Чанартай аудио гаралттай радио хийх гарын авлага
Өөрийн радиог бүтээх нь электроник, дохионы боловсруулалт, аудио дадлагын талаарх ойлголтыг хослуулсан тул сэтгэл хөдөлгөм төсөл юм. Гэсэн хэдий ч гэрийн радиогийн олон төсөл нь дууны чанарыг харгалзан үзэлгүйгээр "дохио авах" үе шатанд зогсдог. Гэсэн хэдий ч зөв хэлхээний дизайн, зохион байгуулалттай бол цэвэр, тод, чимээ шуугиангүй аудио гаралт бүрэн боломжтой. Энэ нийтлэлд радиогийн төрөл болон гол хэлхээний блокуудыг сонгохоос эхлээд үр дүн нь исгэрээ, гажуудалгүй байхын тулд угсрах зөвлөмж хүртэл чанартай аудио гаралттай радио бүтээх практик гарын авлагыг авч үзэх болно.
1. Радиогийн төрлийг тодорхойлно уу: AM, FM эсвэл SDR
Эхний алхам бол өөрийн үүсгэхийг хүссэн радио платформоо сонгох явдал юм. Чанартай аудионы хувьд FM нь AM-ээс илүү тодорхой дуу гаргахад илүү хялбар байдаг, учир нь энэ нь далайцын интерференцэд илүү тэсвэртэй байдаг. Таны авч үзэж болох сонголтууд:
1. Энгийн аналог FM радио (дискрет эсвэл IC тохируулагч): анхан шатны суралцагчдад тохиромжтой, эд ангиудыг нь авахад хялбар.
2. IC хүлээн авагч дээр суурилсан радио (жишээ нь орчин үеийн IC тохируулагч/FM хүлээн авагч): тогтвортой, авсаархан бөгөөд аудио гаралт нь ихэвчлэн илүү тогтвортой байдаг.
3. SDR (Програм хангамжаар тодорхойлогдсон радио): дохионы боловсруулалтыг дижитал хэлбэрээр хийдэг тул аудио чанар маш сайн байж болох ч нэмэлт төхөөрөмжүүд (SDR донгл, компьютер/MCU, програм хангамж) шаарддаг.
Хэрэв таны гол зорилго бол дунд зэргийн хүндрэлтэй чанартай аудио гаралт бол IC хүлээн авагч дээр суурилсан FM радио хамгийн практик сонголт юм.
2. Аудиод нөлөөлдөг радиогийн үндсэн блокуудыг ойлгох
Сайн аудио гаралтад хүрэхийн тулд аль хэсгүүд хамгийн нөлөөтэй болохыг ойлгох хэрэгтэй. Ерөнхийдөө радио нь дараахь зүйлсээс бүрдэнэ.
– Антенн болон RF урд хэсэг: дохиог барьж авах, хөндлөнгийн оролцоог багасгах.
– Тохируулагч/хүлээн авагч: хүссэн давтамжийг сонгож, демодуляцийг гүйцэтгэнэ.
– Шүүлтүүр ба тодруулгыг багасгах (FM дээр): аудио давтамжийн шинж чанарыг байгалийн болгохын тулд тохируулна уу.
– Урьдчилан өсгөгч болон дууны хяналт: дохионы түвшинг тохируулна.
– Цахилгаан өсгөгч: чанга яригч/чихэвчний дууг өсгөдөг.
– Цахилгаан хангамж: муу зохион бүтээгдсэн бол хамгийн том дуу чимээний эх үүсвэр болдог.
Аудио чанар нь дохио хүлээн авагч муу байгаагаас бус, харин аудио өсгөгч, газардуулга, тэжээлийн хангамж нь шуугиан, чимээ нэмдэгээс болж ихэвчлэн мууддаг.
3. Зөв хүлээн авагч/тааруулагч сонгох
Нарийвчлалтай үр дүнд хүрэхийн тулд батлагдсан, тогтвортой хүлээн авагчийн модуль эсвэл IC ашиглана уу. Орчин үеийн олон FM модулиуд аль хэдийн дуу чимээ багатай стерео аудио гаралтыг өгдөг. Сонголтын шалгуур:
– Өндөр SNR (Дохио-шуугианы харьцаа): өндөр байх тусам цэвэрхэн.
– Бага THD: бага гажуудал гэдэг нь дууны түвшинг нэмэгдүүлэхэд илүү тод дуугарна гэсэн үг юм.
– Шугамын түвшний аудио гаралт: дараагийн аудио хэлхээгээр боловсруулахад хялбар.
– Стерео тусгаарлах чадвар сайн: Хэрэв та жинхэнэ стерео гаралтыг хүсч байвал чухал.
Хэрэв та бэлэн хүлээн авагчийн модуль ашиглаж байгаа бол шинэчлэлтийн гол анхаарал нь ихэвчлэн цахилгаан хангамж, кабелийн зохион байгуулалт, аудио өсгөгч дээр төвлөрөх болно.
