Ráð til að setja saman FM útvarp með mikilli næmni
FM útvarp er enn aðlaðandi kostur fyrir marga, hvort sem það er til skemmtunar, til að læra grunnatriði í rafeindatækni eða einfaldlega til að njóta spennunnar við að smíða sín eigin tæki. Ein helsta áskorunin við smíði FM útvarps er að ná mikilli næmni, sem þýðir að útvarpið getur tekið upp veik merki en samt viðhaldið skýru hljóði og lágmarkað hávaða. Góð næmni er ekki ákvörðuð af einum íhlut, heldur af samsetningu af rafrásahönnun, gæðum útlits, loftnetshönnun og samsetningartækni.
Hér eru nokkur hagnýt og tæknileg ráð til að hjálpa þér að smíða mjög næman FM útvarpsstöð.
-
1. Skilja þá þætti sem ákvarða næmi
Áður en samsetning hefst er mikilvægt að skilja hvað hefur áhrif á næmi FM-móttakara:
– Lágt suðtala (NF) í RF (útvarpsbylgjumagnara) og framstigum.
– Góð sértækni, þannig að útvarpið verður ekki auðveldlega „sprautað inn“ í sterk merki frá nálægum tíðnum.
– Stöðugur staðbundinn sveiflugæði (LO), því að sveiflur geta veikt móttökuna.
– Viðnámsjöfnun milli loftnetsins og inntaksrásarinnar.
– Rétt uppsetning prentplata, sérstaklega í RF-slóðum sem eru mjög viðkvæmar fyrir truflunum.
Með því að skilja þetta geturðu einbeitt þér að því að bæta áhrifamestu punktana, frekar en að bæta einfaldlega við liðsauka marklaust.
-
2. Veldu rétta arkitektúr: Stillingareining vs. aðskilinn hringrás
Það eru tvær almennar aðferðir:
a) Notkun nútíma FM móttakara IC
IC-einingar eins og TEA5767 fjölskyldan, RDA5807 eða DSP-byggðir FM-móttakarar bjóða yfirleitt upp á góða næmni og stöðuga afköst, sérstaklega fyrir byrjendur. Kostir þeirra:
– Nákvæm og stöðug stilling
– Færri ytri íhlutir
– Næmi og sértækni eru yfirleitt best
b) Notkun hliðrænna/stakra rafrása (ofurheterodyne)
Ef markmið þitt er að læra og vilja fulla stjórn, þá getur ofurheterodyne hönnun (RF framhlið → blandari → 10,7 MHz IF → afmótunartæki) framkallað mikla næmni, en krefst snyrtilegrar uppsetningar og vandlegrar röðunar.
Til að fá skjót og stöðug úrslit eru nútíma örgjörvar oft betri. Hins vegar, fyrir „klassísk“ verkefni í námi, er ofurhitari kjörinn kostur.
-
3. Gefðu gaum að RF framhliðinni (mikilvægasti hlutinn)
RF inntakshlutinn ákvarðar hvort veik merki geti „lifað af“ vegna hávaða.
Mikilvæg ráð:
– Notið lágtíðni RF smára (t.d. þá gerð sem er sérstaklega hönnuð fyrir VHF) ef notuð er stakræn hönnun.
– Bætið við bandpassasíu (BPF) við inntakið til að bæla niður merki utan FM-tíðnisviðsins (88–108 MHz).
– Forðist langar snúrur á RF inntakslínunni; því lengri sem þær eru, því líklegra er að þær nemi hávaða og merkjatap.
Ef þú notar stillaraeiningu skaltu hafa loftnetsleiðina að einingunni í huga: haltu henni stuttri og snyrtilegri.
-
4. Notaðu rétta loftnetið (ekki bara „vír“)
Margar útvarpstæki eru ekki næm vegna rafrásarinnar heldur vegna loftnetsins.
Ráðleggingar:
– Fyrir FM er einföld virk loftnet 1/2 bylgju tvípól.
– Heildarlengd tvípólsins er u.þ.b.:
L ≈ 150 / f(MHz) metrar
Segjum sem svo að f = 100 MHz, L ≈ 1,5 metrar (hvor hlið er um 75 cm).
– Ef þú notar sjónaukaloftnet skaltu staðsetja það upprétt og fjarri hávaðagjöfum (hleðslutækjum, millistykki, beinum).
Ef margar hindranir eru í umhverfi þínu gætirðu viljað íhuga að setja upp útiloftnet eða setja það nálægt glugga.
-
5. Loftnetsviðnám og tengisamsvörun
Til að koma í veg fyrir að merkið skoppist og tapist skaltu gera góða pörun:
– Margar RF-rásir nota 75 ohm (algengt fyrir sjónvarps-koaxialsnúru) eða 50 ohm (algengt fyrir RF) staðalinn.
– Ef notaður er koax-tengi skal nota viðeigandi tengi og sterka tengingu.
– Forðist lausar tengingar eða klemmdar snúrur — það er lítið mál en getur haft mikil áhrif.
Ef þú ert að nota FM-útvarpstæki skaltu athuga gagnablaðið: sumar einingar eru hannaðar fyrir ákveðin inntök (t.d. 75 ohm).
-
6. Skipulag prentplötu: Oft vanmetinn ákvörðunarþáttur
Á FM tíðnum er útlitið ekki bara „snyrtilegt“ heldur hluti af hönnuninni.
Bestu starfsvenjur:
– Notið eins breitt jarðflöt og mögulegt er.
