مدار فرستنده اف ام با کیفیت بالا ( High Fidelity FM Transmitter )

مدار فرستنده اف ام با کیفیت بالا ( High Fidelity FM Transmitter )

پخش رادیو FM با استفاده از تکنولوژی مدولاسیون فرکانس ( Frequency Modulation = FM ) پخش می شود. برای دستیابی به پخش عالی موسیقی و گفتار، تمام فرکانس های صوتی از 0 تا 15 کیلوهرتز را باید انتقال داد. در این پست نحوه ساخت یک مدار فرستنده اف ام با کیفیت بالا را خواهید آموخت که با استفاده از قطعات ساده و در دسترس قابل ساخت است.

فرکانس خروجی این فرستنده با استفاده از حلقه فاز قفل شده ( PLL ) روی 96 مگاهرتز تنظیم و قفل شده است.

جزئیات مدار فرستنده اف ام با کیفیت بالا

این مدار از چند جزء تشکیل شده است:

•  IC1 = 74AC74 : دو فلیپ فلاپ نوع D با تریگر لبه مثبت
• IC3 and IC5 = CD4060 : شمارنده دودویی
• IC6 = LM386 : تقویت کننده صوتی توان پایین
• IC4 = CD4046 : حلقه فاز قفل شده ( PLL )
• IC2 = 7805 : رگولاتور ولتاژ
• و چندین جزء دیگر…

بلوک دیاگرام مدار فرستنده FM

در تصویر زیر نمای بلوکی مدار فرستنده اف ام با کیفیت بالا را مشاهده می نمایید:

جزئیات بلوک دیاگرام

• Audio Amplifier : تقویت کننده صوتی
• RF Oscillator : نوسان ساز موج رادیویی
• Antenna : آنتن (یک قطعه سیم به طول 78 سانتیمتر)
• VHF Prescaler : کاهش دهنده سطح سیگنال خروجی نسبت به سیگنال ورودی باند VHF
• CMOS Divider : تقسیم کننده CMOS
• PLL Comparator : مقایسه گر PLL
• Crystal OSC/REF Frequency 750KHZ : نوسان ساز کریستالی با فرکانس مرجع 750 کیلوهرتز
• Loop Filter : فیلتر حلقه

طرز کار مدار فرستنده اف ام با کیفیت بالا

ترانزیستور T1 همراه با مقاومت R1، R2 و R3، خازن های C2 و C5، کویل L1، خازن ترمینال VC1 و دیود Varactor D1، یک نوسانگر تحت کنترل ولتاژ (VCO) را در پیکربندی Pierce تشکیل می دهند.

IC1 به عنوان یک دستگاه VHF Prescaler عمل می کند و فرکانس نوسانگر را به یک چهارم تقسیم می کند.

خروجی RF سطح پایین از طریق L1 به حالت نیمه خاموش می رود و به پین ​​3 از IC1 از طریق C3 و به آنتن از طریق C4 تغذیه می شود.

خروجی 24 مگاهرتزی (96 مگاهرتز / 4) از Prescaler دیجیتال توسط شمارنده باینری IC3 تقسیم می شود. این سیگنال در پین 5 (Q5) موجود است.

نوسان ساز مرجع PLL

IC5 به عنوان یک نوسان کننده مرجع برای PLL استفاده می شود که فرکانس پایدار 750kHz را در پین 7 آن تولید می کند. IC4 دو سیگنال 750kHz ارائه شده به پین ​​3 و 14 آن را مقایسه می کند و سپس بزرگترین فرکانس را تعیین می کند. نتیجه در پین 13 آن، که سوئیچ بین 12 و 0 ولت است، در دسترس است.

فیلترها

پین 13 از IC4 به یک فیلتر متشکل از R10 و C16 متصل می شود.

C16 به ولتاژ DC متصل می شود و بنابراین ولتاژ کنترل را برای مدار کنترل فرکانس نوسان فرستنده و دیود varactor از طریق R11 و R14 فراهم می کند.

