Obwody nadajnika FM: Jak zbudować jeden dostosowany do Ciebie

Czy twój projekt inżynieryjny potrzebuje obwody nadajnika FM, ale nie masz pojęcia, jak go zrobić? Następnie ten artykuł jest dla Ciebie.

Obwód nadajnika FM jest kluczową częścią projektów obwodów komunikacyjnych bezprzewodowych i Bluetooth oraz częstotliwością nośną. Plus, Jest wydajny i może być trudne, ze względu na jego złożone diagramy i projekt.

Obraz przedstawiający schemat wektorowy modulacji częstotliwości (FM)

Na szczęście ten przewodnik ułatwi Ci to, rozbijając duże fragmenty informacji i frustrujące diagramy.

Stąd, czuć się komfortowo, i zanurzmy się w.

1. Co to jest obwód nadajnika FM?

Obraz przedstawiający układ nadajnika FM

Nadajnik FM (Modulacja częstotliwości) to obwód elektroniczny, który manipuluje falą sygnału nośnego w celu przesyłania przydatnych informacji lub danych.

Ponadto, używa jednego nadajnika i nie wymaga ogromnego zasilania do przesyłania sygnałów wejściowych audio na długich lub krótkich dystansach.

Aby obwód nadajnika FM działał, potrzebujesz przenośnego urządzenia audio, takiego jak odtwarzacz MP3 lub telefon komórkowy.

Obraz przedstawiający płytkę drukowaną FM

Źródło - Pexels 

W związku z tym można podłączyć nadajnik do gniazda słuchawkowego urządzenia audio i wysyłać sygnały dźwiękowe przez częstotliwość pasma FM.

Każda stacja radiowa w zasięgu transmisji może odebrać dowolny sygnał wiadomości.

2. Jak zrobić obwód nadajnika FM

Obraz przedstawiający inżyniera tworzącego obwód nadajnika FM

źródło: Pexels

W tej sekcji dowiesz się, jak zrobić najprostszy obwód nadajnika DIY FM, który działa idealnie.

2.1 Narzędzia do produkcji obwodów nadajnika FM

Oto rzeczy, których potrzebujesz, aby wykonać obwód nadajnika FM:

• Bateria 9v
• Kondensator zmienny
• antena
• Mikrofon lub inne wejście audio
• induktor
• Rezystory i kondensatory
• Tranzystory

2.2 Schemat obwodu i opis

Jeśli jesteś nowy w tym, diagramy obwodów może wyglądać nieco mylące. Ale, nie martw się, jesteśmy tutaj, aby wszystko było proste. Spójrz na ten praktyczny schemat obwodu.

Obraz schemat obwodu nadajnika FM

Źródło - Pinterest

Ten schemat obwodu przedstawia nadajnik FM z zasilaczem 9V. Dodatkowo mikrofon jest urządzeniem wejściowym odbierającym sygnały dźwiękowe.

W związku z tym, można generować sygnały fal radiowych dźwięku, gdy mówisz do mikrofonu. Ponadto mikrofon ma płyty pojemnościowe, które tworzą energię z dźwięków, które tworzysz.

Następnie zmienia falę dźwięku na skrzyżowaniu dzielnika i zamienia ją w sygnały audio. Następnie kondensator (C1) anuluje hałas z sygnału audio i wysyła go do tranzystora (Q1).

Tranzystory wysyłają sygnały dźwiękowe do obwodu zbiornika LC. Dodatkowo obwód jest konieczny, ponieważ generuje ruch o stałej częstotliwości.

Sygnał audio pochodzący z tranzystora następnie moduluje sygnał o stałej częstotliwości. Następnie zmodyfikowany sygnał przesyła do anteny, która wysyła sygnał dźwiękowy do dowolnego odbiornika w odległości do 30 metrów.

