือกับผู้ให้บริการนำร่องที่สร้างจากคริสตัล 38.400 kHz

วิธีการรักษาคือการทำงานร่วมกับออสซิลเลเตอร์ Hartley ทางเลือกที่ปลอดภัยอย่างยิ่งซึ่งสร้างขึ้นโดยใช้ส่วนประกอบราคาถูกและเข้าถึงได้ง่ายแทนคริสตัลออสซิลเลเตอร์

คลื่นไซน์ 38 kHz ผลิตโดย Q1 และชิ้นส่วนที่อยู่ติดกัน (ออสซิลเลเตอร์ Hartley) ทรานซิสเตอร์กำลังขยายสูง Q1 มีอัตราขยายมากกว่า 300: อุปกรณ์เกนต่ำอาจทำงานได้ไม่ดีเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าลดลง (1.5 โวลต์ DC) ซึ่งมาจากเซลล์ AA เดียว

ตัวเหนี่ยวนำตัวแปรที่ใช้สำหรับ T1 เป็นหม้อแปลงความถี่กลาง (IF) ตัวที่ 1 ที่พบเห็นได้ทั่วไปในวิทยุทรานซิสเตอร์แบบพกพาและมีไว้สำหรับการประมวลผล 455 kHz

ขดลวดใน T1 บรรจุด้วยความจุเพียงพอโดย C23 เพื่อให้ความถี่ในการทำงานลดลงเหลือประมาณ 38 kHz เป็นไปได้ที่จะปรับแกนของ Ti อย่างละเอียดเพื่อวางออสซิลเลเตอร์อย่างแม่นยำตามความถี่

แม้ว่าออสซิลเลเตอร์อาจลอยได้มากกว่าเมื่อเทียบกับคริสตัลควอตซ์ แต่ก็ไม่ใช่ปัญหาเพียงเพราะตัวรับใช้เฟสล็อกลูปซึ่งสามารถติดตามสิ่งเล็กน้อยที่ลอยออกไป

โปรดทราบว่าวงจรจะไม่สั่นหากการเดินสายของหม้อแปลง Ti พลิกหรือกลับด้าน มุมมองพื้นฐานของ Ti จะแสดงในรูปเพื่อช่วยคุณในการเชื่อมต่อ

แทร็กเสียงแบบมัลติเพล็กซ์ออกมาจากพิน 14 ของ IC1 และผสมผสานกับพาหะนำในพิน 13 ด้วยความช่วยเหลือของวงจร R5, R6, C22 และ C13

เอาต์พุตเสียงที่ได้จะถูกส่งไปยังอินพุทโมดูเลเตอร์ที่พิน 12 เพื่อหลีกเลี่ยงภาวะแทรกซ้อนของการตอบสนอง RF พิน 12 จะถูกข้ามผ่าน C6 ออสซิลเลเตอร์ Colpitts ทำงานตั้งแต่ 88 ถึง 95 MHz ถูกสร้างขึ้นที่พิน 9 และ 10 พร้อมกับวงจร C15 ถึง C17, C20 และ L3

การปรับแนวความถี่หยาบทำได้โดยการปรับช่องว่างการหมุนคอยล์ของ L3 และการปรับแต่งโดยละเอียดผ่าน C20

พลังงาน RF ซึ่งได้รับการพัฒนาผ่านวงจรถังจะถูกยับยั้งไม่ให้วิ่งกลับเข้าสู่ขั้นตอนการจ่ายไฟโดยใช้ตัวเก็บประจุบายพาส C7 และ RF choke L2

การปรับแนวความถี่หยาบทำได้โดยการปรับช่องว่างการหมุนคอยล์ของ L3 และการปรับแต่งโดยละเอียดผ่าน C20 พลังงาน RF ที่พัฒนาผ่านวงจรถังจะถูกกักไว้จากการวิ่งกลับเข้าสู่ขั้นตอนการจ่ายไฟโดยใช้ตัวเก็บประจุแบบบายพาส C7 และ RF-choke L2

การส่งสัญญาณแบบมอดูเลตที่พิน 10 ของ ICI จะรวมภายในกับแอมพลิฟายเออร์เอาท์พุต RF ซึ่งประกอบด้วย C18, C19 และ L4 ที่ต่อกับพิน 7

ขั้นตอนนี้จะช่วยเพิ่มเสียงของออสซิลเลเตอร์ในการเคลื่อนย้ายเสาอากาศและสิ่งนี้จะยับยั้งรูปแบบของการโหลดเสาอากาศผ่านการเปลี่ยนความถี่ของออสซิลเลเตอร์

แตะที่จุดบน L4 บนเสาอากาศเพื่อให้มีการส่งกำลังสูงสุดที่เป็นไปได้

โครงสร้างของ IC1 เป็นแบบต่อสายที่มีไว้สำหรับการทำงาน 1.5 โวลต์โดยมีความจุสูงสุด 3.5 โวลต์

