اخیراً ما به فکر ساختن یک مدار گیرنده FM ساده افتادیم، بنابراین مانند همیشه شروع به جستجو برای مدارهای احتمالی کردیم که بتوان از آنها برای برآورده کردن نیازهای ما استفاده کرد، و همانطور که انتظار می رفت مدارهای زیادی را در اینترنت پیدا کردیم، اما این سوال باقی می ماند که چقدر خوب یا مفید است. آیا زمانی که آن مدارها را آزمایش می کنیم، مناسب خواهند بود. چون درست مثل ما افراد زیادی بودند که سعی میکردند این مدارها را به کار بیاندازند اما شکست خوردند، و بسیاری از انجمنهای گفتگو با سوالاتی پر شده است که “آیا این مدارهای گیرنده FM ساده واقعا کار میکنند؟”
بنابراین در این آموزش، ما این کار را با ساختن چند مدار روی یک برد سوراخ دار انجام دادیم و هر مدار را آزمایش کردیم تا عملکرد آنها و کارهایی که می توان برای بهبود آن انجام داد را مشاهده کرد و در پایان تمام جزئیات را به شما اطلاع خواهیم داد.
اکنون اگر میخواهید در زمان صرفهجویی کنید، میتوانید بلافاصله ماژول گیرنده FM RDA5807 را خریداری کرده و از آن برای پروژه خود استفاده کنید.
رادیو FM دو ترانزیستوری یا گیرنده مستقیم (TRF) FM
اکثر مدارهایی که ما در اینترنت پیدا کرده ایم یک چیز مشترک دارند و آن این است که همه آنها دارای پیکربندی دو ترانزیستور هستند. و برای اولین مدار خود، چیزی مشابه را امتحان کردیم.
نه تنها سیگنال FM را دریافت می کند، بلکه سیگنال دریافتی را با کمک یک آی سی OP-Amp lm386 تقویت می کند تا بلندگو را درایو کند. این یکی از پیچیده ترین مدارهایی است که با قطعات بسیار کمی ساخته شده است. ترانزیستور BF495 (T2) با سلف L. خازن VC و همراه با T1 ساخت نوسانگر Colpitts را می سازد .
در این مدار تریمر VC فرکانس رزونانس مدار را تنظیم می کند. با تنظیم خازن متغیر فرکانس رزونانس تغییر می کند و می توانیم مدار را در هر جایی بین 88 تا 108 مگاهرتز تنظیم کنیم. سیگنال پیامی که از طریق مدار دریافت می شود از طریق مقاومت R1 استخراج می شود و سپس از طریق یک خازن کوپلینگ 220nF (C1) به تقویت کننده صوتی تغذیه می شود. این مدار به گونه ای طراحی شده است که می توانید گیرنده رادیویی را با کمک خازن متغیر تنظیم کنید. مقدار خازن متغیر روی 20pF تنظیم می شود زیرا خازن های متغیر با این مقدار به راحتی در دسترس هستند.
سیم پیچ مورد استفاده در مدار یک سلف هسته هوای ساده است که با 4 دور سیم مسی 22 SWG ساخته شده و هسته آن دارای قطر داخلی 4 میلی متر است. هنگامی که تعداد چرخش های لازم به دست آمد، سیم پیچ استوانه ای است. سیم پیچ را می توان طوری گرفت تا سیگنال فرکانس بالا توسط گیرنده برسد. در نهایت، خازن های C3 (100nF) و C10 (100μF، 25V)، همراه با R3 (1k)، یک فیلتر باند گذر برای فرکانس های بسیار پایین تشکیل می دهند که برای جدا کردن سیگنال فرکانس پایین از سیگنال فرکانس بالا در گیرنده استفاده می شود.
گیرنده رادیو FM با ترانزیستور 2N3904
بعد، این یکی دیگر از مدارهای گیرنده رادیویی FM است که دارای پیکربندی دو ترانزیستور است. اما مانند مدار قبلی، این مدار از دو ترانزیستور 2N3904 برای تولید فرکانس تشدید استفاده می کند.