2.3 Konstrukcja obwodu nadajnika FM

Obwód nadajnika FM ma różne konstrukcje, od prostych do skomplikowanych. Przyjrzyjmy się więc dwóm podstawowym technikom, które są powszechne i łatwe do stworzenia.

Obraz przedstawiający urządzenie vintage za pomocą starego nadajnika FM

Obraz przedstawiający nowoczesne urządzenie z najnowszym nadajnikiem FM

2.3.1 Konstrukcja bezprzewodowa

Konstrukcja obwodu bezprzewodowego wysyła sygnały przesyłane przez radio dostrojone do pasującego pasma częstotliwości.

Częstotliwość zależy od sposobu umieszczenia cewki indukcyjnej i wartości C1, C2 i C3. Dodatkowo można manipulować odległością lub średnicą skrętu cewki, aby wykonać doskonałą reakcję na odbiorniki FM.

Mała antena przewodowa (około 3 cale) może być przymocowana w pokazanym punkcie, aby błąd był bardzo responsywny i tworzył sygnały wolne od zniekształceń.

Oto konstrukcja obwodu bezprzewodowego nadajnika FM.

Obraz przedstawiający diagram projektowania obwodu bezprzewodowego

Źródło - Pinterest

2.3.2 Konstrukcja jednego tranzystora

Ta konstrukcja jest najprostszym obwodem nadajnika do wykonania. Jednak jego prostota tworzy pewne wady, takie jak:

Mały zakres transmisji

Obsługuje baterię 1,5 V z ograniczonymi możliwościami

Konstrukcja tranzystora nie wykorzystuje mikrofonu jako urządzenia wejściowego dźwięku. Zamiast tego antena pełni podwójną funkcję (wykrywa i przesyła wibracje dźwiękowe). Ponadto nie ma etapu określania częstotliwości. W związku z tym nie można go nazwać dostrojonym obwodem nadajnika.

Oto jak wygląda projekt:

Obraz przedstawiający konstrukcję obwodu jednego tranzystora

źródło: Pinterest

W związku z tym przyjrzyjmy się konstrukcji części potrzebnych do stworzenia obwodu nadajnika FM.

2.3.3 Konstrukcja przedwzmacniacza audio

Konstrukcja ta reprezentuje przedwzmacniacz z prostym jednostopniowym wspólnym wzmacniaczem emiterowym.

Wybór Vcc

Wybraliśmy BIPOLARNY Tranzystor skrzyżowań NPN, BC109. Plus, ma napięcie około 40V, więc wybraliśmy mniejszy Vcc (9V).

Rezystor obciążenia, R4

Wykres przedstawiający opór obciążenia

Źródło - Wikimedia Commons (za darmo)

W tym miejscu obliczenie spoczynkowego prądu kolektora daje wartość rezystora obciążenia. Tak więc zebrane napięcie powinno wynosić 1/2 wybranego Vcc. Ponownie, oznacza to, że wartość naszego rezystora o stałym obciążeniu, R4, wynosi 4,5 tys. Wybraliśmy więc rezystor obciążenia 5K, aby uzyskać maksymalną wydajność.

Rezystory rozdzielacza napięcia R2 i R3

Obraz przedstawiający rezystory rozdzielacza R2 i R3

Źródło - Pinterest

Wartość rezystorów dzielnika napięcia można uzyskać, obliczając napięcie we wszystkich rezystorach i prąd odchylenia.

Ponadto prąd odchylenia ma przybliżoną wartość 10x prądu bazowego. Prąd bazowy (lb) wynosi tutaj 0.008mA -- W związku z tym nasz prąd odchylenia wynosi 0,08mA.

Ponadto napięcie w rezystorach (Vb) ma zakładaną wartość 0,7 V większą niż napięcie emitera (Ve). Tak więc, na przykład, jeśli nasz Ve jest 12% Vcc (1.08v), nasz Vb będzie 1.78v.

Stąd R2 = Vb/lbias = 22,25 tys. Wybraliśmy więc rezystor 22k.

