நிலையான சமிக்ஞைகளுக்கான FM ரேடியோ தயாரிப்பு நுட்பங்கள்

நிலையான சமிக்ஞைகளுக்கான FM ரேடியோ தயாரிப்பு நுட்பங்கள்

தகவல் மற்றும் பொழுதுபோக்கைக் கேட்பதற்கு FM வானொலி ஒரு நடைமுறைக்கு உகந்த, மலிவான மற்றும் எளிதில் அணுகக்கூடிய ஊடகமாகத் திகழ்கிறது. டிஜிட்டல் யுகத்தின் விரைவான வளர்ச்சி இருந்தபோதிலும், இணையம் நிலையற்றதாக இருக்கும்போது அதன் தனித்துவமான உணர்வு மற்றும் நம்பகத்தன்மைக்காகப் பலர் இன்றும் FM வானொலியையே விரும்புகிறார்கள். இருப்பினும், ஒரு FM வானொலி சாதனத்தை—அது ஒரு எளிய ரிசீவர் சர்க்யூட்டாக இருந்தாலும் சரி அல்லது மிகவும் மேம்பட்ட பதிப்பாக இருந்தாலும் சரி—உருவாக்குவதில் உள்ள முக்கிய சவால் என்னவென்றால், பெறப்பட்ட சிக்னல் நிலையானதாக இருப்பதையும், எளிதில் "மாறாமல்" (நகர்ந்து) இருப்பதையும், இரைச்சலால் நிரம்பாமல் இருப்பதையும், மேலும் ஒரே அலைவரிசையில் பல நிலையங்கள் அருகருகே இருக்கும்போது நல்ல தேர்வுத்திறனைக் கொண்டிருப்பதையும் உறுதி செய்வதே ஆகும். இந்தக் கட்டுரை, அடிப்படைக் கருத்து, கூறு தேர்வு, RF சர்க்யூட் வடிவமைப்பு மற்றும் சோதனைக் கட்டம் ஆகியவற்றிலிருந்து தொடங்கி, மிகவும் நிலையான சிக்னலைப் பெறுவதற்காக ஒரு FM வானொலியை உருவாக்குவதற்கான நுட்பங்களைப் பற்றி விவாதிக்கிறது.

1. FM வானொலியில் நிலைத்தன்மையைப் புரிந்துகொள்ளுதல்

FM வானொலியின் நிலைத்தன்மை என்பது பொதுவாகப் பல விஷயங்களைக் குறிக்கிறது:

1. சூப்பர்ஹெட்டரோடைன் ரிசீவர்களில் உள்ளூர் அலைவியின் (LO) அதிர்வெண் நிலைத்தன்மை அல்லது எளிய ரிசீவர்களில் ட்யூனிங் நிலைத்தன்மை.
2. மற்ற சமிக்ஞைகளால் எளிதில் பாதிக்கப்படாத வகையில் வரவேற்பு நிலைத்தன்மை (உணர்திறன் மற்றும் தேர்ந்தெடுக்கும் திறன்).
3. மின்னழுத்த மாற்றங்கள் அலைவு இயக்கி மற்றும் RF பெருக்கியின் பண்புகளை மாற்றாத வகையில் மின்வழங்கல் நிலைத்தன்மை.
4. இயந்திரவியல் மற்றும் வெப்ப நிலைத்தன்மை, ஏனெனில் வெப்பநிலை அல்லது அதிர்வில் ஏற்படும் மாற்றங்கள், உணர்திறன் மிக்க மின்தூண்டிகள்/மின்தேக்கிகளின் மதிப்பை மாற்றக்கூடும்.

போதுமான நிலைத்தன்மை இல்லாவிட்டால், ரேடியோ எளிதில் ட்யூன் செய்யப்பட்ட நிலையங்களை இழக்கும், சீறல் ஒலி எழுப்பும், அல்லது தொடும்போது "துள்ளுவது" போன்ற சத்தத்தை ஏற்படுத்தும்.