در حین تست مدار فوق مشاهده کردیم که این مدار بین محدوده 3.3 تا 3.5 ولت بهترین عملکرد را دارد. کار این مدار بسیار ساده است، فرکانس تشدید مدار توسط L1 و C1 در مدار تولید می شود، LC با هم یک مدار مخزن نامیده می شود که قادر به تولید نوسان فرکانس بالا است که برای تولید سیگنال FM لازم است، زمانی که خازن کاملاً شارژ می شود آن را به سلف میفرستد، سلف شارژ می شود و میدان مغناطیسی خود را ایجاد می کند وقتی میدان مغناطیسی فرو می ریزد انرژی به خازن باز می گردد و فرآیند بی نهایت تکرار می شود فرکانس تشدید مدار را می توان به راحتی پیدا کرد. با استفاده از یک فرمول ساده در بخش بعدی به بررسی آن خواهیم پرداخت.
مهمترین قسمت هر برد مدار رادیویی FM سلف است و در این قسمت نحوه ساخت سلف را یاد می گیریم. اگر به مدار اول نگاه کنید، می گوید که 4 دور در یک هسته هوا با قطر 4 میلی متر با سیم مسی 22 AWG است. هنگامی که سلف را ساختیم، می توانیم از فرمول زیر برای محاسبه اندوکتانس استفاده کنیم.
L= (d^2 * n^2)/(18d+40l)
L= اندوکتانس در میکروهنری است (µH)
d= قطر سیم پیچ بر حسب اینچ
l= طول سیم پیچ بر حسب اینچ است
N = تعداد دور
اکنون همانطور که در فرمول را می بینیم، برای محاسبه اندوکتانس باید قطر سیم پیچ را اندازه گیری کنیم. اگر به شماتیک اول نگاه کنید می بینید که دستورالعمل ساخت سلف داده شده است. 4 دور سیم 22 SWG با هسته هوا به قطر 4 میلی متر. برای قطر 4 میلی متر، از یک قلم پلاستیکی استفاده می کنیم. همانطور که در تصویر زیر مشاهده می کنید، قطر قلم دقیقاً 4 میلی متر است.
حالا وقتی استوانهای به قطر 4 میلیمتر داشتیم، سیم 22 SWG خود را به دور قلم میپیچیم و سلف را میسازیم. هنگامی که سلف ساخته شد، مانند تصویر زیر به نظر می رسد :
حالا طول و قطر سیم پیچ را اندازه می گیریم و همانطور که از تصویر بالا می بینید قطر سیم پیچ 6 میلی متر و طول سیم پیچ 3.2 میلی متر است. با این کار، ما تمام پارامترها را برای محاسبه اندوکتانس سیم پیچ در اختیار داریم. حال اگر با استفاده از فرمول داده شده اندوکتانس را محاسبه کنیم می توانیم مقدار is را محاسبه کنیم.
L = 0.0961 uH
شما می توانید با قرار دادن مقادیر در ماشین حساب محاسبه را انجام دهید.
تست برد مدار گیرنده رادیویی FM
همانطور که از دو نمودار بالا می بینید، ما دو مدار امیدوارکننده دیگر را در اینترنت پیدا کردیم و سعی کردیم هر دو مدار را آزمایش کنیم، مدار ساخته شده با ترانزیستور BF494 تا حدودی بهتر از مدار ساخته شده با ترانزیستور 2N3904 عمل کرد. همچنین می توانید ببینید که ما این دو مدار را در دو مکان مختلف ساخته ایم زیرا نمی خواهیم نویز را از اجزای دیگر اضافه کنیم.
همانطور که می بینید تنظیمات تست در تصویر بالا نشان داده شده است که در آن ما مدار را با یک باتری 12 ولت تغذیه می کنیم. هنگامی که مدار روشن شد، خازن متغیر را روشن کردیم تا مدار را تنظیم کنیم تا ایستگاه های رادیویی FM محلی را ضبط کنیم، اما مدار قادر به دریافت چیزی نبود.
پس از بررسی و تلاش برای کشف مشکل در کمال تعجب، مدار کار کرد اما صدا و صدا قابل شنیدن نبود.
در پایان، میتوان گفت که اصلاً ارزش هدر دادن زمان برای ساخت و آزمایش این نوع مدار گیرنده رادیویی FM ساده را ندارد زیرا برای استفاده روزانه ساخته نشده است. و اگر قصد دارید از آن برای کاربردهای روزانه استفاده کنید، توصیه می شود از یک ماژول گیرنده رادیویی FM مبتنی بر آی سی مناسب استفاده کنید. اگر به دنبال آی سی گیرنده رادیو FM هستید ، RDA5807 یا TEA5767 از جمله آی سی هایی هستند که به راحتی در بازار موجود هستند و می توانید مدار گیرنده FM ساده را با قطعات و شماتیک های به راحتی در دسترس بسازید.