In den folgenden Beiträgen wird erläutert, wie Sie mit dem IC BA1404 eine einfach zu bauende FM-Stereosenderschaltung erstellen.
Über den IC BA1404
Eine außergewöhnliche Stereo-Audio-FM-Funksenderschaltung wird unten vorgestellt.
Die Schaltung basiert auf dem IC BA1404 von ROHM Semiconductors.
BA1404 ist ein monolithischer FM-Stereomodulator, der einen integrierten Stereomodulator, einen FM-Modulator und eine HF-Verstärkerschaltung enthält.
Der FM-Modulator kann von 76 bis 108 MHz gesteuert werden und die Stromquelle für die Schaltung kann fast zwischen 1, 25 und 3 Volt liegen.
Schaltungsbetrieb
In der Schaltung R7, C16, C14 und R6, C15, C13 bildet das Preemphasis-System für die rechte bzw. linke Station.
Dies wird erreicht, um den Frequenzgang des FM-Senders mit dem FM-Empfänger zu ergänzen.
Die Induktivität L1 und der Kondensator C5 werden verwendet, um die Oszillatorfrequenz festzulegen. Die Gruppen C9, C10, R4, R5 verbessern die Aufteilung der Station.
Der 38-kHz-Kristall X1 ist zwischen den Pins 5 und 6 des IC verbunden. Ein zusammengesetzter Stereoempfang wird durch die Stereomodulatorschaltung gebildet, die die 38 kHz quarzgeregelte Frequenz verwendet.
Bauen Sie die Schaltung auf einer hochwertigen Leiterplatte auf.
Der Betrieb der Schaltung mit einem Akkupack minimiert Störungen.
Arbeiten Sie mit einem 80 cm Kupferkabel als Antenne.
Versuchen Sie für L1, drei Windungen aus emailliertem Kupferdraht mit einem Durchmesser von 0,5 mm auf einem Ferritkern mit einem Durchmesser von 5 mm durchzuführen.
Schaltplan des Stereo-FM-Senders
Eine verbesserte Version des obigen Designs wird im folgenden Beitrag erläutert.
Die unten beschriebene FM-Stereosenderschaltung kann zum Senden einer viel klareren Stereo-FM-Musik an alle nahe gelegenen FM-Radios verwendet werden.
FM-Grundlagen
Die meisten grundlegenden drahtlosen FM-Sender neigen dazu, nur monophon zu sein. Ein Stereo-Broadcast-Signal verfügt über zwei Kanäle: links und rechts. Die Schallfrequenz deckt eine Bandbreite von 50 bis 15.000 Hertz ab, und die höheren Frequenzen sorgten für eine Höhenverstärkung oder Vorverstärkung zur Rauschunterdrückung.
Jeder Kanal wird gemeinsam integriert und als Primärkanal-Audio (L + R) gesendet, um sicherzustellen, dass monophone FM-Empfänger den gesamten eingegebenen Musikinhalt reproduzieren können, an dem sich das Publikum erfreuen kann.
Zusammen mit der Musik des Hauptkanals enthält ein Stereosignal einen 19-kHz-Pilotträger mit 10% Amplitude des Primärkanals sowie einen Seitenband-Unterträger von 23 kHz bis 53 kHz, der sich aus der Differenz zwischen dem rechten und dem linken Audiosignal zusammensetzt ( L - R).
Der Stereoempfänger verwendet das 19-kHz-Signal, um ein phasenverriegeltes 38-kHz-Signal (das am Sender in Schach gehalten wird) zu duplizieren, um die Seitenbandträger zurück in den rechten und linken Kanal zu decodieren. Die folgende Abbildung zeigt das Frequenzspektrum eines FM-Stereosignals.
Der Empfänger bietet zusätzlich einen Höhenschnitt (als Deemphasis bezeichnet), der die am Sender enthaltene Preemphasis ausgleicht.
Wie es funktioniert
Der Hauptteil dieses Schaltungsdesigns ist der IC1, a BA1404 FM-Stereosender wie in der Abbildung oben gezeigt. Das Eingangssignal des linken Kanals wird von RI auf den richtigen Pegel eingestellt.
Der Höhenschub (Preemphasis) wird durch die parallele Mischung von Cl und R3 geliefert.
Dies entspricht den akustischen Spezifikationen dem Standard von 75 Mikrosekunden gemäß den Regeln der FCC. Der Ton wird von C10 mit dem linken Kanaleingang von IC1 an Pin 1 gekoppelt. Schlechte HF-Störungen werden über C2 gegen Masse umgeleitet, um vor unerwünschter Rückkopplung zu schützen.