R3 = (Vcc-Vb/lbias = 90,1 tys. Wybraliśmy więc rezystor 90k.

Rezystor emitera R5

Aby uzyskać wartość R5, użyj formuły Ve/le. Le jest prądem emitującym i ma taką samą wartość jak prąd kolektora. Stąd R5 =(Ve/le) = 540 Ohms. Tak więc wybieramy rezystor 500 Ohms, ponieważ może ominąć prąd emitera.

Kondensator sprzęgacza, C1

Celem kondensatora jest modulacja przepływu prądu przez tranzystor. Tak więc duże wartości pokazują niskie częstotliwości (basy), podczas gdy mniejsze wartości pokazują wyższe częstotliwości (wysokie tony). Tutaj wybieramy wartość 5uF dla naszego C1.

Rezystor mikrofonu R1

Ten rezystor ogranicza ilość prądu przechodzącego przez mikrofon, dzięki czemu pozostaje poniżej maksymalnej ilości tego, co może obsłużyć mikrofon. Ponadto, jeśli maksymalna bieżąca wartość naszego mikrofonu wynosi 0,4 mA, to wartość Rm = (Vcc-Vb)/0,4 = 18,05 tys. Ponieważ powinien być mniejszy, wybieramy rezystor 18k.

Kondensator obejściowy, C4

Dla C4 wybraliśmy kondensator elektrolitowy, który omija sygnał DC o wartości 15 uF.

2.3.4 Konstrukcja obwodu oscylatora

Oto projekt prostego obwodu oscylatora:

Elementy obwodu zbiornika- L1 i C6: Potrzebujemy częstotliwości oscylacji od 88 MHz do 10 MHz dla tego wyboru. W ten sposób wybieramy kondensator w zakresie od 5 do 20pF. Zastosowanie cewki indukcyjnej 0,2uH da naszemu C6 przybliżoną wartość 12pF.

Kondensator zbiornika, C9: Kondensator ten ma na celu utrzymanie wibrowania tanj = k obwodu. Tak więc, wybierzemy kondensator 5pF, jeśli nasza wartość wynosi od 4 do 10 pF.

Rezystory bias R6 i R7: Na podstawie obliczeń rezystorów odchyłkowych w konstrukcji przedwzmacniacza, nasze rezystory R6 i R7 będą 9K i 40K.

Kondensator sprzęgacza, C3: Do naszego kondensatora sprzęgacza wybraliśmy kondensatory elektrolitowe 0,01 uF.

Rezystor emitera, R8:  Rezystor emitera będzie miał przybliżoną wartość 1K, na podstawie poprzednich obliczeń dla obwodu wzmacniacza.

2.3.5 Konstrukcja obwodu wzmacniacza mocy

Obwody nadajnika FM nie wymagają dużej mocy wyjściowej , dlatego wybraliśmy wzmacniacz mocy klasy A z obwodem zbiornika LC jako nasze wyjście.

Ponadto nasz obwód zbiornika ma takie same wartości jak w naszym obwodzie oscylatora. Wybieramy więc rezystor tendencyjny o wartości 20 K i współczynniku sprzężenia 10 pF.

2.3.6 Wybór anteny

Zasięg naszego obwodu nadajnika FM wynosi około 2 km, więc wybieramy antenę kija, która jest 1/4 długości fali nadawczej. Inne opcje anteny obejmują również 30-calowy przewód.

2.4 Szczegółowe kroki

Oto cztery kroki, które pomogą Ci w utworzeniu obwodu nadajnika FM.

2.4.1 Pobierz wymagane komponenty

Przed rozpoczęciem tworzenia obwodu nadajnika FM upewnij się, że masz wszystkie potrzebne komponenty.

