Les articles suivants expliquent comment construire un circuit émetteur stéréo FM simple à construire à l'aide de l'IC BA1404.
À propos de l'IC BA1404
Un circuit émetteur sans fil FM audio stéréo exceptionnel est présenté ci-dessous.
Le circuit repose sur l'IC BA1404 de ROHM Semiconductors.
BA1404 est un modulateur stéréo FM monolithique qui comprend un modulateur stéréo intégré, un modulateur FM, un circuit d'amplification RF.
Le modulateur FM pourrait être contrôlé de 76 à 108 MHz et la source d'alimentation du circuit pourrait être presque n'importe quoi entre un, 25 et trois volts.
Fonctionnement du circuit
Dans le circuit R7, C16, C14 et R6, C15, C13 réalise le système de préaccentuation pour les stations droite et gauche respectivement.
Ceci est réalisé pour compléter la réponse en fréquence de l'émetteur FM avec le récepteur FM.
L'inductance L1 et le condensateur C5 sont utilisés pour fixer la fréquence de l'oscillateur. Les groupes C9, C10, R4, R5 améliorent le fractionnement des stations.
Le cristal X1 de 38 kHz est relié entre les broches 5 et 6 du circuit intégré. La réception stéréo composite est formée par le circuit modulateur stéréo utilisant la fréquence régulée par quartz de 38 kHz.
Construisez le circuit sur un PCB de haute qualité.
Le fonctionnement du circuit à partir d'une batterie minimise les perturbations.
Travaillez avec un câble en cuivre de 80 cm comme antenne.
Pour L1, essayez de faire trois tours de fil de cuivre émaillé de 0,5 mm de diamètre sur un noyau de ferrite de 5 mm de diamètre.
Schéma du circuit de l'émetteur FM stéréo
Une version améliorée de la conception ci-dessus est expliquée dans l'article suivant.
Le circuit d'émetteur stéréo FM décrit ci-dessous peut être utilisé pour diffuser une musique FM stéréo beaucoup plus claire vers toutes les radios FM à proximité.
Bases de la FM
La plupart des services sans fil de base Émetteurs FM ont tendance à être monophoniques uniquement. Un signal de diffusion stéréo comporte une paire de canaux: gauche et droit. La fréquence sonore couvre une bande passante de 50 à 15 000 Hertz, ainsi que les fréquences plus élevées ont fourni une augmentation des aigus ou une pré-accentuation pour la réduction du bruit.
Chaque canal est incorporé collectivement et diffusé en tant que canal audio principal (L + R) pour garantir que les récepteurs FM monophoniques parviendront à reproduire l'intégralité du contenu musical d'entrée pour que le public puisse en profiter.
Avec la musique du canal principal, un signal stéréo comprend une porteuse pilote de 19 kHz à 10% d'amplitude du canal principal, ainsi qu'une sous-porteuse de bande latérale de 23 kHz à 53 kHz constituée de la différence entre les signaux audio droit et gauche ( G / D).
Le récepteur stéréo utilise le signal de 19 kHz pour dupliquer un signal de 38 kHz à verrouillage de phase (gardé sous contrôle au niveau de l'émetteur) pour décoder les porteuses de bande latérale dans les canaux droit et gauche. La figure suivante affiche le spectre de fréquences d'un signal stéréo FM.
Le récepteur offre en outre une réduction des aigus (connue sous le nom de désaccentuation), qui compense la préaccentuation qui a été incluse au niveau de l'émetteur.
Comment ça fonctionne
La partie principale de cette conception de circuit est l'IC1, un Émetteur stéréo FM BA1404 comme indiqué dans la figure ci-dessus. Le signal d'entrée du canal gauche est ajusté au niveau correct par RI.
L'amplification des aigus (pré-accentuation) est fournie par le mélange parallèle de Cl et R3.
Cela correspond aux spécifications acoustiques à la norme de 75 microsecondes selon les règles de la FCC. Le son est couplé par C10 à l'entrée du canal gauche de IC1 sur la broche 1. Les mauvaises perturbations RF sont contournées vers la masse via C2 pour se protéger contre un retour indésirable.
L'étage d'entrée du canal droit vers la broche 18 de ICI est en fait le même que le canal gauche. Découplage d'alimentation exécuté par C14, et toute amplification préalable de l'entrée sonore est découplée par C12 sur la broche 2 de la puce.
Un signal de 38 kHz est nécessaire pour multiplexer le son entrant et développer le signal de porteuse préliminaire.
Les étages de circuit internes de IC1 facilitent l'application d'un cristal coupé SX à 38 kHz, comme le prouve la ligne en pointillé dans le schéma de la figure ci-dessus.
Cependant, les cristaux de 38 kHz peuvent être difficiles à trouver sur le marché, et ils peuvent coûter cher si vous en obtenez un.
Un cristal beaucoup plus facilement accessible peut être disponible qui fonctionne à 38,400 kHz.