4. Аудио замыг төлөвлөх: Шугамын гаралтаас өсгөгч хүртэл
Хүлээн авагчийн аудио гаралтыг ямар ч тохируулгагүйгээр шууд цахилгаан өсгөгчтэй холбох нь нийтлэг алдаа юм. Хамгийн сайн чанарын хувьд:
1. Тохируулагчийн гаралтаас тогтмол гүйдлийн хэлбэлзлийг арилгахын тулд холбогч конденсатор ашиглана уу.
2. Хэрэв дижитал модулиас өндөр давтамжийн шуугиан гарч байвал энгийн нам давтамжийн шүүлтүүр нэмнэ үү.
3. Хариултыг байгалийн мэт мэдрүүлэхийн тулд дууны хэмжээг хэмжих аудио/логарифмын потенциометр ашиглана уу.
4. Импедансыг хадгалах: шугамын гаралт нь ихэвчлэн 10кΩ–50кΩ ачаалалтай үед тохиромжтой байдаг.
Хэрэв та илүү сайн чанарыг хүсч байвал дуу чимээ багатай оп-ампын урьдчилсан өсгөгч нэмнэ үү. Гэсэн хэдий ч урьдчилсан өсгөгч нь мөн нарийн төвөгтэй байдлыг нэмэгдүүлдэг. Энэхүү 1000 үгтэй төслийн хувьд энгийн боловч цэвэрхэн арга хангалттай байх болно: шугамын гаралт → шүүлтүүр/холбогч → дууны сав → өсгөгч.
5. Цэвэр бөгөөд үр ашигтай аудио өсгөгч сонгох
Чанартай аудио гаралтын хувьд эцсийн өсгөгч сонгох нь маш чухал юм. Та дараах сонголтуудыг хийж болно:
– AB ангилал (жишээ нь LM386 нь хамгийн сайн чанартай биш боловч хялбар; TDAxxxx AB цуврал нь зарим төрлөөрөө илүү сайн): энгийн байх хандлагатай бөгөөд илүү байгалийн "шинж чанар"-тай боловч илүү их эрчим хүч шаарддаг.
– D ангилал (жишээ нь PAM8403, TPA3110/3116 болон үүнтэй төстэй): үр ашигтай, бат бөх боловч шилжих чимээнээс зайлсхийхийн тулд сайн зохион байгуулалт шаарддаг.
Хэрэв та жижиг чанга яригчдад зориулсан тод дуу хайж байгаа бол сайн хэлхээний самбартай чанартай D ангиллын модуль бол практик сонголт юм. Шилжүүлэгчийн дуу чимээ аудио зам руу орохоос сэргийлж хангалттай тэжээлийн шүүлтүүр нэмсэн эсэхээ шалгаарай.
6. Онцлогоо багасгах: Байгалийн FM дууны түлхүүр
FM өргөн нэвтрүүлгийн үед дуу чимээг бууруулахын тулд дамжуулахаасаа өмнө дууг урьдчилан тодруулдаг (өндөр давтамжийн өсгөлт) байдаг. Хүлээн авагч дээр давтамжийн хариу үйлдлийг хэвийн болгохын тулд тодруулгыг багасгах шаардлагатай. Хэрэв тодруулгыг багасгах нь хангалтгүй бол дуу чанга эсвэл хэт хурц сонсогдож болно.
Тодруулгыг багасгах стандартууд нь бүс нутгаас хамаарч өөр өөр байдаг (нийтлэг жишээ: 50 µs эсвэл 75 µs). Олон хүлээн авагчийн IC аль хэдийн нэгтэй байдаг боловч хэрэв байхгүй бол та аудио замд тодотголгүй RC хэлхээ нэмж болно. Аяны тэнцвэрийг зөв хангахын тулд RC утга нь танай бүс нутагт хамаарах стандартыг дагаж мөрдөж байгаа эсэхийг шалгаарай.
7. Цахилгаан хангамжийн загвар: Чанарын эх үүсвэр эсвэл асуудлын эх үүсвэр
Аудио чанар нь цахилгаан хангамжаас ихээхэн хамаардаг. Хямдхан адаптеруудаас гарах чимээ нь шуугиан эсвэл исгэрэх мэт сонсогддог.
Чухал зарчмууд:
– Тогтвортой зохицуулагч ашиглана уу (жишээлбэл, хүлээн авагчийн хэсэгт зориулсан бага дуу чимээтэй LDO).
– Боломжтой бол RF болон аудио хангамжийн шугамыг тусад нь байрлуул.
– IC тэжээлийн зүүний ойролцоо салгах конденсатор нэмнэ үү (жишээ нь 100 nF керамик + 10 µF электролитийн).
– Хэрэв шилжүүлэгч адаптер дуу чимээ гаргаж байвал LC эсвэл RC шүүлтүүр ашиглана уу.
Хэрэв та 5V USB адаптер ашиглаж байгаа бол бага долгионтой доош чиглэсэн модулийг авч үзэх эсвэл мэдрэмтгий аудио хэлхээний тэжээлийг "цэвэрлэх" зорилгоор LDO ашиглана уу.