2. கட்டமைப்பைத் தீர்மானிக்கவும்: TRF, Superregen, அல்லது Superheterodyne

அசெம்பிளியைத் தொடங்குவதற்கு முன், FM ரிசீவரின் கட்டமைப்பைத் தீர்மானிக்கவும்:

– TRF (டியூன் செய்யப்பட்ட ரேடியோ அதிர்வெண்): இது நேரடியாகக் கண்டறியப்படும் RF அதிர்வெண்ணில் பெருக்கம் செய்யும் ஒரு எளிய மின்சுற்று ஆகும். இது பொதுவாக நவீன FM-க்குக் குறைந்த தேர்ந்தெடுப்புத் திறன் கொண்டது.
– சூப்பர்ரீஜெனரேட்டிவ்: உணர்திறன் மிக்கது, ஆனால் இரைச்சல் மிக்கதாகவும் குறுக்கீடுகளை வெளியிடக்கூடியதாகவும் இருக்கும். இதன் நிலைத்தன்மையைப் பராமரிப்பது ஒப்பீட்டளவில் கடினம்.
– சூப்பர்ஹெட்டரோடைன்: நவீன FM வானொலித் தரநிலை. இது மிகவும் மேம்பட்ட தேர்ந்தெடுப்புத்திறன் மற்றும் நிலைத்தன்மைக்காக, ஒரு உள்ளூர் அலைவியையும் 10,7 MHz இடைநிலை அதிர்வெண்ணையும் (IF) பயன்படுத்துகிறது.

நிலையான சிக்னலுக்கு, சூப்பர்ஹெட்டரோடைன் மிகவும் பரிந்துரைக்கப்படும் தேர்வாகும், குறிப்பாக பிரத்யேக FM ட்யூனர் IC-ஐப் பயன்படுத்தும்போது.

3. ட்யூனர் ஐசி தேர்வு: நிலைத்தன்மைக்கான விரைவான வழி

உங்கள் கவனம் நிலையான FM வானொலியில் இருந்தால், FM-க்காக பிரத்யேகமாக வடிவமைக்கப்பட்ட ஒரு ரிசீவர் IC-ஐப் பயன்படுத்துங்கள், உதாரணமாக:

– PLL (Phase Locked Loop) அம்சத்தைக் கொண்ட அனலாக்/டிஜிட்டல் ட்யூனர் ஐசி.
– பயன்படுத்தத் தயாரான FM ரேடியோ மாட்யூல் (பொதுவாக ஏற்கனவே ஒரு RF ஃப்ரண்ட்-எண்ட், IF, டிமாடுலேட்டர் மற்றும் சில சமயங்களில் ஒரு ஆடியோ ஆம்ப்ளிஃபையரைக் கொண்டிருக்கும்).

PLL-இன் நன்மை என்னவென்றால், அது துல்லியமான அதிர்வெண் பூட்டுதலைக் கொண்டிருப்பதால், வெப்பநிலை அல்லது மின்னழுத்தத்தில் மாற்றங்கள் ஏற்பட்டாலும் ரேடியோ எளிதில் மாறாது.

நீங்கள் புதிதாக வடிவமைக்க விரும்பினால், முடிவுகளை இரைச்சல் இல்லாமல் வைத்திருக்க, 10,7 MHz செராமிக் IF ஃபில்டர் மற்றும் பொருத்தமான லிமிட்டர்/டிடெக்டரைப் பயன்படுத்தவும்.

4. RF முன்முனை வடிவமைப்பு: ஆண்டெனாக்கள், பொருத்தம் மற்றும் வடிகட்டிகள்

FM வானொலி செயல்திறனின் மிக முக்கியமான பகுதி RF ஃப்ரண்ட்-எண்ட் ஆகும். முக்கிய நுட்பங்கள்:

அ. வலது ஆன்டெனா
FM (88–108 MHz) அலைவரிசைக்கு உகந்த ஆண்டெனா:
– அரை அலை இருமுனை (மொத்த நீளம் சுமார் 75 செ.மீ., ஒவ்வொரு காலும் ±37,5 செ.மீ.).
– ஏறக்குறைய அதே அளவுள்ள ஒரு நீட்டிக்கப்பட்ட தொலைநோக்கி ஆண்டெனா.