Cela fonctionne dans la majorité des conditions: des études menées au cours du développement de cette conception particulière ont confirmé que quelques récepteurs stéréo FM pourraient ne pas «serrer la main» de manière fiable à la porteuse pilote créée à partir d'un cristal de 38,400 kHz.
Le remède était de travailler avec un oscillateur Hartley alternatif extrêmement sécurisé, construit à l'aide de composants bon marché et facilement accessibles à la place de l'un ou l'autre oscillateur à cristal.
L'onde sinusoïdale de 38 kHz est produite par Q1 et les parties adjacentes (l'oscillateur Hartley). Le transistor à gain élevé Q1 présente un gain de plus de 300: les dispositifs à gain inférieur risquent de ne pas fonctionner en raison de la tension d'alimentation réduite (1,5 volts CC) qui est fournie par une seule cellule AA.
L'inductance variable utilisée pour T1 est un 1er transformateur de fréquence intermédiaire (IF) couramment vu dans les radios portables à transistors, et il est destiné au traitement à 455 kHz.
La bobine en T1 est emballée avec une capacité suffisante par C23 pour porter sa fréquence de travail jusqu'à environ 38 kHz. Il est possible d'affiner le noyau de Ti pour placer l'oscillateur précisément sur la fréquence.
Malgré le fait que l'oscillateur puisse dériver beaucoup plus qu'un cristal de quartz, ce n'est certainement pas un problème simplement parce que les récepteurs utilisent des boucles à verrouillage de phase qui pourraient suivre le flottement trivial.
Prenez note que le circuit ne va pas osciller si le câblage du transformateur Ti est inversé ou inversé. Une vue de base de Ti est représentée sur la Fig pour vous aider avec les connexions.
Les pistes audio multiplexées sortent de la broche 14 de IC1 et sont mélangées avec le support pilote sur la broche 13 à l'aide des circuits de R5, R6, C22 et C13.
La sortie audio résultante est envoyée à l'entrée du modulateur sur la broche 12. Pour éviter tout type de complications de rétroaction RF, la broche 12 est contournée via C6. Un oscillateur Colpitts, fonctionnant de 88 à 95 MHz, est créé aux broches 9 et 10 avec les circuits de C15 à C17, C20 et L3.
Le réalignement de la fréquence brute est effectué en ajustant les écarts de spires de bobine de L3, et le réglage fin effectué via C20.
L'énergie RF qui est développée à travers le circuit de réservoir est empêchée de revenir dans les étages d'alimentation en utilisant le condensateur de dérivation C7 et la self RF L2.
Le réalignement de la fréquence brute est effectué en ajustant les écarts de spires de bobine de L3, et le réglage fin effectué via C20. L'énergie RF qui est développée à travers le circuit de réservoir est empêchée de revenir dans les étages d'alimentation en utilisant le condensateur de dérivation C7 et la self RF L2.
La transmission modulée à la broche 10 de ICI est combinée en interne à l'amplificateur de sortie RF comprenant C18, C19 et L4 attachés à la broche 7.
Cette étape améliore l'audio de l'oscillateur pour commuter l'antenne, ce qui empêche les variations de charge de l'antenne via la commutation de la fréquence de l'oscillateur.
Une prise est extraite en un point sur L4 sur l'antenne pour avoir la transmission de puissance la plus élevée possible.
La structure de IC1 est câblée destinée à un fonctionnement de 1,5 volts avec un maximum absolu de 3,5 volts.
L'examen initial de ce circuit a révélé que la plage de diffusion ne s'est pas étendue substantiellement lorsque 3 volts ont été utilisés pour alimenter le circuit, et la consommation de courant a augmenté de 3 fois.
En conséquence, l'augmentation de la tension de fonctionnement n'est pas vraiment conseillée. Le circuit de l'émetteur FM ne consomme qu'environ 5 mA, par conséquent, une seule cellule AA peut servir pendant un certain temps.
Construction
Tout circuit fonctionnant avec des fréquences élevées nécessite une mise à la terre et un blindage appropriés. Toutefois. afin de rendre cette affectation aussi simple que possible, un PCB n'a pas été utilisé.
Au lieu d'un PCB, un revêtement de cuivre vide unilatéral avait été utilisé, le cuivre du côté des composants créant un plan de masse et les connexions de câblage réalisées du côté opposé.
Le constructeur pourra identifier chacun des composants essentiels destinés à cette conception de circuit.
Comme le montre la figure principale, la majorité des composants peuvent être vus avec une borne se dirigeant directement vers la masse. Pour ces composants, vous devez percer un trou à travers la carte uniquement pour la broche non mise à la terre.
L'autre broche pourrait être soudée directement à la surface du sol au-dessus du PCB. Il est recommandé de percer et de souder les pièces étape par étape. En procédant ainsi, il peut être plus simple de réparer correctement chacun des composants.
Assurez-vous de maintenir tous les terminaux aussi petits que possible.
