Схема стерео FM-передатчика с использованием IC BA1404

В следующих сообщениях объясняется, как построить простую схему FM-стереопередатчика с использованием IC BA1404.

О микросхеме BA1404

Ниже представлена ​​исключительная схема беспроводного FM-передатчика стереозвука.

Схема основана на IC BA1404 от ROHM Semiconductors.

BA1404 - это монолитный стереомодулятор FM, который включает в себя встроенный стереомодулятор, модулятор FM, схему усилителя RF.

FM-модулятором можно было управлять от 76 до 108 МГц, а источник питания для схемы мог быть почти любым от 25 до 3 вольт.

Схема работы

В схеме R7, C16, C14 и R6, C15, C13 составляют систему предыскажения для правой и левой станций соответственно.

Это достигается для дополнения частотной характеристики FM-передатчика FM-приемником.

Индуктор L1 и конденсатор C5 используются для фиксации частоты генератора. Группы C9, C10, R4, R5 усиливают разделение станций.

Кристалл X1 38 кГц подключен между выводами 5 и 6 IC. Композитный стереофонический прием формируется схемой стереомодулятора, использующей кварцевую регулируемую частоту 38 кГц.

Соберите схему на высококачественной печатной плате.

Работа схемы от аккумуляторной батареи сводит к минимуму помехи.

Используйте медный кабель длиной 80 см в качестве антенны.

Для L1 попробуйте сделать три витка эмалированного медного провода диаметром 0,5 мм на ферритовом сердечнике диаметром 5 мм.

Принципиальная схема стерео FM-передатчика

Усовершенствованная версия вышеуказанного дизайна описана в следующем посте.

Схема FM-стереопередатчика, описанная ниже, может использоваться для трансляции гораздо более четкой стереофонической FM-музыки на все ближайшие FM-радио.

Основы FM

Большинство базовых беспроводных FM-передатчики имеют тенденцию быть только монофоническими. Сигнал стереофонического вещания состоит из пары каналов: левого и правого. Звуковая частота покрывает полосу пропускания от 50 до 15 000 Гц, наряду с более высокими частотами, обеспечивающими усиление высоких частот или предыскажение для снижения шума.

Все каналы объединены вместе и транслируются как основной аудиоканал (L + R), чтобы гарантировать, что монофонические FM-приемники смогут воспроизвести весь входной музыкальный контент, чтобы аудитория могла получать удовольствие от этого.

Вместе с музыкой основного канала стереосигнал включает в себя пилотную несущую 19 кГц при 10% амплитуде основного канала, а также поднесущую боковой полосы от 23 кГц до 53 кГц, состоящую из разницы между правым и левым аудиосигналами ( Л - П).

Стереоприемник использует сигнал 19 кГц для дублирования сигнала 38 кГц с фазовой синхронизацией (контролируемого передатчиком) для декодирования несущих боковой полосы обратно в правый и левый каналы. На следующем рисунке показан частотный спектр стереофонического FM-сигнала.

Приемник дополнительно предлагает обрезку высоких частот (известную как деактивация), которая компенсирует предыскажение, которое было включено в передатчик.

Как это устроено

Основная часть этой схемы - это IC1, BA1404 FM стерео передатчик как показано на рисунке выше. Входной сигнал левого канала настраивается на правильный уровень с помощью RI.

Повышение высоких частот (предыскажение) обеспечивается параллельной смесью Cl и R3.

Это соответствует акустическим характеристикам стандартных 75 микросекунд в соответствии с правилами FCC. Звук подается через C10 на вход левого канала IC1 на контакте 1. Плохие радиочастотные помехи отводятся на землю через C2 для защиты от нежелательной обратной связи.

Входной каскад правого канала на вывод 18 ICI фактически такой же, как левый канал. Развязка источника питания выполняется C14, а любое предварительное усиление звукового входа развязывается C12 на контакте 2 микросхемы.

Сигнал 38 кГц необходим для мультиплексирования входящего звука и развития предварительного сигнала несущей.

Каскады внутренней схемы IC1 облегчают применение кристалла SX-среза 38 кГц, что подтверждается пунктирной линией на схеме на рисунке выше.

Однако кристаллы с частотой 38 кГц сложно найти на рынке, к тому же они могут стоить очень дорого, если они у вас есть.

Может быть доступен гораздо более доступный кристалл, работающий на частоте 38,400 кГц.