மிகவும் குட்டையான ஆண்டெனா உணர்திறனைக் குறைக்கும். சரியான முறையில் சீரமைக்கப்படாத, மிக நீளமான ஆண்டெனா சமிக்ஞைகளைப் பிரதிபலித்து, உகந்ததல்லாத வரவேற்புக்கு வழிவகுக்கும்.

b. மின்மறுப்பு மற்றும் பொருத்தம்
FM வானொலி பொதுவாக 75 ஓம் ஆன்டெனா மின்மறுப்புடன் இயங்குகிறது. இழப்பைக் குறைக்க, உள்ளீட்டுக் கம்பி மற்றும் இணைப்பிகள் ஒரு பொருத்தமான மின்மறுப்பை ஆதரிப்பதை உறுதிசெய்யுங்கள். நல்ல பொருத்தம் நிலையான வரவேற்புக்கு வழிவகுக்கிறது, ஏனெனில் ஆன்டெனா நிலையைச் சிறிதளவு மாற்றும்போது உள்வரும் சமிக்ஞை மிகவும் சீராகவும் கடுமையாகவும் ஏற்ற இறக்கமின்றி இருக்கும்.

c. RF பேண்ட்-பாஸ் வடிகட்டி
88–108 மெகாஹெர்ட்ஸ் அளவில் ஒரு பேண்ட்-பாஸ் வடிகட்டியைச் சேர்க்கவும். இதன் நோக்கம்:
– FM அலைவரிசைக்கு வெளியே உள்ள அதிர்வெண்களிலிருந்து (எ.கா. மற்ற VHF சிக்னல்கள்) ஏற்படும் குறுக்கீடுகளைக் குறைக்கிறது.
RF ஆம்ப்ளிஃபையர் மற்றும் மிக்சரை அதிக சுமையாக்குவதைத் தவிர்க்கவும்.

வடிகட்டியானது ஒரு எளிய LC சுற்றாக இருக்கலாம் அல்லது சந்தையில் கிடைக்கும் வடிகட்டி பாகங்களைப் பயன்படுத்தலாம். மின்தூண்டியின் தரம் (Q காரணி) மிகவும் முக்கியமானது.

5. நிலையான அலைவி: அதிர்வெண்ணை “இயங்காமல்” இருப்பதற்கான திறவுகோல்

ஒரு சூப்பர்ஹெட்டரோடைன் ரிசீவரில், உள்ளூர் அலைவி (LO) நிலையானதாக இருக்க வேண்டும். நிலைத்தன்மையை மேம்படுத்துவதற்கான நுட்பங்கள்:

1. முடிந்தால் PLL சின்தசைசரைப் பயன்படுத்துங்கள். இதுவே மிகவும் நிலையான முறையாகும்.
2. வழக்கமான LC ஆஸிலேட்டரைப் பயன்படுத்தினால்:
அதிர்வெண்ணை நிர்ணயிக்கும் பகுதிக்கு NP0/C0G மின்தேக்கிகளைப் பயன்படுத்தவும், ஏனெனில் அவற்றின் வெப்பச் சறுக்கல் குறைவாக உள்ளது.
தொட்டால் அதன் வடிவம் மாறாதவாறு, உறுதியான உள்ளகம் மற்றும் இயந்திர அமைப்பைக் கொண்ட ஒரு தூண்டியைப் பயன்படுத்துங்கள்.
– கைகளாலோ அல்லது அருகிலுள்ள உலோகப் பொருட்களாலோ ஆஸிலேட்டர் எளிதில் பாதிக்கப்படும் வகையிலான அமைப்புகளைத் தவிர்க்கவும்.

ஒரு “மைக்ரோஃபோனிக்” (அதிர்வு உணர்திறன் கொண்ட) ஆஸிலேட்டர், ஆடியோவை ஏற்ற இறக்கமாகத் தோன்றச் செய்யும்.

6. IF 10,7 MHz: தேர்ந்தெடுக்கும் திறனே ஒலியின் தெளிவைத் தீர்மானிக்கிறது.

கலந்த பிறகு, FM சிக்னல் 10,7 MHz IF-க்குக் குறைகிறது. இங்கே, இதைப் பயன்படுத்தவும்:

– சேனல் தேர்வுத்திறனுக்கான 10,7 மெகாஹெர்ட்ஸ் செராமிக் ஃபில்டர்.
– வீச்சு மாறுபாடுகளின் தாக்கத்தைக் குறைப்பதற்கான லிமிட்டருடன் கூடிய IF ஆம்ப்ளிஃபையர்.
– வடிகட்டியுடன் பொருத்தப்பட்ட FM பாகுபடுத்தி / குவாட்ரேச்சர் கண்டறிவி.

