Circuito transmisor de FM estéreo con IC BA1404

Circuito transmisor de FM estéreo con IC BA1404

Las siguientes publicaciones explican cómo construir un circuito transmisor estéreo FM simple de construir usando IC BA1404.

Acerca del IC BA1404

A continuación se presenta un circuito transmisor inalámbrico de FM de audio estéreo excepcional.

El circuito se basa en el IC BA1404 de ROHM Semiconductors.



BA1404 es un modulador estéreo de FM monolítico que incluye un modulador estéreo integrado, un modulador de FM y un circuito de amplificador de RF.

El modulador de FM podría controlarse de 76 a 108 MHz y la fuente de alimentación para el circuito podría ser de entre uno.25 y tres voltios.

Operación del circuito

En el circuito R7, C16, C14 y R6, C15, C13 realiza el sistema de preacentuación para las estaciones derecha e izquierda respectivamente.

Esto se logra para complementar la respuesta de frecuencia del transmisor FM con el receptor FM.

El inductor L1 y el condensador C5 se emplean para fijar la frecuencia del oscilador. El grupo C9, C10, R4, R5 mejora la división de la estación.

El cristal X1 de 38 kHz está vinculado entre los pines 5 y 6 del IC. La recepción estéreo compuesta está formada por el circuito modulador estéreo que emplea la frecuencia regulada por cuarzo de 38 kHz.

Construya el circuito en una PCB de alta calidad.

Operar el circuito desde un paquete de baterías minimiza las perturbaciones.

Trabaja con un cable de cobre de 80 cm como antena.

Para L1, intente hacer tres vueltas de alambre de cobre esmaltado de 0,5 mm de diámetro sobre un núcleo de ferrita de 5 mm de diámetro.

Diagrama de circuito del transmisor de FM estéreo

Una versión mejorada del diseño anterior se explica en la siguiente publicación.

El circuito transmisor de FM estéreo que se describe a continuación se puede utilizar para transmitir una música FM estéreo mucho más clara a todas las radios FM cercanas.

Conceptos básicos de FM

La mayor parte de la inalámbrica básica Transmisores de FM tienden a ser solo monofónicos. Una señal de transmisión estéreo presenta un par de canales: izquierdo y derecho. La frecuencia del sonido cubre un ancho de banda de 50 a 15.000 Hertz, junto con las frecuencias más altas proporciona un refuerzo de agudos o un pre-énfasis para la reducción de ruido.

Cada canal se incorpora colectivamente y se transmite como audio de canal principal (L + R) para garantizar que los receptores de FM monofónicos logren reproducir todo el contenido musical de entrada para que la audiencia disfrute.

Junto con la música del canal principal, una señal estéreo incluye una portadora piloto de 19 kHz al 10% de amplitud del canal principal, y también una subportadora de banda lateral de 23 kHz a 53 kHz compuesta por la diferencia entre las señales de audio derecha e izquierda ( L - R).

El receptor estéreo hace uso de la señal de 19 kHz para duplicar una señal de 38 kHz bloqueada en fase (mantenida bajo control en el transmisor) para decodificar las portadoras de banda lateral en los canales derecho e izquierdo. La siguiente figura muestra el espectro de frecuencia de una señal estéreo FM.

El receptor ofrece además un corte de agudos (conocido como de-énfasis), que compensa el pre-énfasis que se ha incluido en el transmisor.

Cómo funciona

Circuito transmisor de radiodifusión estéreo FM

La parte principal de este diseño de circuito es el IC1, un Transmisor estéreo FM BA1404 como se muestra en la figura anterior. RI ajusta la señal de entrada del canal izquierdo al nivel correcto.

El refuerzo de agudos (pre-énfasis) es proporcionado por la mezcla paralela de Cl y R3.

Esto hace coincidir las especificaciones acústicas con el estándar de 75 microsegundos según las reglas de la FCC. El sonido se empareja mediante C10 con la entrada del canal izquierdo de IC1 en el pin 1. Las perturbaciones de RF incorrectas se desvían a tierra a través de C2 para proteger contra la retroalimentación no deseada.

La etapa de entrada del canal derecho al pin 18 de ICI es en realidad la misma que la del canal izquierdo. El desacoplamiento de la fuente de alimentación ejecutado por C14, y cualquier amplificación previa para la entrada de sonido es desacoplado por C12 en el pin 2 del chip.

Se necesita una señal de 38 kHz para multiplexar el sonido entrante y desarrollar la señal portadora preliminar.

Las etapas del circuito interno de IC1 facilitan la aplicación de un cristal de corte SX de 38 kHz, como lo demuestra la línea de puntos dentro del esquema de la Figura anterior.

Sin embargo, los cristales de 38 kHz pueden ser difíciles de conseguir en el mercado, y además pueden costar mucho si consigue uno.