Die Eingangsstufe des rechten Kanals an Pin 18 von ICI ist tatsächlich dieselbe wie der linke Kanal. Die von C14 ausgeführte Entkopplung der Stromversorgung und jede vorherige Verstärkung für den Toneingang wird von C12 an Pin 2 des Chips entkoppelt.
Ein 38-kHz-Signal ist erforderlich, um den eingehenden Ton zu multiplexen und das vorläufige Trägersignal zu entwickeln.
Die inneren Schaltungsstufen von IC1 erleichtern das Aufbringen eines 38-kHz-SX-geschnittenen Kristalls, wie durch die gepunktete Linie im obigen Schema gezeigt.
Es kann jedoch schwierig sein, die 38-kHz-Kristalle auf den Markt zu bringen, und sie können viel kosten, wenn Sie einen bekommen.
Möglicherweise ist ein viel leichter zugänglicher Kristall verfügbar, der mit 38.400 kHz arbeitet.
Dies funktioniert unter den meisten Bedingungen: Studien, die im Verlauf der Entwicklung dieses speziellen Designs durchgeführt wurden, bestätigten, dass einige FM-Stereoempfänger dem aus 38,400-kHz-Kristall erzeugten Pilotträger möglicherweise nicht zuverlässig die Hand geben.
Die Abhilfe bestand darin, mit einem extrem sicheren alternativen Hartley-Oszillator zu arbeiten, der aus billigen, leicht zugänglichen Komponenten anstelle eines der beiden Kristalloszillatoren besteht.
Die 38-kHz-Sinuswelle wird von Q1 und den angrenzenden Teilen (dem Hartley-Oszillator) erzeugt. Der Transistor Q1 mit hoher Verstärkung weist eine Verstärkung von über 300 auf: Geräte mit niedrigerer Verstärkung arbeiten möglicherweise aufgrund der reduzierten Versorgungsspannung (1,5 Volt Gleichstrom), die von einer einzelnen AA-Zelle geliefert wird, möglicherweise nicht.
Der für T1 verwendete variable Induktor ist ein 1. Zwischenfrequenztransformator (IF-Transformator), der üblicherweise in tragbaren Transistorradios verwendet wird, und er ist für die 455-kHz-Verarbeitung vorgesehen.
Die Spule in T1 ist von C23 mit einer ausreichenden Kapazität gepackt, um ihre Arbeitsfrequenz auf ungefähr 38 kHz zu senken. Es ist möglich, den Kern von Ti fein abzustimmen, um den Oszillator genau auf der Frequenz zu platzieren.
Trotz der Tatsache, dass der Oszillator im Vergleich zu einem Quarzkristall möglicherweise viel stärker driftet, ist dies sicherlich kein Problem, nur weil Empfänger Phasenregelkreise verwenden, die das triviale Wegschweben verfolgen könnten.
Beachten Sie, dass der Stromkreis nicht schwingt, wenn die Verkabelung des Transformators Ti umgedreht oder umgekehrt wird. In Abb. Ist eine Basisansicht von Ti dargestellt, die Sie bei den Verbindungen unterstützt.
Die gemultiplexten Audiospuren kommen aus Pin 14 von IC1 und werden mit Hilfe der Schaltung von R5, R6, C22 und C13 mit dem Pilotträger an Pin 13 gemischt.
Der resultierende Audioausgang wird an den Modulator-Eingang an Pin 12 gesendet. Um jegliche Art von HF-Rückkopplungskomplikationen zu umgehen, wird Pin 12 über C6 umgangen. Ein Colpitts-Oszillator, der von 88 bis 95 MHz arbeitet, wird an den Pins 9 und 10 zusammen mit den Schaltungen von C15 bis C17, C20 und L3 erzeugt.
Die Neuausrichtung der Rohfrequenz erfolgt durch Einstellen der Spulendrehungslücken von L3 und durch Feinabstimmung über C20.
HF-Energie, die durch den Tankkreis entwickelt wird, wird unter Verwendung des Bypass-Kondensators C7 und der HF-Drossel L2 daran gehindert, in die Stromversorgungsstufen zurückzulaufen.
Die Neuausrichtung der Rohfrequenz erfolgt durch Einstellen der Spulendrehungslücken von L3 und durch Feinabstimmung über C20. HF-Energie, die durch den Tankkreis entwickelt wird, wird unter Verwendung des Bypass-Kondensators C7 und der HF-Drossel L2 daran gehindert, in die Stromversorgungsstufen zurückzulaufen.
