Circuito transmissor estéreo FM usando IC BA1404

As postagens a seguir explicam como construir um circuito transmissor FM estéreo simples de construir usando IC BA1404.

Sobre o IC BA1404

Um circuito transmissor FM sem fio de áudio estéreo excepcional é apresentado abaixo.

O circuito depende do IC BA1404 da ROHM Semiconductors.

BA1404 é um modulador estéreo FM monolítico que inclui modulador estéreo integrado, modulador FM e circuito amplificador de RF.

O modulador FM pode ser controlado de 76 a 108 MHz e a fonte de alimentação do circuito pode ser quase qualquer coisa entre 1,25 a três volts.

Operação de Circuito

No circuito R7, C16, C14 e R6, C15, C13 faz o sistema de pré-ênfase para as estações direita e esquerda respectivamente.

Isso é obtido para complementar a resposta de frequência do transmissor FM com o receptor FM.

O indutor L1 e o capacitor C5 são empregados para fixar a frequência do oscilador. Os grupos C9, C10, R4, R5 aumentam a divisão da estação.

O cristal X1 de 38 kHz está ligado entre os pinos 5 e 6 do IC. A recepção estéreo composta é formada pelo circuito modulador estéreo que emprega a frequência regulada de quartzo de 38 kHz.

Construa o circuito em um PCB de alta qualidade.

Operar o circuito com uma bateria minimiza os distúrbios.

Trabalhe com um cabo de cobre de 80 cm como antena.

Para L1, tente dar três voltas de fio de cobre esmaltado de 0,5 mm de diâmetro em um núcleo de ferrite de 5 mm de diâmetro.

Diagrama do circuito do transmissor FM estéreo

Uma versão melhorada do design acima é explicada na postagem a seguir.

O circuito transmissor FM estéreo descrito abaixo pode ser usado para transmitir uma música FM estéreo muito mais nítida para todos os rádios FM próximos.

Noções básicas de FM

A maior parte do wireless básico Transmissores FM tendem a ser apenas monofônicos. Um sinal de transmissão estéreo apresenta um par de canais: esquerdo e direito. A frequência do som cobre uma largura de banda de 50 a 15.000 Hertz, junto com as frequências mais altas fornecem um aumento de agudos ou pré-ênfase para redução de ruído.

Cada canal é incorporado coletivamente e transmitido como canal de áudio primário (L + R) para garantir que os receptores FM monofônicos conseguirão reproduzir todo o conteúdo musical de entrada para o público apreciar.

Junto com a música do canal principal, um sinal estéreo inclui uma portadora piloto de 19 kHz a 10% de amplitude do canal primário, e também uma subportadora de banda lateral de 23 kHz a 53 kHz composta pela diferença entre os sinais de áudio direito e esquerdo ( L - R).

O receptor estéreo faz uso do sinal de 19 kHz para duplicar um sinal de 38 kHz com travamento de fase (mantido sob controle no transmissor) para decodificar as portadoras de banda lateral de volta para os canais direito e esquerdo. A figura a seguir exibe o espectro de frequência de um sinal estéreo FM.

O receptor oferece adicionalmente um corte de agudos (conhecido como de-ênfase), que compensa a pré-ênfase que foi incluída no transmissor.

Como funciona

A parte principal deste projeto de circuito é o IC1, um BA1404 transmissor estéreo FM conforme mostrado na figura acima. O sinal de entrada do canal esquerdo é ajustado para o nível correto por RI.

Aumento de agudos (pré-ênfase) é fornecido pela mistura paralela de Cl e R3.

Isso corresponde às especificações acústicas para o padrão de 75 microssegundos de acordo com as regras da FCC. O som é emparelhado pelo C10 à entrada do canal esquerdo do IC1 no pino 1. Os distúrbios de RF ruins são desviados para o aterramento via C2 para proteção contra feedback indesejável.

O estágio de entrada do canal direito para o pino 18 do ICI é na verdade o mesmo que o canal esquerdo. O desacoplamento da fonte de alimentação é executado por C14 e qualquer amplificação anterior para a entrada de som é desacoplada por C12 no pino 2 do chip.

Um sinal de 38 kHz é necessário para multiplexar o som de entrada e desenvolver o sinal portador preliminar.

Os estágios do circuito interno do IC1 facilitam a aplicação de um cristal de corte SX de 38 kHz, conforme comprovado pela linha pontilhada dentro do esquema da Figura acima.

No entanto, os cristais de 38 kHz podem ser difíceis de obter no mercado, além disso, podem custar muito se você conseguir um.

Um cristal muito mais facilmente acessível pode estar disponível, operando a 38.400 kHz.

