ICBA1404を使用したステレオFMトランスミッタ回路

次の投稿では、ICBA1404を使用して簡単に構築できるFMステレオ送信機回路を構築する方法について説明します。

ICBA1404について

例外的なステレオオーディオFMワイヤレス送信機回路を以下に示します。

この回路は、ロームセミコンダクターズのICBA1404に依存しています。

BA1404は、統合ステレオ変調器、FM変調器、RF増幅器回路を含むモノリシックFMステレオ変調器です。

FM変調器は76〜108MHzに制御でき、回路の電源は1.25〜3ボルトのほぼすべてのものにすることができます。

回路動作

回路R7、C16、C14およびR6、C15、C13​​では、それぞれ右ステーションと左ステーションのプリエンファシスシステムが作成されます。

これは、FMトランスミッターの周波数応答をFMレシーバーで補完するために実現されます。

インダクタL1とコンデンサC5は、発振器周波数を固定するために使用されます。グループC9、C10、R4、R5は、ステーションの分割を強化します。

38kHzの水晶X1はICのピン5と6の間にリンクされています。コンポジットステレオ受信は、38kHzのクォーツ安定化周波数を採用したステレオ変調回路によって形成されます。

高品質のPCB上に回路を構築します。

バッテリーパックから回路を操作すると、外乱が最小限に抑えられます。

アンテナとして80cmの銅ケーブルを使用します。

L1の場合、直径5mmのフェライトコア上に直径0.5mmのエナメル銅線を3回巻き付けてみてください。

ステレオFMトランスミッタ回路図

上記の設計の改良版については、次の投稿で説明します。

以下に説明するFMステレオ送信回路は、近くのすべてのFMラジオにはるかにクリアなステレオFM音楽を放送するために使用できます。

FMの基本

基本的なワイヤレスのほとんど FMトランスミッター モノフォニックのみになる傾向があります。ステレオ放送信号は、左右のチャンネルのペアを備えています。音の周波数は50〜15,000ヘルツの帯域幅をカバーし、より高い周波数はノイズリダクションのための高音ブーストまたはプリエンファシスを提供しました。

各チャンネルはまとめて組み込まれ、プライマリチャンネルオーディオ（L + R）として放送されるため、モノラルFMレシーバーは、視聴者が楽しめるように入力音楽コンテンツ全体を再生できます。

ステレオ信号には、メインチャンネルの音楽とともに、プライマリチャンネルの振幅が10％の19 kHzパイロットキャリアと、左右のオーディオ信号の差で構成される23 kHz〜53 kHzのサイドバンドサブキャリアが含まれます（ L-R）。

ステレオレシーバーは、19 kHz信号を使用して、フェーズロックされた38 kHz信号（送信機でチェックされている）を複製し、サイドバンドキャリアをデコードして左右のチャネルに戻します。次の図は、FMステレオ信号の周波数スペクトルを示しています。

レシーバーはさらに、トランスミッターに含まれているプリエンファシスを補うトレブルカット（ディエンファシスとして知られています）を提供します。

使い方

この回路設計の主要部分はIC1、 BA1404FMステレオ送信機 上図のように。左チャンネルの入力信号は、RIによって正しいレベルに調整されます。

トレブルブースター（プリエンファシス）は、ClとR3のパラレルブレンドによって提供されます。

これは、FCCの規則に従って、音響仕様を標準の75マイクロ秒に一致させます。サウンドはC10によってピン1のIC1の左チャネル入力とペアになります。望ましくないフィードバックから保護するために、悪いRF妨害はC2を介してグランドにバイパスされます。

ICIのピン18への右チャネル入力ステージは、実際には左チャネルと同じです。電源のデカップリングはC14によって実行され、サウンド入力の以前の増幅は、チップのピン2のC12によってデカップリングされます。

着信音を多重化し、予備的な搬送波信号を生成するには、38kHzの信号が必要です。

IC1の内部回路ステージは、上の図の回路図内の点線で証明されているように、38 kHzSXカット水晶の適用を容易にします。

ただし、38 kHzの水晶は市場に出すのが難しい場合があり、さらに、たまたま入手した場合は高額になる可能性があります。

38.400 kHzで動作する、はるかに簡単にアクセスできる水晶が利用できる場合があります。

これはほとんどの条件で機能します。この特定の設計の開発の過程で実施された研究により、38.400kHzクリスタルから作成されたパイロットキャリアに対していくつかのFMステレオレシーバーが確実に「握手」しない可能性があることが確認されました。

