Mạch phát FM stereo sử dụng IC BA1404

Các bài viết dưới đây hướng dẫn cách xây dựng mạch phát FM stereo đơn giản bằng IC BA1404.

Giới thiệu về IC BA1404

Một mạch phát không dây FM âm thanh nổi đặc biệt được trình bày bên dưới.

Mạch dựa trên IC BA1404 từ ROHM Semiconductors.

BA1404 là bộ điều chế âm thanh nổi FM nguyên khối bao gồm bộ điều chế âm thanh nổi tích hợp, bộ điều chế FM, mạch khuếch đại RF.

Bộ điều chế FM có thể được điều khiển từ 76 đến 108MHz và nguồn điện cho mạch có thể gần như bất cứ thứ gì trong khoảng từ một đến 25 vôn.

Hoạt động mạch

Trong mạch R7, C16, C14 và R6, C15, C13 làm hệ thống nhấn mạnh trước cho các trạm bên phải và bên trái tương ứng.

Điều này đạt được để bổ sung cho đáp ứng tần số của máy phát FM với máy thu FM.

Cuộn cảm L1 và tụ điện C5 được dùng để cố định tần số dao động. Nhóm C9, C10, R4, R5 tăng cường tách trạm.

38kHz tinh thể X1 được liên kết giữa các chân 5 và 6 của IC. Khả năng thu âm thanh nổi tổng hợp được hình thành bởi mạch điều chế âm thanh nổi sử dụng tần số điều chỉnh thạch anh 38kHz.

Xây dựng mạch trên PCB chất lượng cao.

Việc vận hành mạch từ bộ pin sẽ giảm thiểu nhiễu loạn.

Làm việc với cáp đồng 80 cm làm ăng ten.

Đối với L1, hãy thử tạo ba vòng dây đồng tráng men đường kính 0,5mm trên lõi ferit đường kính 5mm.

Sơ đồ mạch phát FM stereo

Một phiên bản cải tiến của thiết kế trên được giải thích trong bài đăng sau.

Mạch phát FM stereo được mô tả bên dưới có thể được sử dụng để phát nhạc FM stereo rõ ràng hơn nhiều đến tất cả các đài FM gần đó.

Kiến thức cơ bản về FM

Hầu hết các mạng không dây cơ bản Máy phát FM có xu hướng chỉ đơn âm. Tín hiệu phát sóng âm thanh nổi có một cặp kênh: trái và phải. Tần số âm thanh bao phủ một băng thông từ 50 đến 15.000 Hertz, cùng với các tần số cao hơn đã tạo ra một tăng âm bổng hoặc nhấn mạnh trước để giảm tiếng ồn.

Mỗi kênh được kết hợp chung và phát dưới dạng âm thanh kênh chính (L + R) để đảm bảo rằng các bộ thu FM đơn âm sẽ quản lý để tái tạo toàn bộ nội dung âm nhạc đầu vào cho khán giả thưởng thức.

Cùng với âm nhạc kênh chính, tín hiệu âm thanh nổi bao gồm sóng mang thí điểm 19 -kHz ở biên độ 10% của kênh chính và cũng có sóng mang phụ dải phụ từ 23 kHz đến 53 kHz được tạo thành từ sự khác biệt giữa tín hiệu âm thanh bên phải và bên trái ( L - R).

Bộ thu âm thanh nổi sử dụng tín hiệu 19 kHz để nhân đôi tín hiệu 38 kHz bị khóa pha (được kiểm tra ở bộ phát) để giải mã các sóng mang dải biên trở lại các kênh phải và trái. Hình sau đây hiển thị phổ tần số của tín hiệu âm thanh nổi FM.

Bộ thu cũng cung cấp một phần cắt âm bổng (được gọi là giảm nhấn mạnh), tạo ra điểm nhấn trước đã được bao gồm ở bộ phát.

Làm thế nào nó hoạt động

Phần chính của thiết kế mạch này là IC1, một Bộ phát âm thanh nổi FM BA1404 như trong hình trên. Tín hiệu đầu vào kênh bên trái được RI tinh chỉnh đến mức chính xác.

Tăng âm treble (nhấn mạnh trước) được cung cấp bởi sự pha trộn song song của Cl và R3.