Isso funciona na maioria das condições: estudos conduzidos no decorrer do desenvolvimento deste projeto específico confirmaram que alguns receptores estéreo FM podem não 'apertar a mão' de maneira confiável para a portadora piloto criada a partir de cristal de 38.400 kHz.

A solução foi trabalhar com um oscilador Hartley alternativo extremamente seguro, construído com componentes baratos e facilmente acessíveis no lugar de qualquer um dos osciladores de cristal.

A onda senoidal de 38 kHz é produzida por Q1 e as partes adjacentes (o oscilador de Hartley). O transistor de alto ganho Q1 apresenta um ganho de mais de 300: dispositivos de ganho inferior podem não funcionar por causa da tensão de alimentação reduzida (1,5 volts DC) que é fornecida por uma única célula AA.

O indutor variável empregado para T1 é um primeiro transformador de frequência intermediária (IF) comumente visto em rádios transistores portáteis, e é projetado para processamento de 455 kHz.

A bobina em T1 é embalada com ampla capacitância por C23 para levar sua freqüência de trabalho até aproximadamente 38 kHz. É possível ajustar o núcleo de Ti para colocar o oscilador precisamente na frequência.

Apesar do fato de que o oscilador pode flutuar muito mais em comparação com um cristal de quartzo, certamente não é um problema, simplesmente porque os receptores usam loops de fase bloqueada que podem rastrear o trivial flutuando.

Observe que o circuito não vai oscilar se a fiação do transformador Ti for invertida ou invertida. Uma vista de base do Ti é mostrada na Fig para ajudá-lo com as conexões.

As trilhas de áudio multiplexadas saem do pino 14 do IC1 e são combinadas com a portadora do piloto no pino 13 com a ajuda dos circuitos de R5, R6, C22 e C13.

A saída de áudio resultante é enviada para a entrada do modulador no pino 12. Para contornar qualquer tipo de complicações de feedback de RF, o pino 12 é desviado pelo C6. Um oscilador Colpitts, trabalhando de 88 a 95 MHz, é criado nos pinos 9 e 10 junto com os circuitos de C15 a C17, C20 e L3.

O realinhamento de frequência bruto é feito ajustando os intervalos de volta da bobina de L3, e o ajuste fino feito via C20.

A energia de RF que é desenvolvida através do circuito do tanque é impedida de retornar aos estágios da fonte de alimentação usando o capacitor de desvio C7 e o bloqueador de RF L2.

O realinhamento de frequência bruto é feito ajustando os intervalos de volta da bobina de L3, e o ajuste fino feito via C20. A energia de RF desenvolvida através do circuito do tanque é impedida de retornar aos estágios da fonte de alimentação usando o capacitor de desvio C7 e o bloqueador de RF L2.

A transmissão modulada no pino 10 de ICI é combinada internamente com o amplificador de saída de RF que compreende C18, C19 e L4 ligado ao pino 7.

Este estágio aprimora o áudio do oscilador para comutar a antena e isso inibe variações no carregamento da antena por meio da mudança da frequência do oscilador.

Uma derivação é extraída em um ponto em L4 na antena por ter a transmissão de potência mais alta possível.

A estrutura do IC1 é cabeada destinada a operação de 1,5 volts com um máximo absoluto de 3,5 volts.

O exame inicial deste circuito revelou que o alcance da transmissão falhou em expandir substancialmente quando 3 volts foram utilizados para fornecer o circuito, e o consumo de corrente aumentou 3 vezes.

Como resultado, o aumento da tensão operacional não é realmente recomendado. O circuito do transmissor FM consome apenas cerca de 5 mA, portanto, apenas uma célula AA pode servir por um bom tempo.

Construção

Qualquer circuito trabalhando com altas frequências exige aterramento e blindagem adequados. Contudo. para tornar esta tarefa o mais fácil possível, um PCB não foi usado.

Em vez de um PCB, um revestimento de cobre unilateral vazio foi utilizado, com o cobre no lado do componente criando um plano de aterramento e as conexões de fiação feitas no lado oposto.

O construtor será capaz de identificar cada um dos componentes essenciais destinados a este projeto de circuito.

Conforme demonstrado na figura principal, a maioria dos componentes pode ser vista com um terminal indo direto para o solo. Para esses componentes, você precisa fazer um furo na placa apenas para o pino não aterrado.

O outro pino pode ser soldado diretamente à superfície do solo na parte superior do PCB. É recomendável furar e soldar as peças passo a passo. Fazendo isso, pode ser mais simples consertar cada um dos componentes corretamente.