การตรวจสอบวงจรนี้เบื้องต้นพบว่าช่วงการออกอากาศไม่สามารถขยายได้อย่างมากเมื่อใช้ 3 โวลต์ในการจ่ายกระแสไฟฟ้าและปริมาณการใช้กระแสไฟฟ้าเพิ่มขึ้น 3 เท่า

ด้วยเหตุนี้จึงไม่แนะนำให้เพิ่มแรงดันไฟฟ้าในการทำงาน วงจรเครื่องส่ง FM ใช้พลังงานเพียงประมาณ 5 mA ดังนั้นเซลล์ AA เพียงเซลล์เดียวอาจให้บริการได้ในระยะหนึ่ง

การก่อสร้าง

วงจรใด ๆ ที่ทำงานด้วยความถี่สูงต้องการการต่อสายดินและการป้องกันที่เหมาะสม อย่างไรก็ตาม เพื่อให้งานนี้ง่ายที่สุดจึงไม่ได้ใช้ PCB

แทนที่จะใช้ PCB จะมีการใช้ทองแดงด้านเดียวที่ว่างเปล่าโดยทองแดงที่ด้านส่วนประกอบจะสร้างระนาบกราวด์และการต่อสายไฟที่ด้านตรงข้าม

ตัวสร้างจะสามารถระบุส่วนประกอบที่จำเป็นสำหรับการออกแบบวงจรนี้ได้

ตามที่แสดงในรูปหลักส่วนประกอบส่วนใหญ่สามารถมองเห็นได้ด้วยเทอร์มินัลเดียวที่มุ่งตรงไปที่พื้น สำหรับส่วนประกอบเหล่านี้คุณต้องเจาะรูผ่านบอร์ดสำหรับพินที่ไม่มีพื้นเท่านั้น

พินอื่น ๆ สามารถบัดกรีได้ทันทีที่พื้นผิวด้านบนของ PCB ขอแนะนำให้คุณเจาะและประสานชิ้นส่วนทีละขั้นตอน การทำเช่นนี้อาจง่ายกว่าในการแก้ไขส่วนประกอบแต่ละอย่างให้ถูกต้อง

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้รักษาขั้วทั้งหมดให้เล็กที่สุดเท่าที่จะทำได้

นอกจากนี้ตรวจสอบให้แน่ใจว่าตัวเก็บประจุแบบแยกตัวอยู่ในตำแหน่งใกล้เคียงกับพินของ ICI, L3 และ L4 มากที่สุด

คุณสามารถสร้างขดลวด L3 ได้โดยการม้วนลวดเคลือบ # 20 3 รอบให้แน่นบนเพลาของดอกสว่านขนาด 3/16 นิ้วและยืดออกเป็น 1/4 นิ้วทันทีหลังจากนำออกจากดอกสว่าน

ในการสร้างขดลวด L4 ให้หมุนลวด # 20 สี่รอบอย่างใกล้ชิดตามที่แนะนำก่อนหน้านี้และดึงม้วนออกได้ถึง 3/8 นิ้วหลังจากถอดออกจากแกนสว่าน ขดลวดแต่ละตัวถูกติดตั้งบนบอร์ด 1/46 นิ้วยกขึ้นเหนือพื้นผิวทองแดงของบอร์ด

วางตำแหน่งของขดลวดเป็นมุมฉากต่อกันและห่างกันอย่างน้อย 1 นิ้วเพื่อลดการมีเพศสัมพันธ์ระหว่างทั้งสอง จำเป็นต้องติดตั้งโช้ก RF (L1 และ L2) ที่มุมฉากเพื่อขดลวด L3 และ L4

ชำระเงินและปรับแต่งใช้เวลาสองสามนาทีเพื่อตรวจสอบการทำงานหนักของคุณ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าทองแดงถูกถอดออกรอบ ๆ ช่องที่มีไว้สำหรับขั้วต่อชิ้นส่วนผ่าน

ก่อนที่จะเปิดเครื่องให้ทำการตรวจสอบสองสามครั้งด้วยโอห์มมิเตอร์จากพินของ ICI ไปยังกราวด์เพื่อตรวจสอบว่ามีกางเกงขาสั้นชนิดใดอยู่ในที่ที่สิ่งเหล่านี้ไม่ควรจริงๆ

นอกจากนี้ให้มองหาขั้วที่เหมาะสมของตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า ใส่แบตเตอรี่และกำหนดว่าท่อระบายน้ำต้องต่ำกว่า 5 มิลลิแอมป์