Die modulierte Übertragung an Pin 10 von ICI wird intern mit dem HF-Ausgangsverstärker kombiniert, der C18, C19 und L4 umfasst, die an Pin 7 angebracht sind.
Diese Stufe verbessert das Oszillator-Audio, um die Antenne zu pendeln, und dies verhindert Schwankungen der Antennenbelastung durch Umschalten der Oszillatorfrequenz.
An einem Punkt auf L4 der Antenne wird ein Abgriff extrahiert, um die höchstmögliche Leistungsübertragung zu erzielen.
Die Struktur von IC1 ist fest verdrahtet und für den 1,5-Volt-Betrieb mit einem absoluten Maximum von 3,5 Volt vorgesehen.
Die erste Untersuchung dieser Schaltung ergab, dass sich der Sendebereich nicht wesentlich ausdehnte, wenn 3 Volt zur Versorgung der Schaltung verwendet wurden, und der Stromverbrauch um das Dreifache anstieg.
Infolgedessen wird der Anstieg der Betriebsspannung nicht wirklich empfohlen. Die FM-Senderschaltung verbraucht nur etwa 5 mA, daher kann nur eine AA-Zelle für eine Weile dienen.
Konstruktion
Jeder Stromkreis, der mit hohen Frequenzen arbeitet, erfordert eine geeignete Erdung und Abschirmung. Jedoch. Um diese Zuordnung so einfach wie möglich zu gestalten, wurde keine Leiterplatte verwendet.
Anstelle einer Leiterplatte wurde eine leere einseitige Kupferummantelung verwendet, wobei das Kupfer auf der Komponentenseite eine Erdungsebene bildete und die Kabelverbindungen auf der gegenüberliegenden Seite hergestellt wurden.
Der Konstrukteur kann jede der wesentlichen Komponenten identifizieren, die für dieses Schaltungsdesign vorgesehen sind.
Wie in der Hauptfigur gezeigt, kann der Großteil der Komponenten mit einem Anschluss gesehen werden, der direkt zum Boden führt. Für diese Komponenten müssen Sie nur für den nicht geerdeten Stift ein Loch durch die Platine bohren.
Der andere Stift könnte direkt auf die Erdungsoberfläche oben auf der Leiterplatte gelötet werden. Es wird empfohlen, die Teile Schritt für Schritt zu bohren und zu löten. Auf diese Weise ist es möglicherweise einfacher, die einzelnen Komponenten korrekt zu reparieren.
Stellen Sie sicher, dass alle Terminals so klein wie möglich sind.
Stellen Sie außerdem sicher, dass die Entkopplungskondensatoren so nah wie möglich an den Pins von ICI, L3 und L4 positioniert sind.
Sie können die Spule L3 konstruieren, indem Sie 3 Windungen emaillierten Drahtes Nr. 20 kompakt auf die Welle eines 3/16 Zoll Bohrers wickeln und ihn unmittelbar nach dem Herausnehmen aus dem Bohrer auf 1/4 Zoll ausdehnen.
Um die Spule L4 zu erzeugen, wickeln Sie vier Windungen des Drahtes Nr. 20 wie zuvor vorgeschlagen eng und ziehen Sie die Windungen nach dem Entfernen von der Bohrwelle bis zu 3/8 Zoll heraus. Jede Spule ist auf der Platine installiert, die 1/46 Zoll über der Kupferoberfläche der Platine angehoben ist.
Positionieren Sie die Spulen rechtwinklig zueinander und mindestens 1 Zoll voneinander entfernt, um die Kopplung zwischen beiden zu minimieren. Die HF-Drosseln (L1 und L2) müssen ebenfalls rechtwinklig zu den Spulen L3 und L4 installiert werden.
Kasse und Abstimmung Nehmen Sie sich ein paar Minuten Zeit, um Ihre harte Arbeit zu untersuchen. Stellen Sie sicher, dass das Kupfer rund um die Steckplätze für den Durchgang der Komponentenklemmen entfernt wird.
Führen Sie vor dem Einschalten der Stromversorgung einige Inspektionen mit dem Ohmmeter von den ICI-Stiften bis zur Erdung durch, um festzustellen, ob Kurzschlüsse vorhanden sind, bei denen dies eigentlich nicht der Fall sein sollte.