சிறந்த தெரிவுத்திறன், வானொலி ஒரே நேரத்தில் இரண்டு நிலையங்களைப் பெறுவதைத் தடுக்கிறது (அருகிலுள்ள அலைவரிசை குறுக்கீடு). லிமிட்டர், டிமாடுலேஷனை மேலும் இரைச்சல்-எதிர்ப்புத் திறன் கொண்டதாக மாற்ற உதவுகிறது.

7. மின்சாரம்: பெரும்பாலும் புறக்கணிக்கப்பட்டாலும், அதன் தாக்கம் மிகப்பெரியது.

போதுமான மின்சாரம் இல்லாததால் பல வானொலிச் சுற்றுகள் நிலையற்றதாக இருக்கின்றன. பரிந்துரைக்கப்படும் நுட்பம்:

– குறைந்த சிற்றலை கொண்ட மின்னழுத்த சீராக்கியை (எ.கா. LDO) பயன்படுத்தவும்.
– ஒவ்வொரு நிலையிலும் டீகப்ளிங் மின்தேக்கிகளைச் சேர்க்கவும்: IC பின்களுக்கு அருகில் 100 nF செராமிக் மின்தேக்கியையும், சப்ளை லைன்களில் 10–100 µF எல்கோஸ் மின்தேக்கியையும் சேர்க்கவும்.
முடிந்தால், RF/IF விநியோக இணைப்புகளை ஆடியோ பாதையிலிருந்து பிரிக்கவும்; ஆடியோ ஆம்ப்ளிஃபையரிலிருந்து வரும் இரைச்சல் RF-க்குள் நுழையக்கூடும்.

ரேடியோவில் ஸ்விட்சிங் அடாப்டர் பயன்படுத்தப்பட்டால், அதில் கூடுதலாக ஒரு ஃபில்டர் இருப்பதை உறுதிப்படுத்திக் கொள்ளுங்கள், ஏனெனில் இந்த வகை அடாப்டர் பெரும்பாலும் இரைச்சலை உருவாக்கும்.

8. பிசிபி தளவமைப்பு மற்றும் தரை இணைப்பு: உயர் அதிர்வெண்களில் நிலைத்தன்மைக்கான இரகசியம்

FM அதிர்வெண்களில், மின்சுற்று வரைபடத்தைப் போலவே PCB தளவமைப்பும் முக்கியமானது. முக்கிய கோட்பாடுகள்:

– குறுகிய மற்றும் நேரடியான RF சமிக்ஞைப் பாதைகளை உருவாக்கவும்.
அகலமான தரைத்தளத்தைப் பயன்படுத்துங்கள்.
பின்னூட்டத்தைத் தடுக்க, RF பகுதியை ஒலியிலிருந்து பிரிக்கவும்.
இரைச்சல் ஆண்டெனாக்களாகச் செயல்படக்கூடிய பெரிய தரைச் சுற்றுகளைத் தவிர்க்கவும்.
– அதிர்வெண்ணைத் தீர்மானிக்கும் கூறுகளை (LC ஆஸிலேட்டர், ஃபில்டர்) முடிந்தவரை ஒன்றுக்கொன்று நெருக்கமாக வைக்கவும்.

நீண்ட ஜம்பர் கேபிள்களைப் பயன்படுத்தும்போது (உதாரணமாக, பிரெட்போர்டில்), FM சுற்று பெரும்பாலும் நிலையற்றதாகிவிடும். சிறப்பான முடிவுகளைப் பெற, ஒரு PCB-ஐ அல்லது குறைந்தபட்சம் இறுக்கமான தளவமைப்பு கொண்ட ஒரு பெர்ஃபோர்டையாவது பயன்படுத்தவும்.

9. கவசமிடல்: வெளிப்புறக் குறுக்கீடுகளிலிருந்து மின்சுற்றைப் பூட்டுதல்

உண்மையிலேயே நிலையான வானொலிக்கு, குறிப்பாக அதிக டிரான்ஸ்மிட்டர்கள் உள்ள பகுதிகளில்:

– RF முன்முனையில் கவசத்தை (உலோகப் பெட்டி) நிறுவவும்.
ஆண்டெனா இணைப்பிற்கு ஒரு சிறிய கோஆக்சியல் கேபிளைப் பயன்படுத்தவும்.
– மின்காப்புச் சுருள் புவி இணைப்புடன் சரியாக இணைக்கப்பட்டுள்ளதா என்பதை உறுதிப்படுத்திக் கொள்ளுங்கள்.