8. Байршил, газардуулга, утас холболт: Дуу чимээг хамгийн бага байлгах нууц
Хэлхээний диаграм зөв байсан ч зохион байгуулалт муу байвал дууны чанар муудаж болзошгүй. Энд нэг дүрэм байна:
– Одны газардуулгыг ашиглана уу: газардуулгын гогцооноос сэргийлж аудио газардуулгын цэгүүдийг нэг гол цэг дээр нэгтгэнэ үү.
– Хөндлөнгийн нөлөөллөөс зайлсхийхийн тулд RF замыг аудио замаас хол байлга.
– Хэрэв хүлээн авагчаас өсгөгч хүртэлх аудио зам хэдэн сантиметрээс их байвал хамгаалалттай кабель ашиглана уу.
– Том гүйдлийн замыг (өсгөгчөөс чанга яригч хүртэл) жижиг дохионы замаас (шугамын гаралт) тусгаарлана.
– Салгах конденсаторыг өсгөгч болон хүлээн авагчийн IC-д аль болох ойр байрлуулна.
Хайрцаг дахь радиогийн хувьд физик байрлал бас чухал: хүлээн авагчийн модуль нь антенны ойролцоо байрладаг бол өсгөгч болон чанга яригч нь чанга яригчийн соронз саад болохгүйн тулд хангалттай зайтай байрладаг.
9. Антенн ба хөндлөнгийн оролцоог зохицуулах
Сайн аудио гаралттай радио нь тодорхой дохио шаарддаг хэвээр байна. Сул дохио нь чимээ шуугианыг нэмэгдүүлж, стерео алдаж, дууг бүдгэрүүлж болзошгүй. Зөвлөгөө:
– Зурвастай тохирох антенн ашиглана уу (FM-ийн хувьд энгийн диполь ихэвчлэн тохиромжтой).
– Антенныг цэнэглэгч, чиглүүлэгч эсвэл тогтмол гүйдлийн мотор зэрэг дуу чимээний эх үүсвэрийн ойролцоо байрлуулахаас зайлсхий.
– Хэрэв та маш их хөндлөнгийн оролцоотой орчинд байгаа бол энгийн RF шүүлтүүр нэмнэ үү.
Хүчтэй, тогтвортой дохио бол аудио чанарын үндэс суурь юм - өсгөгч хичнээн сайн байсан ч муу дохио муу сонсогдсоор байх болно.
10. Туршилт ба тохируулга: Аудиофил шиг сонс
Эцсийн шат бол туршилт, сайжруулалт юм:
1. Дуу чимээний шалны тест: дохиогүйгээр дууг өндөр болгож, исгэрэх/хүнжигнэх чимээг сонс.
2. Гажуудлыг шалгах: хөгжмийн нэвтрүүлгийг тоглуулж, дууны түвшинг нэмэгдүүлж, гажуудуулж байгаа эсэхийг шалгаарай.
3. Стерео тэнцвэрийг шалгана уу: зүүн/баруун тал солигдоогүй, зай нь мэдрэгдэж байгаа эсэхийг шалгаарай.
4. Асуудлын эх үүсвэрийг шалгана уу: хэрэв 50/60 Гц-ийн дуу чимээ гарч байвал газардуулга болон тэжээлийн хангамжид анхаарлаа хандуулна уу; хэрэв исгэрэх чимээ гарч байвал хэт их өсөлт эсвэл шуугиантай тэжээлийн хангамж байгаа эсэхийг шалгана уу.
Шаардлагатай бол өсгөгчийн олшруулалтыг бууруулж, кабелийн чиглүүлэлтийг сайжруулж эсвэл тэжээлд шүүлтүүр нэмнэ үү.
Хаах
Чанартай аудио гаралттай радио бүтээх нь зөвхөн "нэвтрүүлгийг сонсох" тухай биш, харин эхнээс нь дуустал цэвэр систем бүтээх тухай юм: тогтвортой дохио хүлээн авах, зохих ёсоор чангалах, цэвэр аудио зам, тохиромжтой өсгөгч, зохих цахилгаан хангамж болон газардуулга. Блок бүрээр нь арга барил, сахилга баттай зохион байгуулалтын тусламжтайгаар та тодорхой дуу чимээтэй, хамгийн бага чимээ шуугиантай, тав тухтай сонсох туршлагатай, тэр ч байтугай тодорхой ангиллын арилжааны тоног төхөөрөмжтэй харьцуулахуйц радио бүтээх боломжтой.
Хэрэв та хүсвэл би таны зорилтот түвшинд зориулж илүү техникийн хувилбарыг (блок схемийн жишээ, тодорхой модуль/IC зөвлөмж, эд ангийн жагсаалт/BOM) бэлтгэхэд тусалж чадна: жижиг чанга яригчтай стерео FM радио, hi-fi чихэвчний радио эсвэл SDR дээр суурилсан радио.