Tak więc, do tego obwodu nadajnika FM, będziesz potrzebował tranzystorów 2N3904-2, pięciu rezystorów: 100k Ω-1, 100Ω-1, 1M Ω-1, 1k Ω- 1 i 10k Ω -3, jeden cewka indukcyjna 0,1uH, cztery kondensatory: 0,1 pF - 2, 40 pF trymer - 1, 4,7 pF - 1, 10pF -1, antena, jedna bateria 9V i klips i jedna płytka drukowana (płytka drukowana).

2.4.2 Zrób płytkę drukowaną (jeśli jej nie masz)

Podczas tworzenia obwodu nadajnika FM, płytka drukowana jest koniecznością. Plus, jest to układ obwodów w formie fizycznej. Tak więc, jeśli nie możesz go zdobyć, musisz go zrobić.

Na szczęście, PCB są dość łatwe do stworzenia. Tak, trzeba miedzi platerowane, jeden stały marker / drukowane błyszczący papier, chlorek żelaza w proszku, małe wiertarki ręcznej, a trochę wody.

Stąd, oto co musisz zrobić:

• Usuń kurz z miedzi pokrytej płuczką
• Następnie narysuj układ obwodu za pomocą stałego znacznika lub wyprasuj zadrukowany błyszczący papier na czystym miedzianym
• Następnie dodaj trochę chlorku żelaza do miski z wodą i dobrze wymieszaj z małym kijem
• Po prawidłowym wymieszaniu umieścić płytkę drukowaną w roztworze, aby rozpuścić wszystkie niechciane
• Następnie umieść płytkę drukowaną w innej czystej misce z wodą, aby usunąć roztwór
• Następnie wyczyść płytkę drukowaną suchą szmatką. Po oczyszczeniu stałego znacznika zauważysz wytrawiony układ
• Na koniec umieść płytkę drukowaną na dowolnym podporze i wywiercić otwory w obwodach

2.4.3 Obwody

Najpierw podłącz układ PCB i plik fritzing obwodu. Gdy płytka drukowana będzie gotowa, umieść komponenty w odpowiednim obwodzie i przylutow go.

Zdjęcie Przedstawiające obwodu

Następnie zrób cewkę z miedzianym drutem o szerokości 18 lub mierniku 22. Jeśli używasz 18-metrowego drutu miedzianego, utwórz 4-5 obrotów cewki indukcyjnej z 1/4 cala (oR). Dla miernika 22, utworzyć 8-10 cewki indukcyjnej z 1/4 cala.

Po utworzeniu cewki indukcyjnej upewnij się, że przylutujesz go do obwodu.

Przylutow antenę do obwodu. Możesz więc wybrać 8-10 cm przewodu zaczepiania jako antenę lub użyć standardowej anteny.

2.4.4 Strojenie nadajnika

Dostrajanie nadajnika jest trudne, a proces zajmuje trochę czasu, więc wymaga cierpliwości i ostrożności.

Po zmianie kondensatora trymera można dostroić częstotliwość transmisji.

Tak, zmieniać pojemność trymera powoli, aż usłyszysz pewne zniekształcenia. Następnie dostroić się powoli do obszaru zniekształceń, aż nadajnik dopasowuje się do częstotliwości radiowej. Następnie usłyszysz wyraźne wyjście z radia.

Po zakończeniu strojenia, będziesz miał jeden ukończony obwód nadajnika FM.

Aby uzyskać bardziej szczegółową i praktyczną konstrukcję i test, obejrzyj poniższy film:

https://www.youtube.com/watch?v=wslmnYMsalc

3. Obwody nadajnika FM z jego specjalnymi funkcjami

Oto kilka specjalnych funkcji obwodu nadajnika FM:

3.1. Praca obwodu

Po włączeniu obwodu FM kondensator zapobiega zmianie tranzystora, dopóki nie jest naładowany.

Po rozładowaniu kondensatora 22n wyłącza tranzystory do momentu naładowania - procedura ta szybko generuje częstotliwość w cewce i wysyła go do anteny w celu transmisji.

