自制FM調(diào)頻信號發(fā)射器

1、自制一款容易制的FM調(diào)頻發(fā)射器今天筆者要介紹的是一款容易DIY的FM調(diào)頻發(fā)射器，采用FM 調(diào)頻發(fā)射技術(shù)對立體聲音頻信號進(jìn)行發(fā)射，使用普通的具有FM調(diào)頻收音功能的接收器(如無線耳機或收音機)就可以接收。而且使用了控制頻率穩(wěn)定電路，使頻率 不再漂移。如果在DIY過程中選件和加工稍微用心一點，此FM立體聲發(fā)射器發(fā)射出的立體聲信號分離度可以達(dá)到50dB，失真小于0.3%，而且電路的穩(wěn)定 性大大加強。 就收發(fā)效果而言，已基本接近正規(guī)的FM電臺。一、立體聲調(diào)頻發(fā)射電路圖解析為了降低DIY的難度，我們可以選擇專用的調(diào)頻發(fā)射集成電路來完成此發(fā)射器，筆者重點推薦東洋公司(ROHM)的調(diào)頻立體聲發(fā)射專用芯片BH1

2、417F。 BH1417F是一款集立體聲調(diào)制、FM 調(diào)制、頻率合成和RF放人器等功能于一體的大規(guī)模集成電路，僅僅需要很少的外圍元器件就能夠獲得優(yōu)異的立體聲調(diào)頻信號，其內(nèi)部功能框圖和引腳功能如圖1所 示。應(yīng)用BH1417F打造立體聲調(diào)頻發(fā)射器的應(yīng)用電路如圖2所示。該電路大致分為互個部分：由BH1417F 的22、21、20、19、1、2、3、4管腳配合與其連接的分立元件組成立體聲信號輸入和立體聲調(diào)制部分；15、16、17、18管腳設(shè)定載波頻 率；BH1417F的5、7、9、10、12管腳配合于其連接的分立元件，構(gòu)成調(diào)頻載波的頻率振蕩和射頻調(diào)制部分；13、14管腳外接晶體振蕩器形成系統(tǒng) 時鐘；6、

3、8為電源部分；11腳與外部連接的元件構(gòu)成調(diào)頻信號發(fā)射部分。立體聲信號通過1、22腳輸入，配合2、3、20、21這幾個管腳外部的阻容組合，完成立體聲信號的低通、預(yù)加重和調(diào)制，調(diào)制后的復(fù)合信號通過5腳輸出。 15、16、17、18腳輸入的頻率代碼經(jīng)過解碼和鑒相后，由7腳輸出PLL振蕩器的控制信號VCO。此VCO控制外部的分立元件組成的高頻振蕩電路產(chǎn)生 FM 調(diào)頻的載波信號，并通過一個達(dá)林頓三極管2SD2142對5腳輸出的復(fù)合立體聲信號進(jìn)行FM 頻率調(diào)制。調(diào)制后的信號通過9腳輸入到BH1417F，經(jīng)過內(nèi)部的射頻放大器放大后的射頻信號由11腳輸出。輸出后的信號可以直接接到發(fā)射天線上進(jìn)行發(fā) 射，或者輸入

4、到射頻功率放大器進(jìn)行放大后發(fā)射，以擴大發(fā)射距離。13、14腳需要外接7.6MHz的晶體振蕩器，提供給BH1417F內(nèi)部的鑒相、立體聲 信號調(diào)制等部分所需要的穩(wěn)定時鐘。由BH1417F內(nèi)部工作昕需的時鐘部是來自7.6MHz的晶振，而晶振的工作頻率一般都十分穩(wěn)定。外部調(diào)頻載波信號和載波調(diào)制電路都使用VCO(壓控振 蕩)控制的PLL(鎖相環(huán))電路進(jìn)行工作，鎖相環(huán)電路也足以頻率穩(wěn)定性著稱，在大多數(shù)通信電路中部用來穩(wěn)定系統(tǒng)頻率和產(chǎn)生系統(tǒng)時鐘。所以，由 BH1417F組成的調(diào)頻發(fā)射器發(fā)射頻率十分穩(wěn)定，不會在發(fā)射過程中出現(xiàn)跑頻或者自激振蕩。如果完全按照技術(shù)白皮書來依葫蘆畫瓢，在實際的DIY過程中你會發(fā)現(xiàn)圖2

5、中的一些元件并不好找。因此，為方便讀者進(jìn)行實際制作，筆者對電路和元件稍做了改動，并優(yōu)化了一部分比較重要的元件，經(jīng)過實際試驗達(dá)到了不錯的效果(圖3)。由于存在音頻相關(guān)電路，所以相關(guān)的器件需要選擇對音頻重放有利的型號。如圖中涉及到音頻信號耦合的電容，一般選用無極性的大廠CBB，甚至WIMA的MKP此類發(fā)燒音響用電容也不過分。圖3中標(biāo)示出的元件是經(jīng)過重新改動的，其參數(shù)如表1所示。表1：改動后電路中使用的主要元件R1 電阻 14W 47k 選用5色環(huán)金屬膜的較好R2 電阻 14W 47k 選用5色環(huán)金屬膜的較好R3 電阻 14w 3.3k 選用5色環(huán)金屬膜的較好R4 電阻 14W 6.9k 選用5色環(huán)