เชื่อมต่อเสาอากาศกับด้านบนของ L4 ในเทิร์นแรกจากปลายซึ่งเชื่อมโยงกับพิน 7 ของ IC1

เสาอากาศขนาด 17 นิ้วที่แสดงสำหรับเครื่องต้นแบบจะเป็นขนาดในกรณีส่วนใหญ่ที่ระบุในวิทยุแบบพกพาจะใช้ขนาดที่เหมาะสมสำหรับเสาอากาศเพื่อป้องกันการรบกวนจากวิทยุในบริเวณใกล้เคียง รวมสัญญาณเพลงสเตอริโอเข้ากับเครื่องส่งสัญญาณทางซ้ายที่ J1 และขวาที่ J2

ปรับวิทยุ FM ของคุณทั้งย่านความถี่สำหรับสัญญาณที่ส่ง ปรับ C19 และ C20 ที่จุดกึ่งกลางและปรับ L3 ที่ประมาณ 92 MHz ตอนนี้คุณสามารถใช้ C20 เพื่อจัดตำแหน่งสำหรับความถี่ที่ระบุได้

แม้ว่าคุณจะมีช่วงการออกอากาศที่เหมาะสม แต่ก็เป็นไปได้ที่จะปรับวงจรให้เหมาะสมเพื่อให้ได้เอาต์พุตสูงสุดโดยการติดตามตัวบ่งชี้กำลังของสัญญาณบนเครื่องรับ FM ที่คุณอาจใช้งานอยู่และยืดหรือบีบอัดช่องว่างคอยล์ระหว่างรอบ L4 โดยใช้ เครื่องมือที่มีฉนวนและไม่ใช่แม่เหล็ก

เมื่อคุณเข้าใกล้จุดที่เหมาะสมที่สุดขดลวดมักจะโต้ตอบกันได้ดังนั้นการปรับเปลี่ยนเพียงอย่างเดียวอาจส่งผลกระทบต่ออีกจุดหนึ่ง ทำตามขั้นตอนต่อไปจนกว่าคุณจะได้ผลลัพธ์สูงสุด

เมื่อวางสัญญาณสเตอริโอบน J1 และ J2 ให้จูนเอาท์พุทจากเครื่องรับ FM โดยใช้หูฟังและปรับแต่ง R1 และ R2 ให้อยู่ในระดับต่ำกว่าเล็กน้อยซึ่งความผิดเพี้ยนเกิดขึ้นกับส่วนที่มีเสียงดัง แนะนำให้ใช้ระดับสัญญาณต่ำกว่า 200 mV เล็กน้อยที่อินพุต

ออสซิลเลเตอร์ 38 kHz ได้รับการปรับแต่งอย่างดีเยี่ยมโดยใช้ตัวนับความถี่ที่ต่อกับพิน 5 ของ ICI

หากอุปกรณ์ไม่สามารถเข้าถึงได้คุณสามารถปรับแกนของ T1 เพื่ออ่านตำแหน่งที่ไฟแสดงสถานะสเตอริโอของเครื่องรับสัญญาณเปิดและปิดได้ ปรับแกนกลางระหว่างสองตำแหน่งนี้

การปรับเปลี่ยนเพิ่มเติม

อาจมีบางกรณีที่คุณต้องการออกอากาศการส่งแบบโมโนโฟนิกเช่นเอาท์พุทของลำโพงไปยังระบบเสียงหอประชุม

สามารถรวมสวิตช์สลับกับวงจรเพื่อใส่ตัวเก็บประจุ 0.01 µF ข้าม IC พิน 6 ICI และกราวด์เพื่อ จำกัด การทำงานของสเตอริโอ

หากอาจต้องการการทำงานแบบโมโนโฟนิกในระยะยาวองค์ประกอบออสซิลเลเตอร์ 38 kHz และ C5 อาจถูกลบออกจากวงจร

การรวมไมโครโฟนแบบอิเล็กเตรตเข้ากับอินพุต J1 โดยมีตัวต้านทาน 2.2K ที่ต่อกับ + 1.5 โวลต์จะทำให้วงจรนี้เป็นไมโครโฟนไร้สายสำหรับการติดตามห้องเด็กหรือใช้ในห้องบรรยาย ต่อส่วนประกอบเข้ากับวงจรแทนที่ R1 ดังแสดงด้านล่าง

ฟังก์ชันสเตอริโอช่วยให้คุณใช้อินพุตสองอินพุตร่วมกัน คุณอาจพิจารณารวมเสียงร้องในช่องหนึ่งและเครื่องดนตรีอีกช่องหนึ่งสำหรับโปรแกรมจากระบบเสียงของคุณ

นอกจากนี้คุณยังสามารถติดตามโทรศัพท์หรือทารกในช่องทางซ้ายและปรับอุปกรณ์สแกนของคุณในช่องทางด้านขวาตลอดเวลาในขณะที่คุณทำความสะอาดรถหรือตัดหญ้าในสวนของคุณหรือเมื่อคุณสวมเครื่องรับหูฟัง .