Điều này phù hợp với các thông số kỹ thuật âm thanh với tiêu chuẩn 75 micro giây theo quy tắc của FCC. Âm thanh được ghép nối bởi C10 với đầu vào kênh bên trái của IC1 trên chân 1. Các nhiễu RF không hợp lệ được chuyển xuống đất thông qua C2 để bảo vệ khỏi phản hồi không mong muốn.

Giai đoạn đầu vào kênh bên phải đến chân 18 của ICI thực sự giống như kênh bên trái. Việc tách nguồn cung cấp được thực hiện bởi C14 và bất kỳ bộ khuếch đại nào trước đó cho đầu vào âm thanh đều được tách bởi C12 trên chân 2 của chip.

Một tín hiệu 38 -kHz là cần thiết để ghép âm thanh đến và phát triển tín hiệu sóng mang sơ bộ.

Các giai đoạn mạch bên trong của IC1 tạo điều kiện cho việc áp dụng tinh thể cắt 38 kHz SX, như đã được chứng minh bằng đường chấm trong giản đồ của Hình trên.

Tuy nhiên, các tinh thể 38 kHz có thể khó có được trên thị trường, ngoài ra chúng có thể có giá rất cao nếu bạn tình cờ mua được.

Có thể có một tinh thể dễ tiếp cận hơn nhiều, hoạt động ở tần số 38.400 kHz.

Điều này hoạt động trong hầu hết các điều kiện: các nghiên cứu được thực hiện trong quá trình phát triển thiết kế đặc biệt này đã xác nhận rằng một số máy thu âm thanh nổi FM có thể không 'bắt tay' chắc chắn với sóng mang thí điểm được tạo ra từ tinh thể 38.400 kHz.

Biện pháp khắc phục là làm việc với một bộ dao động Hartley thay thế cực kỳ an toàn được xây dựng bằng cách sử dụng các thành phần rẻ tiền, dễ tiếp cận thay cho bộ dao động tinh thể.

Sóng hình sin 38 kHz được tạo ra bởi Q1 và các phần lân cận (bộ dao động Hartley). Bóng bán dẫn có độ lợi cao Q1 có độ lợi trên 300: các thiết bị có độ lợi thấp hơn có thể không hoạt động tốt do điện áp nguồn giảm (1,5 vôn DC) được cung cấp bởi một tế bào AA duy nhất.

Cuộn cảm biến đổi được sử dụng cho T1 là biến áp tần số trung gian (IF) thứ nhất thường thấy trong radio bán dẫn di động và nó được thiết kế để xử lý 455 kHz.

Cuộn dây trong T1 được đóng gói với điện dung dồi dào bởi C23 để mang tần số làm việc của nó xuống khoảng 38 kHz. Có thể tinh chỉnh lõi của Ti để đặt bộ dao động chính xác về tần số.

Mặc dù thực tế là bộ dao động có thể trôi dạt nhiều hơn so với tinh thể thạch anh, nó chắc chắn không phải là vấn đề đơn giản vì bộ thu sử dụng các vòng bị khóa pha có thể theo dõi sự trôi nổi tầm thường.

Hãy lưu ý rằng mạch sẽ không dao động nếu dây của biến áp Ti bị lật hoặc đảo ngược. Chế độ xem cơ sở của Ti được hiển thị trong Hình để hỗ trợ bạn với các kết nối.

Các bản âm thanh ghép kênh đi ra từ chân 14 của IC1 và được trộn với sóng mang thí điểm trên chân 13 với sự hỗ trợ của mạch R5, R6, C22 và C13.

Đầu ra âm thanh kết quả được gửi đến đầu vào của bộ điều chế ở chân 12. Để tránh bất kỳ loại biến chứng phản hồi RF nào, chân 12 được bỏ qua C6. Một bộ dao động Colpitts, hoạt động từ 88 đến 95 MHz, được tạo ra ở chân 9 và 10 cùng với mạch của C15 đến C17, C20 và L3.

Việc sắp xếp lại tần số thô được thực hiện bằng cách điều chỉnh các khoảng trống lần lượt của cuộn dây của L3 và việc tinh chỉnh được thực hiện thông qua C20.

Năng lượng RF được phát triển thông qua mạch bể được ngăn chặn chạy trở lại các giai đoạn cung cấp điện bằng cách sử dụng tụ điện bỏ qua C7 và cuộn cảm RF L2.