R13 و C17 یک فیلتر دیگر را تشکیل می دهند.

هر دو فیلتر دارای مقاومت های تعدیل کننده، R12 و R13، برای کاهش میزان کنترل حلقه است. بدون این مقاومت ها، مدار کنترل بیش از یک فرکانس اشتباه را تصحیح می کند و موجب خطای فرکانس بزرگتر و در جهت مخالف می شود.

اصلاح فرکانس

سیگنال خطا از پین 13 از IC4 فیلتر شده و به دیود وارکتور متصل می شود تا فرکانس را اصلاح کند. در نتیجه، نوسانگر تثبیت شده و به یک کریستال 12 مگاهرتزی ارجاع داده می شود، که پایداری کریستال را به ارمغان می آورد. اما نوسانگر هنوز هم می تواند سیگنال های صوتی ± 75kHz (مدولاسیون فرکانس باند فرکانس) را مدوله کند. اگر کریستال به طور مستقیم نوسانگر را کنترل می کرد، این غیر ممکن بود.

هنگامی که فرستنده در ابتدا روشن می شود، برای چند ثانیه اجازه کوپل فرکانس را می دهد. این یک مزاحم کوچک است اما اجازه می دهد فرکانس مدولاسیون فرستنده تا 10Hz پایین تر باشد.

ورودی های صدا

ورودی صوتی استریو از جک های صوتی JACK1 و JACK2 گرفته شده و در R15 و R16 ترکیب شده است.

VR2 برای کنترل صدا است. فرکانس صوتی تقویت شده (AF) از IC6 به دیود varactor از طریق R17 و C23 برای مدولاسیون فرکانس سیگنال RF تغذیه می شود.

آنتن

یک قطعه سیم (طول 78 سانتیمتر) را به خروجی RF به عنوان یک آنتن وصل کنید. شما می توانید از یک تقویت کننده RF خارجی در خروجی RF برای تقویت سیگنال به سطح 1W استفاده کنید.

ساخت و آزمایش مدار

طرح PCB مدار فرستنده اف ام با کیفیت بالا  و طرح های اجزای آن در شکل های زیر نشان داده شده اند:

لیست قطعات مدار

عکس زیر قطعات مورد نیاز برای ساخت مدار را نشان می دهد.:

مراحل ساخت

• فرستنده را در یک جعبه پلاستیکی کوچک قرار دهید.
• از کابل های محافظتی با کیفیت خوب برای اتصالات صوتی ورودی استفاده کنید.
• توصیه می شود از یک منبع تغذیه تنظیم شده 12V DC برای تغذیه مدار استفاده نمایید.

روشن کردن و تنظیمات مدار

همانطور که گفته شد، فرکانس عملکرد فرستنده 96 مگاهرتز است.

• VR2 را روی حداقل تنظیم کنید.
• VC1 را تنظیم کنید تا ولتاژ نقطه تست TP4 به 3.6V تا 4.2V برسد.
• VR1 کنترل بی حرکتی برای ترانزیستور T2 است و باید در موقعیت متوسط ​​قرار گیرد.
• LED1 باید روشن شود تا یک فرکانس قفل در 96 مگاهرتز نشان داده شود.
• سیگنال صوتی را در JACK1 یا JACK2 ارسال کنید.
• این سیگنال از طریق آنتن ANT.1 در 96 مگاهرتز منتقل خواهد شد.
• گیرنده FM را روی فرکانس 96 مگاهرتز تنظیم کنید.
• شما باید قادر به شنیدن سیگنال فرستاده شده در گیرنده FM خود باشید.
• شما همچنین می توانید از تلفن همراه خود در صورت داشتن گیرنده FM داخلی استفاده کنید.

تست و عیب یابی مدار

از جدول زیر برای عیب یابی و اندازه گیری نقاط تست استفاده کنید:

دانلود نقشه ها

نقشه های PCB و نصب قطعات مدار را از لینک زیر دانلود کنید:

دانلود

موفق و پیروز باشید…

منبع: EFY