Puede haber disponible un cristal mucho más accesible que funcione a 38.400 kHz.

Esto funciona en la mayoría de las condiciones: los estudios realizados durante el desarrollo de este diseño en particular confirmaron que algunos receptores estéreo de FM podrían no 'estrechar la mano' de manera confiable con la portadora piloto creada a partir de un cristal de 38.400 kHz.

El remedio fue trabajar con un oscilador Hartley alternativo extremadamente seguro construido con componentes baratos y de fácil acceso en lugar de cualquier oscilador de cristal.

La onda sinusoidal de 38 kHz es producida por Q1 y las partes adyacentes (el oscilador Hartley). El transistor de alta ganancia Q1 presenta una ganancia de más de 300: los dispositivos de menor ganancia pueden no funcionar debido a la tensión de alimentación reducida (1,5 voltios CC) que es suministrada por una sola celda AA.

El inductor variable empleado para T1 es un primer transformador de frecuencia intermedia (IF) que se ve comúnmente en radios de transistores portátiles y está diseñado para el procesamiento de 455 kHz.

La bobina en T1 está empaquetada con amplia capacitancia por C23 para llevar su frecuencia de trabajo hasta aproximadamente 38 kHz. Es posible ajustar el núcleo de Ti para colocar el oscilador con precisión en la frecuencia.

A pesar del hecho de que el oscilador posiblemente se desvíe mucho más en comparación con un cristal de cuarzo, ciertamente no es un problema simplemente porque los receptores hacen uso de bucles de bloqueo de fase que podrían rastrear lo trivial flotando.

Tenga en cuenta que el circuito no va a oscilar si el cableado del transformador Ti está volteado o invertido. En la figura se muestra una vista de base de Ti para ayudarlo con las conexiones.

Las pistas de audio multiplexadas salen del pin 14 de IC1 y se combinan con el portador piloto en el pin 13 con la ayuda de los circuitos de R5, R6, C22 y C13.

La salida de audio resultante se envía a la entrada del modulador en el pin 12. Para evitar cualquier tipo de complicaciones de retroalimentación de RF, el pin 12 se pasa por alto a través de C6. Un oscilador Colpitts, que trabaja de 88 a 95 MHz, se crea en los pines 9 y 10 junto con los circuitos de C15 a C17, C20 y L3.

La realineación de frecuencia bruta se realiza ajustando los espacios de giro de la bobina de L3 y el ajuste fino se realiza a través de C20.

La energía de RF que se desarrolla a través del circuito del tanque se evita que vuelva a las etapas de suministro de energía mediante el condensador de derivación C7 y el estrangulador de RF L2.

La realineación de frecuencia bruta se realiza ajustando los espacios de giro de la bobina de L3 y el ajuste fino se realiza a través de C20. La energía de RF que se desarrolla a través del circuito del tanque se evita que vuelva a las etapas de suministro de energía utilizando el condensador de derivación C7 y el inductor de RF L2.

La transmisión modulada en el pin 10 de ICI se combina internamente con el amplificador de salida de RF que comprende C18, C19 y L4 conectado al pin 7.

Esta etapa mejora el audio del oscilador para conmutar la antena, y esto inhibe las variaciones en la carga de la antena al cambiar la frecuencia del oscilador.

Se extrae un grifo en un punto en L4 de la antena para tener la transmisión de potencia más alta posible.

La estructura de IC1 está cableada para funcionar con 1,5 voltios con un máximo absoluto de 3,5 voltios.

El examen inicial de este circuito reveló que el rango de transmisión no se expandió sustancialmente cuando se utilizaron 3 voltios para alimentar el circuito, y el consumo de corriente aumentó 3 veces.

Como resultado, no se aconseja realmente el aumento de la tensión de funcionamiento. El circuito del transmisor de FM consume aproximadamente 5 mA, por lo tanto, una sola celda AA puede servir durante bastante tiempo.

Construcción

Cualquier circuito que funcione con altas frecuencias requiere una conexión a tierra y un blindaje adecuados. Sin embargo. Para hacer esta tarea lo más fácil posible, no se utilizó una PCB.

En lugar de una placa de circuito impreso, se utilizó un revestimiento de cobre de un lado vacío, con el cobre en el lado del componente creando un plano de tierra y las conexiones de cableado realizadas en el lado opuesto.

El constructor podrá identificar cada uno de los componentes esenciales destinados a este diseño de circuito.

Como se muestra en la figura principal, la mayoría de los componentes se pueden ver con un terminal directamente a tierra. Para estos componentes, debe perforar un orificio en la placa solo para el pasador sin conexión a tierra.

El otro pin podría soldarse directamente a la superficie del suelo en la parte superior de la PCB. Se recomienda que taladre y suelde las piezas paso a paso. Haciendo esto, podría ser más sencillo arreglar cada uno de los componentes correctamente.

