Hướng dẫn mạch thu FM đơn giản
Gần đây, chúng tôi đã nghĩ đến việc xây dựng một mạch thu FM đơn giản , chúng tôi bắt đầu tìm kiếm các mạch khả thi có thể được sử dụng để đáp ứng các yêu cầu của chúng tôi và như mong đợi chúng tôi đã tìm thấy rất nhiều mạch trên internet. Câu hỏi đặt ra là chúng sẽ như thế nào khi chúng ta đưa các mạch đó vào thử nghiệm. Bởi vì chúng tôi nhận thấy rất nhiều người đang cố gắng làm cho các mạch này hoạt động nhưng không thành công và rất nhiều diễn đàn thảo luận tràn ngập câu hỏi “Mạch thu FM đơn giản này có thực sự hoạt động không?”
Vì vậy, trong hướng dẫn này, chúng tôi đã làm điều đó bằng cách xây dựng một vài mạch trên một miếng bảng và kiểm tra từng mạch để xem chúng hoạt động như thế nào và có thể làm gì để cải thiện điều này, và cuối cùng, chúng tôi sẽ cho bạn biết tất cả các chi tiết .
Bây giờ nếu bạn muốn tiết kiệm thời gian, bạn có thể mua ngay mô-đun thu FM RDA5807 và sử dụng nó cho dự án của mình, chúng tôi đã xây dựng Đài FM điều khiển bằng giọng nói bằng Arduino và Google Assistant và Đài FM dựa trên Arduino bằng RDA5807 . Bạn có thể kiểm tra các dự án đó nếu muốn tìm hiểu thêm về các dự án đó hoặc bạn có thể kiểm tra mạch máy phát FM đơn giản được chế tạo bằng các linh kiện điện tử cơ bản như bóng bán dẫn, tụ điện, cuộn dây, v.v.
Mạch thu FM hai bóng bán dẫn
Hầu hết các mạch chúng tôi tìm thấy trên internet đều có một điểm chung, đó là chúng đều có cấu hình hai bóng bán dẫn. Và đối với mạch đầu tiên của chúng tôi, chúng tôi đã thử một cái gì đó tương tự.
Nó không chỉ nhận tín hiệu FM mà còn khuếch đại tín hiệu nhận được với sự trợ giúp của IC lm386 OP-Amp để điều khiển loa. Đây là một trong những mạch phức tạp nhất được làm với rất ít thành phần. Các bóng bán dẫn BF495(T2) với Cuộn cảm L. Tụ điện VC và cùng với T1 tạo nên cấu trúc cho bộ tạo dao động Colpitts .
Trong mạch này, tông đơ VC đặt tần số cộng hưởng của mạch. Bằng cách điều chỉnh tụ biến tần, tần số cộng hưởng sẽ thay đổi và chúng ta có thể điều chỉnh mạch ở bất kỳ đâu trong khoảng từ 88 đến 108 MHz. Tín hiệu thông báo nhận được qua mạch được trích xuất qua điện trở R1, sau đó tín hiệu này được đưa đến bộ khuếch đại âm thanh qua tụ điện ghép nối 220nF (C1). Mạch này được thiết kế để bạn có thể điều chỉnh máy thu thanh với sự trợ giúp của Tụ biến. Giá trị của tụ điện thay đổi được điều chỉnh thành 20pF vì luôn có sẵn các tụ điện thay đổi với giá trị này.
Cuộn dây được sử dụng trong mạch là một cuộn cảm lõi không khí đơn giản được làm bằng 4 vòng dây đồng 22 SWG với lõi có đường kính trong 4mm. Khi đạt được số vòng cần thiết, cuộn dây có dạng hình trụ. Cuộn dây có thể được lấy để máy thu có thể đạt được tín hiệu tần số cao. Cuối cùng, các tụ điện C3 (100nF) và C10 (100µF, 25V), cùng với R3 (1k), bao gồm bộ lọc thông dải cho các tần số rất thấp, được sử dụng để tách tín hiệu tần số thấp khỏi tín hiệu tần số cao trong máy thu.
Máy thu FM với bóng bán dẫn 2N3904
Tiếp theo, đây là một mạch thu đài FM khác có cấu hình hai bóng bán dẫn. Nhưng giống như mạch trước, mạch này sử dụng hai bóng bán dẫn đa năng 2N3904 để tạo ra tần số cộng hưởng
Trong khi thử nghiệm mạch trên, chúng tôi đã quan sát thấy rằng mạch này hoạt động tốt nhất trong khoảng 3,3 đến 3,5 Volt. Hoạt động của mạch này rất đơn giản, tần số cộng hưởng của mạch được tạo ra bởi L1 và C1 trong mạch, LC cùng nhau được gọi là mạch dao động có khả năng tạo ra dao động tần số cao cần thiết để tạo tín hiệu FM, khi tụ điện được sạc đầy sau đó nó chuyển nó sang cuộn cảm, cuộn cảm tích điện và tạo ra từ trường của nó khi từ trường suy giảm, năng lượng quay trở lại tụ điện và quá trình lặp lại vô hạn tần số cộng hưởng của mạch có thể dễ dàng tìm thấy ra bằng cách sử dụng một công thức đơn giản. Trong phần tiếp theo, chúng ta sẽ xem xét điều đó
Xây dựng một cuộn cảm và tính toán độ tự cảm
Phần quan trọng nhất của bất kỳ mạch thu phát FM nào là cuộn cảm và trong phần này, chúng ta sẽ tìm hiểu cách chế tạo cuộn cảm. Nếu bạn nhìn vào mạch đầu tiên, nó cho biết đó là 4 vòng trong lõi không khí có đường kính 4mm với dây đồng 22 AWG. Khi chúng ta đã chế tạo xong cuộn cảm, chúng ta có thể sử dụng công thức hiển thị bên dưới để tính độ tự cảm.