கவசம், கைகள், அருகிலுள்ள டிஜிட்டல் சாதனங்கள் மற்றும் மின்காந்தக் குறுக்கீடு ஆகியவற்றின் தாக்கத்தைக் குறைக்கிறது.

10. சோதனை மற்றும் சீரமைப்பு கட்டம்

வானொலி இயங்கத் தொடங்கியதும், திருப்தி அடைந்துவிடாதீர்கள். அதைச் சீரமைக்கவும்:

1. உணர்திறனைச் சரிபார்க்கவும்: அதே இடத்தில் உள்ள வணிக வானொலியுடன் வரவேற்பை ஒப்பிட்டுப் பார்க்கவும்.
2. அலைவரிசை விலகலைச் சரிபார்க்கவும்: வானொலியை 30 முதல் 60 நிமிடங்கள் வரை இயக்கி, அலைவரிசை மாறுகிறதா என்று பார்க்கவும்.
3. IF சீரமைப்பு: அதிகபட்ச துலங்கல் மற்றும் குறைந்தபட்ச சிதைவுக்காக, IF ஃபில்டர்/டிரான்ஸ்ஃபார்மரை (ஏதேனும் இருந்தால்) நடைமுறையின்படி அமைக்கவும்.
4. ஆடியோவைச் சரிபார்க்கவும்: டிமாடுலேஷன் தெளிவாக உள்ளதா என்பதையும், ஆடியோ ஆம்ப்ளிஃபையர் எந்தவிதமான ஹம் சத்தத்தையும் ஏற்படுத்தவில்லை என்பதையும் உறுதிப்படுத்திக்கொள்ளுங்கள்.

RF சிக்னல் ஜெனரேட்டர் மற்றும் ஃபிரீக்வென்சி கவுண்டர் போன்ற கருவிகள் இருந்தால், சீரமைப்பு முடிவுகள் மிகவும் துல்லியமாக இருக்கும்.

முடிவுரை

ஒரு நிலையான FM வானொலியை உருவாக்குவது என்பது சரியான வடிவமைப்பு, தரமான பாகங்கள், ஒரு முறையான PCB தளவமைப்பு மற்றும் ஒரு தூய்மையான மின்சாரம் ஆகியவற்றின் கலவையைச் சார்ந்துள்ளது. நிலைத்தன்மைக்கு முன்னுரிமை அளிக்கப்படும் திட்டங்களுக்கு, ஒரு சூப்பர்ஹெட்டரோடைன் கட்டமைப்பு—குறிப்பாக ஒரு PLL—சிறந்த தேர்வாகும். நல்ல RF வடிகட்டிகள், சறுக்கல்-எதிர்ப்பு அலைவி, ஒரு தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட 10,7 MHz IF, மற்றும் முறையான கவசமிடல் மற்றும் நிலத்தொடர்பு ஆகியவற்றின் மூலம் நிலைத்தன்மையை மேம்படுத்தலாம். இந்த அணுகுமுறையின் மூலம், உங்கள் FM வானொலி ஒலிபரப்பைப் பெறுவது மட்டுமல்லாமல், அன்றாடப் பயன்பாட்டில் தெளிவான, வலுவான மற்றும் குறுக்கீடு இல்லாத வரவேற்பையும் வழங்கும்.

நீங்கள் விரும்பினால், இலக்கைப் பொறுத்து (எளிய FM ரேடியோ, PLL IC அடிப்படையிலான FM ரேடியோ, அல்லது பயன்படுத்தத் தயாரான மாட்யூல்களுடன் கூடிய FM ரேடியோ), எடுத்துக்காட்டு மின்சுற்றுத் தொகுதி வரைபடங்கள், பரிந்துரைக்கப்பட்ட பாகங்களின் பட்டியல் மற்றும் படிப்படியான பொருத்தும் வழிமுறைகளுடன், இந்தக் கட்டுரையின் மேலும் தொழில்நுட்பம் சார்ந்த ஒரு பதிப்பையும் என்னால் எழுத முடியும்.