6、金屬膜的較好C1 無極性電容1uF 選用無感XBB系列較好好C2 無極性電容1uF 選用無感CBB系列較好C3 無極性電容1uF 選用無感CBB系列較好C4 電解電容 22uF 選用損耗角小的系列較好C5 電解電容 22uF 選用損耗角小的系列較好Q1 高頻三極管9018 值盡量高Q2 高頻三極管9018 值盡量高L1 電感 5T 直徑0.61毫米漆包線繞制5圈，線圈直徑4毫米左右改進(jìn)后的電路，把電位器換成了普通的電阻，達(dá)林頓三極管用兩個常用的9018來組合，去掉了天線輸出部分的“GFWB3”這個極難采購的帶通濾波器，并優(yōu) 化了音頻回路中的信號質(zhì)量，對于提高可制作性和信號發(fā)射質(zhì)量有很大的幫助。

7、這樣，在具體DIY制作中，僅有BH1417F這個主芯片和KV1417E這個 變?nèi)輼O管相對來說難購買一些，但通過郵購或大型電子市場還是可以買到的。BH1417F的價格大約1418元，KV1417E的價格在2元左右。二、無線調(diào)頻發(fā)射器的制作讀者可以使用萬用試驗電路板按上述的電路圖進(jìn)行搭制。焊接過程中，首先要將BH1417F這個貼片SOP22封裝的器件使用轉(zhuǎn)接板進(jìn)行轉(zhuǎn)接，然后再通過引線焊接到試驗板中心的位置。焊接貼片元件的時候，要使用細(xì)頭的電烙鐵。先對芯片進(jìn)行焊盤定位， 并固定住四個腳上的焊盤， 然后再逐一焊接其他焊盤。為了避免BH1417F各管腳短路，可以先向轉(zhuǎn)接板上的焊盤鍍上一層很薄的錫，然后依

8、次用烙鐵燙各管腳，使錫融化，即可牢固焊接。對其他分立元件，如果有條件的話，在上板之前用萬用表等儀器測試一 下，判斷其好壞。兩個9018三極管盡量選用值高的，并無需進(jìn)行配對。L1電感需要自行繞制，制作時，可以使用一段直徑0.61mm的漆包線在直徑為 4 mm的圓棒上繞制5圈，繞制后，抽出圓棒，把線圈兩端的漆磨掉上錫即可。在進(jìn)行有極性的電解電容焊接時，必須注意電容的極性，如果焊錯的話，通電后電容肯 定爆漿。焊制成功后，一定要仔細(xì)襝查一下電路再通電。筆者在實踐過程中發(fā)現(xiàn)，供電電源的質(zhì)量對整機的穩(wěn)定性和信號的保真度有較大的影響。建議大家使用LM317或 7805等三端穩(wěn)壓電路進(jìn)行供電。當(dāng)然，最方便的就

9、是使用USB接口取電了。要注意的是。BH1417F的供電電壓不要超過6V，推薦使用5V。否則會對 芯片造成損害。通電后，一般無需做測試，只要BH1417F沒有發(fā)熱，就可以給LCH和RCH兩端輸入立體聲信號，然后設(shè)置15、16、17、18腳 來確定一個發(fā)射頻率進(jìn)行發(fā)射。建議在調(diào)試時，把這些管腳用10 K的電阻接到電源負(fù)極，這樣設(shè)置出來的頻率就是87.7MHz，便于調(diào)試。這些管腳和發(fā)射頻率的對應(yīng)關(guān)系如表2。表2 針腳定義(L：低電平：H：高電平)上圖中的8789MHZ的頻段是可以直接設(shè)置使用的，不必對振蕩電路參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。如果要使用106107MHZ頻段的話，則需要對振蕩電路中的幾個電容值進(jìn)行調(diào)整

10、，此處不進(jìn)行詳細(xì)的敘述，留給讀者自行研究。如果在確保焊接正確的情況下 ，發(fā)射器卻不能正常工作，怎么辦?此時，你可以試著慢慢撥動一下L1線圈的各匝間距。如果你的收音機在對應(yīng)頻率點還是沒有接收信號，你就需要檢查電路其他部分有沒有焊接失誤。由于二極管的個體差異都較大。如果讀者焊制的發(fā)射器工作失真很大的話，就需要對9018的偏置幅度進(jìn)行倜整，也就是說需要調(diào)整 BH1417F的第7腳連接的20K電阻的阻值以達(dá)到滿意的效果。三、發(fā)射器效果與進(jìn)一步改進(jìn)的思路此發(fā)射器接上約50cm長的電線做天線，在開闊地段有效發(fā)射距離大概是10米左右，對于在家庭房間內(nèi)接收音樂或使用無線話筒而言已經(jīng)足夠。但是，如果你要 使用在其他場合的話，需要提高發(fā)射功率，也就是在天線輸出的地方加上高頻功率放大器。對于高頻功率放大器，受限于各種法規(guī)約束，在此我們不做過多討論。另外，由于BH1417F的發(fā)射頻率是調(diào)整15、16、17、18這4個管腳的電