Это работает в большинстве условий: исследования, проведенные в ходе разработки этой конкретной конструкции, подтвердили, что некоторые FM-стереоприемники не могут надежно «пожать руку» пилотной несущей, созданной из кристалла 38,400 кГц.

Выходом была работа с чрезвычайно безопасным альтернативным генератором Хартли, построенным с использованием дешевых, легко доступных компонентов вместо любого кварцевого генератора.

Синусоидальная волна 38 кГц создается Q1 и прилегающими частями (генератором Хартли). Транзистор Q1 с высоким коэффициентом усиления имеет коэффициент усиления более 300: устройства с низким коэффициентом усиления могут не работать из-за пониженного напряжения питания (1,5 В постоянного тока), которое подается от одного элемента AA.

Переменная индуктивность, используемая для T1, представляет собой 1-й трансформатор промежуточной частоты (ПЧ), обычно встречающийся в портативных транзисторных радиоприемниках, и он предназначен для обработки на частоте 455 кГц.

Катушка в T1 имеет достаточную емкость для C23, чтобы понизить ее рабочую частоту примерно до 38 кГц. Можно точно настроить ядро ​​Ti, чтобы точно установить частоту генератора.

Несмотря на то, что осциллятор может дрейфовать намного больше по сравнению с кварцевым кристаллом, это определенно не проблема просто потому, что приемники используют петли фазовой автоподстройки частоты, которые могут отслеживать тривиальное ускользание.

Обратите внимание, что схема не будет колебаться, если проводка трансформатора Ti перевернута или перевернута. Базовый вид Ti показан на рис., Чтобы помочь вам с подключениями.

Мультиплексированные звуковые дорожки выходят из контакта 14 IC1 и смешиваются с пилотной несущей на контакте 13 с помощью схемы R5, R6, C22 и C13.

Результирующий аудиовыход отправляется на вход модулятора на выводе 12. Чтобы избежать каких-либо осложнений обратной связи по ВЧ, вывод 12 пропускается через C6. Генератор Колпитца, работающий от 88 до 95 МГц, создается на выводах 9 и 10 вместе со схемой от C15 до C17, C20 и L3.

Грубая перестройка частоты выполняется путем регулировки зазоров витков катушки L3, а точная настройка выполняется через C20.

ВЧ-энергия, которая вырабатывается через контур резервуара, удерживается от возврата в каскады питания с помощью байпасного конденсатора C7 и ВЧ-дросселя L2.

Грубая перестройка частоты выполняется путем регулировки зазоров витков катушки L3, а точная настройка выполняется с помощью C20. ВЧ-энергия, которая вырабатывается через контур резервуара, удерживается от возврата в каскады источника питания с помощью байпасного конденсатора C7 и ВЧ-дросселя L2.

Модулированная передача на выводе 10 ICI объединяется внутри выходного усилителя ВЧ, состоящего из C18, C19 и L4, подключенного к выводу 7.

Этот каскад усиливает звук осциллятора для коммутации антенны, и это предотвращает вариации нагрузки антенны за счет переключения частоты генератора.

Отвод извлекается в точке L4 на антенне для обеспечения максимально возможной передачи мощности.

Структура микросхемы IC1 жестко запрограммирована и рассчитана на работу с напряжением 1,5 вольт, а абсолютный максимум - 3,5 вольт.

Первоначальная проверка этой схемы показала, что диапазон вещания не удалось существенно расширить, когда для питания схемы использовалось 3 вольта, а потребление тока увеличилось в 3 раза.

В результате не рекомендуется повышать рабочее напряжение. Схема FM-передатчика потребляет всего около 5 мА, поэтому достаточно долго может служить всего один элемент AA.

Строительство

Любая цепь, работающая с высокими частотами, требует соответствующего заземления и экранирования. Тем не мение. Чтобы максимально упростить это назначение, печатная плата не использовалась.

Вместо печатной платы использовалась пустая односторонняя медная оболочка, при этом медь на стороне компонента создавала заземляющую поверхность, а электрические соединения выполнялись на противоположной стороне.

Конструктор сможет определить каждый из основных компонентов, предназначенных для этой схемы.

Как показано на основном рисунке, большинство компонентов можно увидеть, если одна клемма направлена ​​прямо на землю. Для этих компонентов вам нужно просверлить отверстие в плате только для незаземленного штифта.

Другой вывод можно припаять прямо к поверхности земли наверху печатной платы. Детали рекомендуется сверлить и паять поэтапно. Это может быть проще исправить каждый из компонентов правильно.