De plus, assurez-vous que les condensateurs de découplage soient positionnés aussi près que possible des broches ICI, L3 et L4.
Vous pouvez construire la bobine L3 en enroulant de manière compacte 3 tours de fil émaillé n ° 20 sur l'arbre d'un foret de 3/16 de pouce et en l'étirant à 1/4 de pouce immédiatement après son retrait du foret.
Pour créer la bobine L4, enroulez quatre tours de fil n ° 20 étroitement comme suggéré précédemment, et tirez les tours jusqu'à 3/8 de pouce après les avoir retirés de l'arbre de forage. Chaque bobine est installée sur la carte 1/46 de pouce surélevée sur la surface de cuivre de la carte.
Positionnez les bobines perpendiculairement les unes aux autres et à au moins 1 pouce séparés pour minimiser le couplage entre les deux. Les selfs RF (L1 et L2) doivent également être installées perpendiculairement aux bobines L3 et L4.
Vérification et mise au point Prenez quelques minutes pour examiner votre travail acharné. Assurez-vous que le cuivre est retiré tout autour des fentes destinées au passage de la borne de composant.
Avant de mettre sous tension, effectuez quelques inspections avec l'ohmmètre entre les broches d'ICI et la terre pour vérifier si des courts-circuits sont présents là où ils ne devraient vraiment pas.
Recherchez en outre la polarité appropriée des condensateurs électrolytiques. Fixez la batterie et déterminez la consommation de courant, elle doit être inférieure à 5 milliampères.
Connectez l'antenne au sommet de L4, au tout premier tour à partir de l'extrémité qui est liée à la broche 7 de IC1.
L'antenne de 17 pouces présentée pour le prototype aura la taille dans la plupart des cas identifiée sur les radios portables. Utilisez juste la bonne taille pour l'antenne afin d'éviter les perturbations avec les radios à proximité. Intégrez un signal musical stéréo à l'émetteur gauche à J1 et droit à J2.
Réglez votre radio FM sur toute la bande en syntonisant le signal transmis. Ajustez C19 et C20 à leurs points centraux et affinez L3 à environ 92 MHz. Vous pouvez maintenant utiliser C20 pour vous aligner sur la fréquence spécifiée.
Même si vous avez très probablement une plage de diffusion décente, il est possible d'optimiser le circuit pour obtenir la sortie la plus élevée en suivant l'indicateur de puissance du signal sur le récepteur FM avec lequel vous travaillez, et en étirant ou en comprimant l'écart de bobine entre les tours de L4 à l'aide de un instrument isolé et non magnétique.
Lorsque vous vous approchez du point optimal, les bobines ont tendance à être quelque peu interactives, donc la modification d'un seul peut avoir un impact sur l'autre. Continuez à faire la procédure jusqu'à ce que vous obteniez un résultat le plus élevé possible.
Ayant un signal stéréo placé sur J1 et J2, syntonisez la sortie du récepteur FM, idéalement via un casque, et ajustez R1 et R2 au niveau légèrement en dessous où la distorsion se produit sur les parties audio bruyantes. Un niveau de signal légèrement inférieur à 200 mV est recommandé à l'entrée.
L'oscillateur 38 kHz est idéalement ajusté à l'aide d'un compteur de fréquence attaché à la broche 5 de ICI.
Si l'équipement n'est pas accessible, vous pouvez affiner le noyau de T1 en lisant les positions où le voyant lumineux stéréo du récepteur s'allume et s'éteint. Ajustez le noyau à mi-chemin entre ces deux positions.
Ajustements supplémentaires
Il peut y avoir des cas où vous souhaitez diffuser une transmission monophonique, par exemple la sortie d'un haut-parleur vers un système de sonorisation d'auditorium.
Un interrupteur à bascule pourrait être inclus avec le circuit pour insérer un condensateur de 0,01 µF entre la broche ICI 6 ICI et la masse pour restreindre le fonctionnement stéréo.
Si peut-être un fonctionnement monophonique à long terme est préféré, les éléments d'oscillateur 38 kHz et C5 pourraient être retirés du circuit.
L'incorporation d'un électret MIC à l'entrée J1 avec une résistance de 2,2 K attachée à + 1,5 volts transformera ce circuit en un microphone sans fil pour le suivi de la chambre des enfants ou pour une utilisation dans les salles de conférence. Connectez les composants au circuit à la place de R1 comme illustré ci-dessous.
La fonction stéréo vous permet d'utiliser deux entrées ensemble. Vous pouvez éventuellement envisager d'incorporer des voix sur un canal et un instrument de musique sur l'autre pour le programme de votre système audio.
Alternativement, vous pouvez également garder une trace du téléphone ou d'un bébé sur le canal gauche et syntoniser votre appareil de balayage sur le canal droit tout à la fois lorsque vous nettoyez votre véhicule ou tondez votre jardin, ou lorsque vous portez un casque d'écoute. .
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