Việc sắp xếp lại tần số thô được thực hiện bằng cách điều chỉnh các khoảng trống lần lượt của cuộn dây của L3 và việc tinh chỉnh được thực hiện thông qua C20. Năng lượng RF được phát triển thông qua mạch bể được giữ lại từ việc chạy trở lại các giai đoạn cung cấp điện bằng cách sử dụng tụ điện bỏ qua C7 và cuộn cảm RF L2.

Việc truyền điều chế tại chân 10 của ICI được kết hợp bên trong với bộ khuếch đại đầu ra RF bao gồm C18, C19 và L4 được gắn vào chân 7.

Giai đoạn này tăng cường âm thanh bộ dao động để đi lại ăng-ten, và điều này ngăn chặn các biến thể trong tải ăng-ten thông qua việc chuyển đổi tần số bộ dao động.

Một vòi được chiết xuất tại một điểm trên L4 trên ăng ten để có khả năng truyền tải công suất cao nhất.

Cấu trúc của IC1 là loại có dây cứng dành cho hoạt động 1,5 volt có cực đại tuyệt đối là 3,5 volt.

Kiểm tra ban đầu của mạch này cho thấy rằng phạm vi phát sóng không thể mở rộng đáng kể khi 3 volt được sử dụng để cung cấp cho mạch và mức tiêu thụ hiện tại tăng lên 3 lần.

Kết quả là, sự gia tăng điện áp hoạt động không thực sự được khuyến khích. Mạch phát FM chỉ tiêu thụ khoảng 5 mA, do đó chỉ cần một tế bào AA có thể hoạt động trong một thời gian khá dài.

Xây dựng

Bất kỳ mạch điện nào hoạt động với tần số cao đều cần tiếp đất và che chắn thích hợp. Tuy nhiên. để thực hiện việc chuyển nhượng này dễ dàng nhất có thể, PCB đã không được sử dụng.

Thay vì PCB, một lớp bọc đồng trống một mặt đã được sử dụng, với lớp đồng ở phía thành phần tạo ra mặt phẳng đất và kết nối dây được thực hiện ở phía đối diện.

Người xây dựng sẽ có thể xác định từng thành phần thiết yếu dành cho thiết kế mạch này.

Như được minh họa trong hình chính, phần lớn các thành phần có thể được nhìn thấy với một thiết bị đầu cuối hướng thẳng xuống đất. Đối với những thành phần này, bạn cần phải khoan một lỗ xuyên qua bảng chỉ cho chốt không có xung quanh.

Chân còn lại có thể được hàn ngay trên bề mặt đất trên PCB. Bạn nên khoan và hàn các bộ phận theo từng bước. Làm điều này có thể đơn giản hơn để sửa từng thành phần một cách chính xác.

Đảm bảo duy trì tất cả các thiết bị đầu cuối nhỏ nhất có thể.

Ngoài ra, đảm bảo rằng các tụ điện tách được đặt càng gần các chân ICI, L3 và L4 càng tốt.

Bạn có thể cấu tạo cuộn dây L3 bằng cách cuộn nhỏ gọn 3 vòng của dây tráng men # 20 trên trục của mũi khoan 3/16 inch và kéo dài ra 1/4 inch ngay sau khi lấy ra khỏi mũi khoan.

Để tạo cuộn dây L4, quấn bốn vòng của dây # 20 chặt chẽ như đã đề xuất trước đó và kéo các lượt ra tối đa 3/8 inch sau khi tháo ra khỏi trục khoan. Mỗi cuộn dây được lắp đặt trên bo mạch 1/46 inch được nâng lên trên bề mặt đồng của bo mạch.

Đặt các cuộn dây vuông góc với nhau và cách nhau tối thiểu 1 inch để giảm thiểu sự ghép nối giữa hai cuộn dây. Cuộn cảm RF (L1 và L2) cũng cần được lắp đặt ở góc vuông với cuộn L3 và L4.

Kiểm tra và điều chỉnh Hãy dành vài phút để kiểm tra công việc khó khăn của bạn. Đảm bảo đồng được tháo ra xung quanh các khe dành cho thiết bị đầu cuối linh kiện đi qua.