Убедитесь, что все клеммы минимальны.

Кроме того, убедитесь, что развязывающие конденсаторы расположены как можно ближе к контактам ICI, L3 и L4.

Вы можете сконструировать катушку L3, компактно намотав 3 витка эмалированной проволоки №20 на вал сверла 3/16 дюйма и растянув его до 1/4 дюйма сразу после снятия со сверла.

Чтобы создать катушку L4, намотайте четыре витка провода №20 плотно, как было предложено ранее, и потяните витки на 3/8 дюйма после снятия с вала сверла. Каждая катушка установлена ​​на плате на 1/46 дюйма, возвышающейся над медной поверхностью платы.

Расположите катушки под прямым углом друг к другу и на расстоянии не менее 1 дюйма, чтобы свести к минимуму соединение между ними. ВЧ дроссели (L1 и L2) также необходимо устанавливать под прямым углом к ​​катушкам L3 и L4.

Оформить заказ и настроить Потратьте пару минут, чтобы изучить свой тяжелый труд. Убедитесь, что медь снята со всех отверстий, предназначенных для прохода клемм компонентов.

Перед включением питания сделайте пару осмотров с помощью омметра между контактами ICI и землей, чтобы убедиться, нет ли каких-либо коротких замыканий там, где их на самом деле не должно быть.

Кроме того, обратите внимание на правильную полярность электролитических конденсаторов. Присоедините аккумулятор и определите, что ток потребления должен быть ниже 5 миллиампер.

Подключите антенну к верхней части L4 на самом первом повороте от конца, который подключен к контакту 7 IC1.

17-дюймовая антенна, показанная для прототипа, будет иметь размер, который в большинстве случаев идентифицирован для портативных радиостанций, используйте именно тот размер, который подходит для антенны, чтобы предотвратить помехи с радиоприемниками поблизости. Подключите стереофонический музыкальный сигнал к передатчику слева на J1 и справа на J2.

Настройте FM-радио по всему диапазону, настроившись на передаваемый сигнал. Отрегулируйте C19 и C20 в их центральных точках и точно настройте L3 примерно на 92 МГц. Теперь вы можете использовать C20 для настройки на заданную частоту.

Несмотря на то, что у вас, скорее всего, есть приличный диапазон вещания, можно оптимизировать схему для максимальной выходной мощности, отслеживая индикатор мощности сигнала на FM-приемнике, с которым вы, возможно, работаете, и растягивая или сжимая зазор катушки между витками L4, используя изолированный немагнитный инструмент.

Когда вы приближаетесь к оптимальной точке, катушки становятся несколько интерактивными, поэтому изменение одной может повлиять на другую. Продолжайте выполнять процедуру, пока не добьетесь максимально возможного результата.

Поместив стереосигнал на J1 и J2, настройтесь на выход FM-приемника, в идеале через наушники, и точно настройте R1 и R2 на уровень немного ниже, при котором возникают искажения на шумных частях звука. На входе рекомендуется уровень сигнала чуть ниже 200 мВ.

Генератор 38 кГц идеально настраивается с помощью частотомера, подключенного к выводу 5 ICI.

Если оборудование недоступно, вы можете настроить ядро ​​T1, считывая положения, в которых световой индикатор стерео приемника включается и выключается. Отрегулируйте сердечник посередине между этими двумя положениями.

Дополнительные настройки

Могут быть случаи, когда вы хотели бы транслировать монофоническую передачу, например, выход динамика на звуковую систему аудитории.

В схему может быть включен тумблер для вставки конденсатора 0,01 мкФ между выводом 6 ICI микросхемы IC и землей для ограничения стереофонической работы.

Если, возможно, предпочтительна длительная монофоническая работа, элементы генератора 38 кГц и C5 могут быть удалены из схемы.

Подключение электретного микрофона к входу J1 с резистором 2,2 кОм, подключенным к + 1,5 вольт, превратит эту схему в беспроводной микрофон для отслеживания в детской комнате или для использования в аудиториях. Подключите компоненты к цепи вместо R1, как показано ниже.

Функция стерео позволяет использовать два входа вместе. Вы могли бы рассмотреть возможность включения вокала на одном канале и музыкального инструмента на другом для программы вашей аудиосистемы.

В качестве альтернативы, вы также можете отслеживать телефон или младенца на левом канале и настраиваться на свое сканирующее устройство на правом канале все время, пока вы убираете свой автомобиль или косите сад, или когда вы носите приемник для наушников. .