Тогтвортой дохионы FM радио үүсгэх аргууд
FM радио нь мэдээлэл, зугаа цэнгэлийг сонсох практик, боломжийн үнэтэй, хялбархан хүртээмжтэй хэрэгсэл хэвээр байна. Дижитал эрин үе хурдацтай хөгжиж байгаа ч олон хүн интернет тогтворгүй үед өвөрмөц мэдрэмж, найдвартай байдлаасаа болж FM радиог илүүд үздэг хэвээр байна. Гэсэн хэдий ч энгийн хүлээн авагч хэлхээ эсвэл илүү боловсронгуй хувилбар байсан ч FM радио төхөөрөмжийг бүтээхэд тулгардаг гол бэрхшээл бол хүлээн авсан дохио тогтвортой хэвээр байх, амархан "шилжих" (шилжих) биш, чимээ шуугианаар дүүрэхгүй байх, олон станц давтамжаараа бие биендээ ойрхон байх үед сайн сонголттой байх явдал юм. Энэ нийтлэлд үндсэн ойлголт, бүрэлдэхүүн хэсгийн сонголт, RF хэлхээний загвар, туршилтын үе шатнаас эхлээд илүү тогтвортой дохиог бий болгохын тулд FM радио бүтээх аргуудыг авч үзэх болно.
1. FM радиогийн тогтвортой байдлыг ойлгох нь
FM радиогийн тогтвортой байдал нь ихэвчлэн хэд хэдэн зүйлийг хэлдэг.
1. Супергетеродин хүлээн авагч дахь орон нутгийн осциллятор (LO) давтамжийн тогтвортой байдал эсвэл энгийн хүлээн авагч дахь тохируулгын тогтвортой байдал.
2. Бусад дохионууд амархан саад болохгүй байхаар хүлээн авах тогтвортой байдал (мэдрэмж ба сонгомол байдал).
3. Хүчдэлийн өөрчлөлт нь осциллятор болон RF өсгөгчийн шинж чанарыг өөрчлөхгүй байхаар цахилгаан хангамжийн тогтвортой байдал.
4. Механик болон дулааны тогтвортой байдал, учир нь температур эсвэл чичиргээний өөрчлөлт нь мэдрэмтгий индуктор/конденсаторын утгыг өөрчилж болно.
Хангалттай тогтвортой байдалгүйгээр радио нь тохируулсан станцуудаа амархан алдаж, исгэрэх эсвэл хүрэхэд "үсрэх" мэт сонсогдоно.
2. Архитектурыг тодорхойлох: TRF, Superregen эсвэл Superheterodyne
Угсрахаасаа өмнө FM хүлээн авагчийн архитектурыг тодорхойлно уу:
– TRF (Тааруулсан радио давтамж): шууд илрүүлдэг RF давтамж дээр өсгөгчтэй энгийн хэлхээ. Орчин үеийн FM-д ихэвчлэн сонгомол биш байдаг.
– Супер нөхөн төлжих: мэдрэмтгий боловч дуу чимээ ихтэй, хөндлөнгийн оролцоо үүсгэж болзошгүй. Тогтвортой байдлыг нь хадгалахад харьцангуй хэцүү.
– Супергетеродин: орчин үеийн FM радио стандарт. Энэ нь илүү сайн сонголт болон тогтвортой байдлыг хангахын тулд орон нутгийн осциллятор болон 10,7 MHz IF (Завсрын давтамж) ашигладаг.
Тогтвортой дохионы хувьд, ялангуяа зориулалтын FM тааруулагчтай IC ашиглаж байгаа бол супергетеродин хамгийн сайн сонголт юм.
3. Тохируулагчийн IC сонголт: Тогтвортой байдалд хүрэх хурдан зам
Хэрэв таны анхаарал тогтвортой FM радио дээр төвлөрч байвал FM-д зориулж тусгайлан бүтээсэн хүлээн авагчийн IC ашиглаарай, жишээлбэл:
– PLL (Фазын түгжээтэй гогцоо)-той аналог/дижитал тюнерийн IC.
– Ашиглахад бэлэн FM радио модуль (ихэвчлэн RF урд хэсэг, IF, демодулятор, заримдаа аудио өсгөгчтэй байдаг).
PLL-ийн давуу тал нь давтамжийн нарийн түгжээ юм, тиймээс температур эсвэл хүчдэл өөрчлөгдсөн ч радио амархан шилждэггүй.
Хэрэв та эхнээс нь дизайн хийхийг хүсч байгаа хэвээр байгаа бол үр дүнг чимээгүй байлгахын тулд 10,7 MHz керамик IF шүүлтүүр болон тохиромжтой хязгаарлагч/детектор ашиглана уу.