L= (d^2 * n^2)/(18d+40l)
Ở đâu,
- L= là độ tự cảm tính bằng microHenries (µH)
- d = đường kính cuộn dây tính bằng inch
- l = là chiều dài cuộn dây tính bằng inch
- N = Số lượt
Bây giờ khi chúng ta biết công thức, chúng ta cần đo đường kính của cuộn dây để tính độ tự cảm. Nếu bạn nhìn vào sơ đồ đầu tiên, bạn có thể thấy rằng hướng dẫn tạo cuộn cảm đã được đưa ra. Nó có 4 vòng dây 22 SWG với lõi không khí đường kính 4mm. Đối với đường kính 4mm, chúng tôi đang sử dụng ống nạp từ bút gel. Như bạn có thể thấy từ hình ảnh bên dưới, mực nạp từ bút chính xác là 4mm.
Bây giờ, khi chúng ta có hình trụ đường kính 4mm, chúng ta sẽ quấn dây 22 SWG của mình xung quanh ống nạp bút và tạo cuộn cảm. Sau khi cuộn cảm được tạo ra, nó trông giống như hình ảnh hiển thị bên dưới,
Bây giờ chúng ta sẽ đo chiều dài và đường kính của cuộn dây và như bạn thấy từ hình trên, chúng ta có đường kính cuộn dây là 6mm và chiều dài của cuộn dây là 3,2mm. Với điều này, chúng ta có tất cả các tham số để tính toán độ tự cảm của cuộn dây. Bây giờ nếu chúng ta tính độ tự cảm bằng cách sử dụng công thức đã cho, chúng ta có thể tính giá trị là
L = 0,0961 uH
Bạn có thể thực hiện phép tính bằng cách đặt các giá trị vào máy tính hoặc bạn có thể sử dụng trang web Máy tính điện cảm cuộn dây cuộn cảm lõi không khí để tính toán độ tự cảm, giúp quá trình này trở nên dễ dàng hơn rất nhiều.
Kiểm tra mạch thu FM
Như bạn có thể thấy từ hai sơ đồ trên, chúng tôi đã tìm thấy hai mạch hứa hẹn trên internet và chúng tôi đã thử kiểm tra cả hai mạch, mạch được tạo bằng bóng bán dẫn BF494 hoạt động tốt hơn một chút so với mạch được tạo bằng bóng bán dẫn 2N3904. Bạn cũng có thể thấy rằng chúng tôi đã tạo hai mạch ở hai vị trí khác nhau vì chúng tôi không muốn thêm tiếng ồn từ bất kỳ thành phần nào khác.
Như bạn có thể thấy thiết lập thử nghiệm được hiển thị trong hình trên, nơi chúng tôi cấp nguồn cho mạch bằng pin 12V. Khi mạch được bật, chúng tôi bật tụ điện biến đổi để cố gắng điều chỉnh mạch để bắt các đài phát thanh FM địa phương, nhưng mạch không thể thu được bất cứ thứ gì.
Sau khi kiểm tra và cố gắng tìm ra vấn đề là gì, chúng tôi đã sử dụng Raspberry PI để xây dựng bộ phát FM và kiểm tra xem mạch có hoạt động hay không. Và thật ngạc nhiên, mạch hoạt động nhưng âm thanh không nghe được và âm thanh.
Tóm lại, chúng ta có thể nói rằng hoàn toàn không đáng để lãng phí thời gian vào việc xây dựng và thử nghiệm loại mạch thu đài FM đơn giản này vì nó không được tạo ra để sử dụng cho ứng dụng hàng ngày. Và bạn nên sử dụng mô-đun máy thu đài FM dựa trên IC phù hợp nếu bạn định sử dụng mô-đun này cho ứng dụng hàng ngày. Nếu bạn đang tìm kiếm một số IC thu sóng FM thì RDA5807 hoặc TEA5767 là một số IC dễ dàng có sẵn trên thị trường và bạn có thể tạo mạch thu FM đơn giản với các bộ phận và sơ đồ dễ dàng có sẵn.
Cảm ơn bạn đã đọc tại Bảo Khang Electric !