Trước khi BẬT nguồn, hãy thực hiện một vài lần kiểm tra với ohmmeter từ các chân của ICI đến mặt đất để xác minh xem có bất kỳ loại quần ngắn nào có mặt ở những nơi thực sự không.

Ngoài ra, hãy tìm cực tính thích hợp của tụ điện. Gắn pin và xác định mức tiêu hao hiện tại của nó phải dưới 5 miliampe.

Kết nối ăng-ten với đầu L4, ngay lượt đầu tiên từ đầu được nối với chân 7 của IC1.

Ăng-ten 17 inch được hiển thị cho nguyên mẫu sẽ có kích thước trong hầu hết các trường hợp được xác định trên bộ đàm cầm tay chỉ sử dụng đúng kích thước ăng-ten để tránh làm nhiễu sóng bộ đàm gần đó. Tích hợp tín hiệu âm nhạc stereo vào bộ phát bên trái J1 và bên phải J2.

Điều chỉnh đài FM của bạn trên toàn bộ dải tần dò tín hiệu đã truyền. Điều chỉnh C19 và C20 tại các điểm trung tâm của chúng và tinh chỉnh L3 ở khoảng 92 MHz. Bây giờ bạn có thể sử dụng C20 để căn chỉnh cho tần số được chỉ định.

Mặc dù bạn rất có thể có một phạm vi phát sóng tốt, có thể tối ưu hóa mạch cho đầu ra cao nhất bằng cách theo dõi chỉ báo nguồn tín hiệu trên bộ thu FM mà bạn có thể đang làm việc và kéo giãn hoặc nén khoảng cách cuộn dây giữa các lượt của L4 bằng cách sử dụng một dụng cụ cách điện, không từ tính.

Khi bạn ở gần điểm tối ưu, các cuộn dây có xu hướng tương tác một chút, do đó chỉ cần sửa đổi một cái có thể ảnh hưởng đến cái kia. Tiếp tục thực hiện quy trình cho đến khi bạn đạt được kết quả cao nhất có thể.

Có tín hiệu âm thanh nổi được đặt trên J1 và J2, hãy điều chỉnh đầu ra từ bộ thu FM, lý tưởng là qua tai nghe và tinh chỉnh R1 và R2 đến mức thấp hơn một chút khi có hiện tượng méo tiếng đối với các phần âm thanh bị nhiễu. Khuyến nghị mức tín hiệu dưới 200 mV ở đầu vào.

Lý tưởng nhất là bộ dao động 38 kHz được tinh chỉnh bằng cách sử dụng bộ đếm tần số gắn vào chân 5 của ICI.

Nếu thiết bị không thể truy cập được, bạn có thể tinh chỉnh lõi của T1 đọc các vị trí mà đèn báo âm thanh nổi của bộ thu kích hoạt BẬT và tắt. Điều chỉnh lõi ở giữa hai vị trí này.

Điều chỉnh bổ sung

Có thể có những trường hợp bạn muốn phát một đường truyền đơn âm, chẳng hạn như đầu ra của người nói với hệ thống âm thanh thính phòng.

Một công tắc bật tắt có thể được bao gồm trong mạch để chèn một tụ điện 0,01 µF qua ICI chân 6 của IC và nối đất để hạn chế chức năng âm thanh nổi.

Nếu có lẽ thích hoạt động đơn âm lâu dài, các phần tử dao động 38 kHz và C5 có thể bị loại bỏ khỏi mạch.

Việc kết hợp một micrô điện tử vào đầu vào J1 với một điện trở 2,2K gắn với + 1,5 volt sẽ biến mạch này thành một micrô không dây để theo dõi phòng trẻ em hoặc để sử dụng trong các phòng giảng. Móc các thành phần vào mạch thay cho R1 như minh họa bên dưới.

Chức năng âm thanh nổi cho phép bạn sử dụng hai đầu vào cùng nhau. Bạn có thể cân nhắc kết hợp giọng hát trên một kênh và nhạc cụ trên kênh khác cho chương trình từ hệ thống âm thanh của mình.

Ngoài ra, bạn cũng có thể theo dõi điện thoại hoặc trẻ sơ sinh ở kênh bên trái và điều chỉnh thiết bị quét của bạn ở kênh bên phải cùng một lúc khi bạn dọn dẹp xe cộ hoặc cắt cỏ trong vườn hoặc khi bạn đeo bộ thu tai nghe .