4. RF-ийн урд талын дизайн: Антен, тохируулга болон шүүлтүүрүүд
FM радиогийн гүйцэтгэлийн хамгийн чухал хэсэг бол RF-ийн урд хэсэг юм. Гол техникүүд:
а. Зөв антенн
FM (88–108 MHz)-ийн хувьд хамгийн тохиромжтой антенн нь:
– Хагас долгионы дипол (нийт урт нь ойролцоогоор 75 см, хөл тус бүр ±37,5 см).
– Энэ хэмжээтэй ойртож буй сунгасан дуран антенн.
Хэт богино антенн нь мэдрэг чанарыг бууруулна. Зөв тохируулаагүй хэт урт антенн нь дохиог ойлгож, хүлээн авахад тохиромжгүй байдалд хүргэж болзошгүй.
б. Импеданс ба тохируулга
FM радио нь ихэвчлэн 75 ом антенны эсэргүүцэлтэй ажилладаг. Алдагдлыг багасгахын тулд оролтын шугам болон холбогч нь зохих эсэргүүцэлтэй байгаа эсэхийг шалгаарай. Сайн тохируулга нь тогтвортой хүлээн авахад хувь нэмэр оруулдаг, учир нь ирж буй дохио илүү "цэвэр" бөгөөд антенны байрлал бага зэрэг өөрчлөгдөхөд огцом хэлбэлздэггүй.
в. RF зурвасын дамжуулалтын шүүлтүүр
88–108 МГц орчимд зурвасын дамжуулалтын шүүлтүүр нэмнэ үү. Зорилго нь:
– FM зурвасын гаднах давтамжаас (жишээ нь бусад VHF дохионууд) үүсэх хөндлөнгийн оролцоог бууруулдаг.
– RF өсгөгч болон холигчийг хэт ачаалахаас зайлсхий.
Шүүлтүүр нь энгийн LC хэлхээ байж болно эсвэл бэлэн шүүлтүүрийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг ашиглаж болно. Индукторын чанар (Q хүчин зүйл) маш чухал юм.
5. Тогтвортой Осциллятор: Давтамжийг "ажиллуулахгүй" байхын түлхүүр
Супергетеродин хүлээн авагчид орон нутгийн осциллятор (LO) тогтвортой байх ёстой. Тогтвортой байдлыг сайжруулах аргууд:
1. Боломжтой бол PLL синтезатор ашиглаарай. Энэ бол хамгийн тогтвортой арга юм.
2. Хэрэв уламжлалт LC осциллятор ашиглаж байгаа бол:
– Давтамж тодорхойлох хэсэгт NP0/C0G конденсаторуудыг ашиглана уу, учир нь тэдгээрийн дулааны хэлбэлзэл бага байдаг.
– Хүрэхэд өөрчлөгдөхгүй бат бөх цөм болон механиктай индуктор ашиглана уу.
– Осцилляторыг гар эсвэл ойролцоох металл эд зүйлс амархан “нөлөөлөхөд” хүргэдэг байрлалаас зайлсхий.
"Микрофоник" (чичиргээнд мэдрэмтгий) осциллятор нь дууг хэлбэлзэж байгаа мэт харагдуулна.
6. Хэрэв 10,7 MHz давтамжтай бол: Сонголт нь аудио цэвэр байдлыг тодорхойлдог
Холихын дараа FM дохио нь 10,7 МГц-ийн IF хүртэл буурдаг. Энд дараахыг ашиглана уу:
– Сувгийн сонголтын 10,7 МГц керамик шүүлтүүр.
– Далайцын хэлбэлзлийн нөлөөллийг бууруулах хязгаарлагчтай IF өсгөгч.
– Шүүлтүүртэй таарсан FM ялгаварлагч / квадрат детектор.
Сайн сонголттой байдал нь радиог хоёр станцыг нэгэн зэрэг хүлээн авахаас сэргийлдэг (зэргэлдээ сувгийн хөндлөнгийн оролцоо). Хязгаарлагч нь демодуляцийг илүү дуу чимээнд тэсвэртэй болгоход тусалдаг.
7. Цахилгаан хангамж: Ихэнхдээ үл тоомсорлогддог ч түүний нөлөө асар их байдаг
Цахилгаан хангамж муу байгаагаас болж олон радио хэлхээ тогтворгүй байдаг. Санал болгож буй арга:
– Жижиг долгионтой хүчдэлийн зохицуулагч (жишээ нь LDO) ашиглана уу.
– Үе шат бүрт салгах конденсаторуудыг нэмнэ: IC тээглүүрийн ойролцоо 100 nF керамик, тэжээлийн шугам дээр 10–100 µF elcos нэмнэ.