Achten Sie zusätzlich auf die richtige Polarität der Elektrolytkondensatoren. Schließen Sie die Batterie an und bestimmen Sie den Stromverbrauch, der unter 5 Milliampere liegen muss.
Schließen Sie die Antenne an der Oberseite von L4 an, und zwar in der ersten Umdrehung von dem Ende, das mit Pin 7 von IC1 verbunden ist.
Die für den Prototyp gezeigte 17-Zoll-Antenne hat in den meisten Fällen die Größe, die bei tragbaren Funkgeräten festgestellt wurde. Verwenden Sie genau die richtige Größe für die Antenne, um Störungen mit den Funkgeräten in der Nähe zu vermeiden. Integrieren Sie ein Stereomusiksignal in den Sender links bei J1 und rechts bei J2.
Stellen Sie Ihr UKW-Radio über das gesamte Band hinweg auf das übertragene Signal ein. Stellen Sie C19 und C20 an ihren Mittelpunkten ein und stellen Sie L3 auf etwa 92 MHz ein. Jetzt können Sie C20 verwenden, um die angegebene Frequenz auszurichten.
Obwohl Sie höchstwahrscheinlich einen angemessenen Sendebereich haben, ist es möglich, die Schaltung für die höchste Ausgabe zu optimieren, indem Sie die Signalleistungsanzeige des FM-Empfängers verfolgen, mit dem Sie möglicherweise arbeiten, und den Spulenspalt zwischen den Windungen von L4 mit dehnen oder komprimieren ein isoliertes, nicht magnetisches Instrument.
Wenn Sie sich dem optimalen Punkt nähern, sind die Spulen in der Regel etwas interaktiv. Wenn Sie also nur eine ändern, kann sich dies auf die andere auswirken. Führen Sie den Vorgang so lange durch, bis Sie ein höchstmögliches Ergebnis erzielen.
Wenn Sie ein Stereosignal an J1 und J2 haben, stellen Sie den Ausgang des FM-Empfängers ein, idealerweise über Kopfhörer, und stellen Sie R1 und R2 auf den Pegel ein, der etwas unter dem Wert liegt, bei dem bei lauten Audioteilen Verzerrungen auftreten. Am Eingang wird ein Signalpegel von etwas unter 200 mV empfohlen.
Der 38-kHz-Oszillator wird idealerweise mithilfe eines Frequenzzählers optimiert, der an Pin 5 von ICI angebracht ist.
Wenn das Gerät nicht zugänglich ist, können Sie den Kern von T1 fein einstellen, indem Sie die Positionen ablesen, an denen die Stereo-Anzeigelampe des Empfängers ein- und ausgeschaltet wird. Stellen Sie den Kern in der Mitte zwischen diesen beiden Positionen ein.
Zusätzliche Anpassungen
Es kann Fälle geben, in denen Sie eine monophone Übertragung senden möchten, z. B. die Ausgabe eines Lautsprechers an ein Auditorium-Soundsystem.
Ein Kippschalter könnte in der Schaltung enthalten sein, um einen 0,01 & mgr; F-Kondensator zwischen IC Pin 6 ICI und Masse einzufügen, um die Stereofunktion einzuschränken.
Wenn möglicherweise eine langfristige monophone Funktion bevorzugt wird, könnten die 38-kHz-Oszillatorelemente und C5 aus der Schaltung entfernt werden.
Durch Einbau eines Elektret-Mikrofons in den J1-Eingang mit einem an + 1,5 Volt angeschlossenen 2,2-K-Widerstand wird diese Schaltung zu einem drahtlosen Mikrofon für die Verfolgung von Kinderzimmern oder zur Verwendung in Hörsälen. Schließen Sie die Komponenten anstelle von R1 an den Stromkreis an, wie unten gezeigt.
Mit der Stereofunktion können Sie zwei Eingänge zusammen verwenden. Sie könnten möglicherweise in Betracht ziehen, Gesang auf einem Kanal und Musikinstrument auf dem anderen für das Programm Ihres Audiosystems zu integrieren.
Alternativ können Sie auch das Telefon oder ein Kind auf dem linken Kanal verfolgen und Ihr Scan-Gerät auf dem rechten Kanal gleichzeitig einstellen, während Sie Ihr Fahrzeug aufräumen oder Ihren Garten mähen oder wenn Sie einen Kopfhörerempfänger tragen .
Zurück: So laden Sie leere Batterien auf Weiter: Senderkreis mit großer Reichweite - Reichweite von 2 bis 5 km