3.2. Korzystanie z obwodu dostrojonego

Tutaj obwód FM ma stopień określania częstotliwości (obwód dostrojony) wbudowany w płytkę drukowaną. Jeśli chcesz uzyskać najlepszą wydajność z tego obwodu, użyj tradycyjnego typu cewki nawijarki i unikaj wytrawionych cewek antenowych.

3.3. Włączenie współczynnika Q

Obwód wykorzystuje tutaj "współczynnik Q" do generowania wysokich napięć. Moc ta pochodzi z kondensatora i cewki sieci zbiornika. Dzięki współczynnikowi Q obwód ma lepszą wydajność i może przenosić się na większe odległości.

3.4. Lepsze możliwości nasycenia

Obwód z lepszą możliwością nasycenia ma typową konstrukcję emitera, która różni się od typowych typów podstawowych. Ma cewki indukcyjne u podstawy, które zapewniają lepsze możliwości nasycenia i zdrowszą reakcję tranzystora.

3.5. Regulowany ślimak cewki

Ta konstrukcja wykorzystuje zmienny cewnik oparty na ślimaku, który sprawia, że jest znacznie lepszy od innych odpowiedników. Nadajnik można dostroić, po prostu dostosowując rdzeń ślimaka za pomocą śrubokręta. Ten obwód ma najlepszy zakres transmisji, ale nie jest zbyt stabilny.

3.6. Lepsza stabilność

Wspomniałem, że regulowany obwód ślimaka cewki nie był stabilny - na szczęście można poprawić jego stabilność, dostosowując antenę z jednej części cewki. Dodatkowo poprawia to ogólną wydajność obwodu.

3.7. Przesyłanie muzyki

Jeśli chcesz muzyki, a nie podsłuchiwanie przez częstotliwości, to ten projekt będzie intrygować. Dzięki temu nadajnikowi można połączyć wejście stereo ze źródłem, umożliwiając zadowalające przesyłanie elektronicznego sygnału audio wewnątrz obu kanałów radiowych. Oto obraz projektu.

Obraz przedstawiający konstrukcję obwodu nadajnika muzyki FM

źródło: Pinterest

3.8. Analiza dwóch obwodów szpiegowskich tranzystorów

Po dodaniu drugiego tranzystora do wspomnianych wcześniej pojedynczych tranzystorów FM zwiększy to czułość konstrukcji na skrajność. Ponadto dodany tranzystor zapobiega przeciążeniu mic.

3.9. Nadajnik IC 741 za pomocą połączenia przewodowego

Jeśli projekt wymaga przesyłania dźwięku przez przewody do głośnika, ten nadajnik jest dla Ciebie. Tutaj IC 741 służy jako etap przedwzmacniacza i możesz z łatwością zmienić jego wzmocnienie, aby dopasować go do swoich potrzeb.

3.10. Nadajnik kodu Morse'a

Jak sama nazwa wskazuje, ten projekt wysyła kody morse po dotknięciu przełącznika podłączonego do R3. Nadajnik ma bardzo duży zasięg tysiąca mil, a odbiorniki pasma UHF i VHF mogą odbierać te kody.

Ostatnie słowa

Ważnym czynnikiem decydującym o tym, jaki obwód nadajnika FM najlepiej pasuje do Twoich projektów DIY, jest wiedza o tym, jakie projekty jesteś w stanie zrobić. Ponownie, istnieją proste wzory, a także te złożone.

Niektóre z tych projektów wymagają, aby być ostrożnym i cierpliwym, jeśli chcesz najlepsze wyniki. Ponadto, wykonaj kroki, które wymieniłem wcześniej, aby uzyskać się pracy obwodu nadajnika FM.

Daj nam znać, jaki projekt sprawdził się najlepiej dla Ciebie, i skontaktuj się z nami, jeśli potrzebujesz więcej informacji.