– Боломжтой бол RF/IF тэжээлийн шугамыг аудио замаас тусгаарла; аудио өсгөгчийн дуу чимээ RF-д орж болно.
Хэрэв радио нь шилжүүлэгч адаптер ашигладаг бол нэмэлт шүүлтүүр байгаа эсэхийг шалгаарай, учир нь энэ төрлийн адаптер нь ихэвчлэн дуу чимээ гаргадаг.
8. Хэлхээний самбарын зохион байгуулалт ба газардуулга: Өндөр давтамжийн тогтвортой байдлын нууц
FM давтамж дээр хэлхээний схемийн зохион байгуулалт нь хэлхээний схемтэй адил чухал юм. Үндсэн зарчим:
– Богино ба шууд RF дохионы замуудыг бий болгох.
– Өргөн газрын хавтгай ашиглана уу.
– Санал хүсэлтээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд RF хэсгийг аудионоос тусгаарлана уу.
– Дуу чимээний антен болж чаддаг том газрын гогцооноос зайлсхий.
– Давтамж тодорхойлох бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг (LC осциллятор, шүүлтүүр) аль болох бие биендээ ойр байрлуулна.
Урт холбогч кабель ашиглах үед (жишээлбэл, талхны самбар дээр) FM хэлхээ нь ихэвчлэн тогтворгүй болдог. Ноцтой үр дүнд хүрэхийн тулд хэлхээний самбар эсвэл ядаж нягт байрлалтай перф самбар ашиглаарай.
9. Хамгаалалтын хамгаалалт: Хэлхээг гадны хөндлөнгийн оролцооноос түгжих
Үнэхээр тогтвортой радиогийн хувьд, ялангуяа олон дамжуулагчтай бүс нутагт:
– RF-ийн урд хэсэгт хамгаалалт (металл хайрцаг) суурилуулна.
– Антенны холболтод богино коаксиаль кабель ашиглана уу.
– Хамгаалалтын хэсэг нь газардуулгатай зөв холбогдсон эсэхийг шалгаарай.
Хамгаалалтын систем нь гар, ойролцоох дижитал төхөөрөмжүүд болон цахилгаан соронзон хөндлөнгийн нөлөөллийг бууруулдаг.
10. Туршилт ба тохируулгын үе шат
Радио асаалттай болсны дараа сэтгэл хангалуун байх хэрэггүй. Дараах тохиргоог хийнэ үү:
1. Мэдрэмжийг шалгана уу: хүлээн авалтыг ижил байршилд байгаа арилжааны радиотой харьцуулна уу.
2. Хэлбэлзлийг шалгана уу: радиог 30-60 минутын турш асаагаад давтамж өөрчлөгдөж байгаа эсэхийг шалгана уу.
3. IF тохиргоо: IF шүүлтүүр/трансформаторыг (хэрэв байгаа бол) хамгийн их хариу үйлдэл болон хамгийн бага гажуудлын горимын дагуу тохируулна уу.
4. Аудиог шалгана уу: демодуляци цэвэрхэн, аудио өсгөгч ямар ч чимээ гаргаагүй эсэхийг шалгаарай.
Хэрэв RF дохионы үүсгүүр болон давтамжийн тоолуур зэрэг хэрэгслүүд байгаа бол тохируулгын үр дүн илүү нарийвчлалтай байх болно.
Дүгнэлт
Тогтвортой FM радио бүтээх нь зөв дизайн, чанартай бүрэлдэхүүн хэсгүүд, зөв PCB зохион байгуулалт, цэвэр цахилгаан хангамжийн хослолоос хамаарна. Тогтвортой байдлыг нэн тэргүүнд тавьдаг төслүүдийн хувьд супергетеродин архитектур - илүү тохиромжтой нь PLL - хамгийн сайн сонголт юм. Тогтвортой байдлыг сайн RF шүүлтүүр, шилжилтэд тэсвэртэй осциллятор, сонгомол 10,7 MHz IF, зөв хамгаалалт болон газардуулгын тусламжтайгаар сайжруулж болно. Энэ аргыг хэрэглэснээр таны FM радио зөвхөн "нэвтрүүлгийг барьж" зогсохгүй өдөр тутмын хэрэглээнд тодорхой, бат бөх, хөндлөнгийн оролцоогүй хүлээн авалтыг хүргэх болно.
Хэрэв та хүсвэл би өгүүллийн илүү техникийн хувилбарыг жишээ хэлхээний блок диаграмм, санал болгож буй бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн жагсаалт, зорилтот хэсгийн дагуу угсралтын алхам алхмаар (энгийн FM радио, PLL IC дээр суурилсан FM радио эсвэл ашиглахад бэлэн модультай FM радио) бичиж болно.