解決策は、いずれかの水晶発振器の代わりに、安価で簡単にアクセスできるコンポーネントを使用して構築された、非常に安全な代替ハートレー発振器を使用することでした。

38 kHzの正弦波は、Q1と隣接する部品（ハートレー発振器）によって生成されます。高利得トランジスタQ1は、300を超える利得を特徴としています。単一のAAセルによって供給される供給電圧（1.5ボルトDC）が低下しているため、低利得デバイスは十分に機能しない可能性があります。

T1に採用されている可変インダクタは、ポータブルトランジスタラジオで一般的に見られる第1中間周波数（IF）トランスであり、455kHzの処理を目的としています。

T1のコイルには、C23によって十分な静電容量が詰め込まれており、動作周波数を約38kHzまで下げます。 Tiのコアを微調整して、発振器を正確に周波数に配置することができます。

発振器は水晶振動子に比べてはるかにドリフトする可能性があるという事実にもかかわらず、受信機がわずかな浮遊を追跡できるフェーズロックループを利用しているという理由だけで、それは確かに問題ではありません。

トランスTiの配線が反転または反転している場合、回路は発振しないことに注意してください。接続を支援するために、Tiの基本図を図に示します。

多重化されたオーディオトラックはIC1のピン14から出て、R5、R6、C22、およびC13の回路の助けを借りてピン13のパイロットキャリアとブレンドされます。

結果として得られるオーディオ出力は、ピン12の変調器入力に送信されます。あらゆる種類のRFフィードバックの複雑さを回避するために、ピン12はC6を介してバイパスされます。 88〜95 MHzで動作するコルピッツ発振器は、C15〜C17、C20、およびL3の回路とともにピン9および10に作成されます。

大まかな周波数の再調整は、L3のコイルターンギャップを調整し、C20を介して微調整することによって行われます。

タンク回路を介して発生するRFエネルギーは、バイパスコンデンサC7とRFチョークL2を使用して、電源段に逆流するのを防ぎます。

大まかな周波数の再調整は、L3のコイルターンギャップを調整し、C20を介して微調整することによって行われます。タンク回路を介して発生するRFエネルギーは、バイパスコンデンサC7とRFチョークL2を使用して、電源段に逆流するのを防ぎます。

ICIのピン10での変調された伝送は、ピン7に接続されたC18、C19、およびL4を含むRF出力増幅器に内部的に結合されます。

このステージは、オシレーターのオーディオを強化してアンテナを通勤させます。これにより、オシレーターの周波数を切り替えることにより、アンテナの負荷の変動が抑制されます。

アンテナのL4上のポイントでタップが抽出され、可能な限り高い電力伝送が可能になります。

IC1の構造は、絶対最大3.5ボルトの1.5ボルト動作を目的として配線されています。

この回路を最初に調べたところ、回路に電力を供給するために3ボルトを使用した場合、ブロードキャスト範囲は大幅に拡大できず、消費電流は3倍に増加したことが明らかになりました。

結果として、動作電圧の上昇は実際には推奨されません。 FMトランスミッタ回路は約5mAを消費するため、1つのAAセルだけがかなりの期間機能する可能性があります。

建設

高周波で動作する回路には、適切な接地とシールドが必要です。しかしながら。この割り当てをできるだけ簡単にするために、PCBは使用されませんでした。

PCBの代わりに、空の片面銅クラッドが使用され、コンポーネント側の銅がグランドプレーンを作成し、反対側で配線接続が行われました。

コンストラクターは、この回路設計を目的とした重要なコンポーネントのそれぞれを識別できるようになります。

メインの図に示されているように、コンポーネントの大部分は、1つの端子がまっすぐに地面に向かっている状態で見ることができます。これらのコンポーネントの場合、接地されていないピンのためだけにボードに穴を開ける必要があります。

もう一方のピンは、PCB上部の地面に直接はんだ付けできます。部品を段階的にドリルしてはんだ付けすることをお勧めします。これを行うと、各コンポーネントを正しく修正する方が簡単な場合があります。