Certifique-se de manter todos os terminais tão pequenos quanto possível.

Além disso, certifique-se de que os capacitores de desacoplamento sejam posicionados o mais próximo possível dos pinos de ICI, L3 e L4.

Você pode construir a bobina L3 enrolando compactamente 3 voltas de fio esmaltado # 20 no eixo de uma broca de 3/16 polegada e esticando-a até 1/4 de polegada imediatamente após sua retirada da broca.

Para criar a bobina L4, enrole quatro voltas do fio # 20 conforme sugerido antes e puxe as voltas até 3/8 de polegada após removê-lo do eixo da broca. Cada bobina é instalada na placa 1/46 de polegada elevada sobre a superfície de cobre da placa.

Posicione as bobinas em ângulos retos entre si e pelo menos 1 polegada separadas para minimizar o acoplamento entre as duas. As bobinas de RF (L1 e L2) também precisam ser instaladas perpendicularmente às bobinas L3 e L4.

Faça check-out e ajuste Reserve alguns minutos para examinar seu trabalho árduo. Certifique-se de que o cobre seja removido ao redor das ranhuras destinadas ao terminal de componentes.

Antes de ligar a alimentação, faça algumas inspeções com o ohmímetro dos pinos do ICI ao aterramento para verificar se há algum tipo de curto onde realmente não deveria.

Além disso, procure a polaridade apropriada dos capacitores eletrolíticos. Conecte a bateria e determine o consumo de corrente deve ser inferior a 5 miliamperes.

Conecte a antena ao topo do L4, logo na primeira volta da ponta que está ligada ao pino 7 do IC1.

A antena de 17 polegadas mostrada para o protótipo será do tamanho na maioria dos casos identificados em rádios portáteis, use apenas o tamanho certo para a antena para evitar distúrbios com os rádios próximos. Integre um sinal de música estéreo ao transmissor à esquerda em J1 e à direita em J2.

Ajuste o rádio FM em toda a banda sintonizando o sinal transmitido. Ajuste C19 e C20 em seus pontos centrais e ajuste L3 em cerca de 92 MHz. Agora você pode empregar C20 para alinhar para a frequência especificada.

Mesmo que você provavelmente tenha uma faixa de transmissão decente, é possível otimizar o circuito para a saída mais alta rastreando o indicador de potência do sinal no receptor FM com o qual você pode estar trabalhando e esticando ou comprimindo a lacuna da bobina entre as voltas de L4 usando um instrumento isolado não magnético.

Conforme você se aproxima do ponto ideal, as bobinas tendem a ser um tanto interativas, portanto, modificar apenas uma pode impactar a outra. Continue fazendo o procedimento até atingir o resultado mais alto possível.

Tendo um sinal estéreo colocado em J1 e J2, sintonize a saída do receptor FM, de preferência por meio de fones de ouvido, e ajuste R1 e R2 para o nível ligeiramente abaixo de onde surge a distorção nas partes ruidosas do áudio. Um nível de sinal ligeiramente abaixo de 200 mV é recomendado na entrada.

O oscilador de 38 kHz é ajustado de maneira ideal usando um contador de frequência conectado ao pino 5 do ICI.

Se o equipamento não estiver acessível, você pode ajustar o núcleo do T1 lendo as posições onde a luz indicadora estéreo do receptor acende e apaga. Ajuste o núcleo a meio caminho entre essas duas posições.

Ajustes Adicionais

Pode haver casos em que você gostaria de transmitir uma transmissão monofônica, por exemplo, a saída de um alto-falante para um sistema de som de auditório.

Uma chave seletora pode ser incluída com o circuito para inserir um capacitor de 0,01 µF através do pino 6 ICI do IC e aterramento para restringir o funcionamento do estéreo.

Se talvez um funcionamento monofônico de longo prazo seja preferido, os elementos osciladores de 38 kHz e C5 podem ser removidos do circuito.

Incorporar um eletreto MIC à entrada J1 com um resistor de 2,2 K conectado a + 1,5 volts transformará este circuito em um microfone sem fio para rastreamento de crianças ou para uso em salas de aula. Conecte os componentes ao circuito no lugar de R1, conforme demonstrado abaixo.

A função estéreo permite que você use duas entradas juntas. Você poderia considerar a incorporação de vocais em um canal e instrumentos musicais no outro para o programa de seu sistema de áudio.

Alternativamente, você também pode acompanhar o telefone ou um bebê no canal esquerdo e sintonizar o dispositivo de varredura no canal direito ao mesmo tempo enquanto limpa seu veículo ou corta a grama do jardim, ou quando usa um receptor de fone de ouvido .