– Aðskiljið RF-leiðina frá hljóðleiðinni og aflgjafaleiðinni.
– Búa til stuttar, beinar og lágmarks RF leiðir í gegnum .
– Setjið framhluta íhlutanna eins nálægt skýringarmyndinni og mögulegt er.
– Notið hlífðarbúnað (málmdós/kassa) fyrir stillarahlutann ef mögulegt er.
Ef þú smíðar á perfboard (veroboard) lækkar næmið venjulega vegna sníkjudýraafkastagetu og spanns. Til að ná sem bestum árangri er mjög mælt með sérsniðinni prentplötu.
-
7. Hreinn aflgjafi = Næmari móttakari
Hávaði í aflgjafanum fer auðveldlega inn í RF og IF stigin, þar sem hann heyrist sem sus eða truflanir.
Lausn:
– Notið góðan spennustillara (t.d. LDO fyrir lágan hávaða).
– Bætið við aftengingarþétti: samsetningu af 100 nF keramik + 10 µF rafgreiningarþétti nálægt IC/RF-spennunum.
– Ef notaður er rofabreytir skal íhuga viðbótarsíu (LC-síu) eða nota línulegan straumbreyti til prófunar.
Oft, með því einfaldlega að laga aflgjafann, getur upphaflega „dauf“ útvarp orðið mun móttækilegra.
-
8. 10,7 MHz IF stig og keramik sía
Í ofurheterodyne útvarpsstöðvum er IF-stigið mikilvægt fyrir næmi og sértækni.
Ábending:
– Notið gæða 10,7 MHz IF keramik síu sem passar við bandvíddina.
– Of breitt síu gerir það auðvelt fyrir útvarpið að vera „sprautað inn“ af sterkum stöðvum á nálægum tíðnum.
– Of þröngt síu getur gert hljóðið „þaggað“ eða brenglað.
Ef þú ert að nota IF/demodulator IC (t.d. LA/TDA fjölskylduna fyrir hliðrænt FM útvarp), fylgdu þá síuleiðbeiningunum í gagnablaðinu.
-
9. Forðist ofmagnun: Of mikil mögnun getur verið skaðleg
Það að bæta við of stórum RF magnara eykur ekki alltaf næmnina. Það sem gerist oft er:
– Útvarpið verður auðveldlega ofhlaðið þegar stöðin er sterk.
– Millimótun á sér stað (hljóð frá öðrum stöðvum lekur).
– Hávaði eykst einnig.
Það er betra að sækjast eftir lágum hávaða framhlið + góðum síu heldur en að einfaldlega hækka gain-ið án þess að stjórna.
-
10. Framkvæma stillingu (stillingu) með öruggri aðferð
Ef þú ert að smíða hliðrænt útvarp getur röðun aukið næmið verulega.
Almennar leiðbeiningar:
– Notið plastskrúfjárn til að forðast að breyta rýmdinni handvirkt/með málmi.
– Stilltu spóluna og snyrtarann með litlum breytingum.
– Byrjið á sveiflaranum (til að fá tíðnikvarðann réttan), síðan RF inntakinu og að lokum IF (ef mögulegt er).
– Ef þú hefur aðgang að RF merkjagjafa og tíðnimæli verða niðurstöðurnar mun nákvæmari.
Ef ekkert mælitæki er til staðar skal leiðrétta það með því að leita að sterkasta móttökustaðnum á veikri en stöðugri stöð.
-
11. Prófaðu í umhverfi með litlum truflunum
Nútímatæki eins og hleðslutæki fyrir farsíma, ódýr LED ljós, fartölvur og Wi-Fi beinar geta gefið frá sér hávaða sem truflar móttökuna.
Prófaðu:
– Slökkvið á ákveðnum tækjum meðan á prófun stendur.
– Haldið útvarpinu frá rofamillistykkinu.
– Prófið utandyra eða nálægt glugga til að ákvarða hvort vandamálið sé í rafrásinni eða umhverfinu.
-
12. Notaðu kassa og skjöldun fyrir fagmannlegar niðurstöður
Ef þú vilt stöðuga, háa næmi:
– Setjið útvarpið í málmhús eða plasthús með skjöldu á stillaranum.
– Aðskiljið RF-herbergið og hljóð-/rafmagnsherbergið ef mögulegt er.
– Gakktu úr skugga um að jarðtenging hlífarinnar sé rétt tengd við jarðtengingu rafrásarinnar (ekki fljótandi).
Góð skjöldun gerir útvarpið oft „rólegri“ og auðveldar að nema veikar útsendingar.
-
Lokun
Að smíða FM-útvarp með mikilli næmni er samsetning af réttri hönnun, gæðaíhlutum, réttri prentplötuútfærslu, viðeigandi loftneti og hreinni aflgjafa. Ef þú ert að leita að skjótum árangri getur nútímaleg stillaraeining verið hagnýtur kostur. Hins vegar, ef þú ert að leita að reynslu og tæknilegri afköstum, getur smíði á ofurfjölbreytileika með hreinum framhlið og vandlegri stillingu framleitt mjög næmt útvarp.
Ef þú vilt get ég líka aðstoðað þig við að velja rétta uppsetningu (einingu/hliðræna), mæla með íhlutum eða búa til skref-fyrir-skref leiðbeiningar byggðar á búnaði þínum og afköstum (t.d. fyrir svæði með lágt merki á landsbyggðinni eða notkun innanhúss).