Asegúrese de mantener todos los terminales lo más pequeños posible.

Además, asegúrese de que los condensadores de desacoplamiento se coloquen lo más cerca posible de los pines de ICI, L3 y L4.

Puede construir la bobina L3 enrollando de forma compacta 3 vueltas de alambre esmaltado n. ° 20 en el eje de una broca de 3/16 de pulgada y estirándolo a 1/4 de pulgada inmediatamente después de sacarlo de la broca.

Para crear la bobina L4, enrolle cuatro vueltas de alambre n. ° 20 de cerca como se sugirió anteriormente, y tire de las vueltas hacia afuera hasta 3/8 de pulgada después de retirarlo del eje del taladro. Cada bobina se instala en el tablero 1/46 de pulgada elevado sobre la superficie de cobre del tablero.

Coloque las bobinas en ángulo recto entre sí y con una separación mínima de 1 pulgada para minimizar el acoplamiento entre las dos. Las bobinas de RF (L1 y L2) también deben instalarse en ángulo recto con las bobinas L3 y L4.

Verificar y poner a punto Tómese un par de minutos para examinar su arduo trabajo. Asegúrese de quitar el cobre alrededor de las ranuras destinadas al paso de paso de terminales de componentes.

Antes de encender la alimentación, realice un par de inspecciones con el ohmímetro desde los pines de ICI a tierra para verificar si hay algún tipo de cortocircuito presente donde realmente no debería.

Además, busque la polaridad adecuada de los condensadores electrolíticos. Conecte la batería y determine el consumo de corriente; debe ser inferior a 5 miliamperios.

Conecte la antena a la parte superior de L4, en el primer giro desde el extremo que está vinculado al pin 7 de IC1.

La antena de 17 pulgadas que se muestra para el prototipo será del tamaño que en la mayoría de los casos se identifica en las radios portátiles, use el tamaño adecuado para la antena para evitar perturbaciones con las radios cercanas. Integre una señal de música estéreo al transmisor a la izquierda en J1 y a la derecha en J2.

Ajuste su radio FM en toda la banda sintonizando la señal transmitida. Ajuste C19 y C20 en sus puntos centrales y afine L3 alrededor de 92 MHz. Ahora puede emplear C20 para alinear para la frecuencia especificada.

Aunque lo más probable es que tenga un rango de transmisión decente, es posible optimizar el circuito para una salida más alta rastreando el indicador de potencia de la señal en el receptor de FM con el que puede estar trabajando, y estirando o comprimiendo el espacio de la bobina entre las vueltas de L4 usando un instrumento aislado, no magnético.

A medida que se acerca al punto óptimo, las bobinas tienden a ser algo interactivas, por lo tanto, modificar solo una puede afectar a la otra. Siga haciendo el procedimiento hasta que logre el mejor resultado posible.

Con una señal estéreo colocada en J1 y J2, sintonice la salida del receptor FM, idealmente a través de auriculares, y ajuste R1 y R2 al nivel ligeramente por debajo de donde se produce la distorsión en las partes ruidosas del audio. Se recomienda un nivel de señal ligeramente por debajo de 200 mV en la entrada.

El oscilador de 38 kHz se ajusta idealmente usando un contador de frecuencia conectado al pin 5 de ICI.

Si el equipo no es accesible, puede ajustar el núcleo de T1 leyendo las posiciones donde la luz indicadora estéreo del receptor se enciende y apaga. Ajuste el núcleo a medio camino entre estas dos posiciones.

Ajustes adicionales

Puede haber casos en los que le gustaría transmitir una transmisión monofónica, por ejemplo, la salida de un altavoz a un sistema de sonido de auditorio.

Se podría incluir un interruptor de palanca con el circuito para insertar un capacitor de 0.01 µF a través del pin 6 ICI del IC y tierra para restringir el funcionamiento estéreo.

Si quizás se prefiere un funcionamiento monofónico a largo plazo, los elementos del oscilador de 38 kHz y C5 podrían eliminarse del circuito.

La incorporación de un micrófono electret a la entrada J1 con una resistencia de 2.2K conectada a + 1.5 voltios convertirá este circuito en un micrófono inalámbrico para el seguimiento de la habitación de los niños o para su uso en salas de conferencias. Conecte los componentes al circuito en lugar de R1 como se muestra a continuación.

La función estéreo le permite usar dos entradas juntas. Posiblemente podría considerar incorporar voces en un canal e instrumentos musicales en el otro para el programa de su sistema de audio.

Alternativamente, también puede realizar un seguimiento del teléfono o un bebé en el canal izquierdo y sintonizar su dispositivo de escaneo en el canal derecho todo a la vez mientras limpia su vehículo o corta el césped, o cuando usa un receptor de auriculares .




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