すべての端子をできるだけ小さく維持するようにしてください。

さらに、デカップリングコンデンサがICI、L3、およびL4のピンのできるだけ近くに配置されていることを確認してください。

コイルL3は、3/16インチのドリルビットのシャフトに＃20エナメル線を3ターンコンパクトに巻き付け、ドリルビットから取り出した直後に1/4インチまで伸ばすことで構築できます。

コイルL4を作成するには、前に提案したように＃20ワイヤーを4回巻き、ドリルシャフトから取り外した後、3/8インチまで引き出します。各コイルは、ボードの銅面から1/46インチ持ち上げられたボードに取り付けられています。

コイルを互いに直角に配置し、2つの間の結合を最小限に抑えるために、少なくとも1インチ離して配置します。 RFチョーク（L1およびL2）も、コイルL3およびL4に対して直角に取り付ける必要があります。

チェックアウトと調整あなたのハードワークを調べるために数分かかります。コンポーネント端子スルーパス用のスロットの周囲全体で銅が取り外されていることを確認してください。

電源をオンにする前に、ICIのピンからアースまでの抵抗計を使用していくつかの検査を行い、実際には必要のない場所に何らかの短絡が存在するかどうかを確認します。

さらに、電解コンデンサの適切な極性を探します。バッテリーを取り付けて、5ミリアンペア未満でなければならない電流ドレインを決定します。

IC1のピン7にリンクされている端から最初のターンで、アンテナをL4の上部に接続します。

プロトタイプ用に示されている17インチのアンテナは、ほとんどの場合、ポータブルラジオで識別されるサイズになります。アンテナに適切なサイズを使用して、近くのラジオでの妨害を防ぎます。 J1の左側とJ2の右側の送信機にステレオ音楽信号を統合します。

送信信号に合わせて、全帯域でFMラジオを調整します。 C19とC20を中心点で調整し、L3を約92MHzで微調整します。これで、C20を使用して、指定した周波数に合わせることができます。

あなたがまともな放送範囲を持っている可能性が高いとしても、あなたが使っているかもしれないFM受信機の信号電力インジケータを追跡し、L4のターン間のコイルギャップを使用してストレッチまたは圧縮することにより、最高の出力のために回路を最適化することが可能です絶縁された非磁性の機器。

最適点に近づくと、コイルはある程度相互作用する傾向があるため、一方だけを変更すると、もう一方に影響を与える可能性があります。可能な限り最高の結果が得られるまで、この手順を繰り返します。

J1とJ2にステレオ信号を配置し、FMレシーバーからの出力に、理想的にはヘッドホンを介してチューニングし、R1とR2をオーディオのノイズの多い部分で歪みが発生するレベルより少し下のレベルに微調整します。入力には200mVをわずかに下回る信号レベルが推奨されます。

38 kHz発振器は、ICIのピン5に接続された周波数カウンターを使用して理想的に調整されます。

機器にアクセスできない場合は、T1のコアを微調整して、レシーバーのステレオインジケーターライトがオンとオフをトリガーする位置を読み取ることができます。これら2つの位置の中間でコアを調整します。

追加の調整

たとえば、スピーカーの出力を講堂のサウンドシステムに送信するなど、モノラル送信をブロードキャストしたい場合があります。

回路にトグルスイッチを含めて、ICピン6ICIとグランドの間に0.01µFのコンデンサを挿入し、ステレオ機能を制限することができます。

おそらく長期のモノラル機能が望ましい場合は、38kHzの発振器エレメントとC5を回路から取り外すことができます。

+ 1.5ボルトに接続された2.2K抵抗を備えたJ1入力にエレクトレットMICを組み込むと、この回路が子供部屋の追跡または講義室で使用するためのワイヤレスマイクに変わります。以下に示すように、R1の代わりにコンポーネントを回路に接続します。

ステレオ機能を使用すると、2つの入力を一緒に使用できます。オーディオシステムからのプログラムのために、一方のチャンネルにボーカルを、もう一方のチャンネルに楽器を組み込むことを検討することもできます。

または、左チャンネルで携帯電話や乳児を追跡し、車を片付けたり庭を刈ったりするとき、またはヘッドフォンレシーバーを装着するときに、一度に右チャンネルのスキャンデバイスにチューニングすることもできます。 。