Тюнер pll что это
Фазовая модуляция радиосигнала в ПЛИС
Так иногда бывает, что занимаешься одной технической проблемой, но, по мере погружения в задачу и во время поиска ее решения, появляются «побочные продукты». Так случилось и в этот раз. Я исследовал различные методы измерения временных интервалов с помощью ПЛИС. В одном из предложенных методов измерений был использован динамический сдвиг фазы тактовой частоты с PLL. Позже пришла идея: используя свойства PLL можно попробовать сделать в ПЛИС простейший радиопередатчик с фазовой модуляцией.
И кое-что получилось!
Пожалуй нужно немного рассказать, что такое PLL. PLL (Phase Locked Loop) — это устройство фазовой автоподстройки частоты генератора. Выглядит примерно вот так:
Здесь есть ГУН — Генератор, Управляемый Напряжением. Он выдает желаемую частоту, которая через обратную связь идет на фазовый детектор. Фазовый детектор определяет разность фаз между опорной частотой F0 и получившейся частотой F1, разность фаз — это сигнал ошибки, который отфильтровывается и воздействует на ГУН, заставляя его колебаться чуть быстрее или чуть медленнее. Так, на выходе ФАПЧ получается частота, синхронная с опорной.
В микросхемах ПЛИС, например, от компании Интел (эх… когда-то была Альтера) серии MAX10 есть встроенный PLL, который выглядит вот так:
Кажется, что это что-то гораздо более сложное, чем то, что изображено выше. Но нет, если присмотреться внимательно, то видны общие черты: ГУН, Генератор Управляемый Напряжением — это VCO, Voltage Controlled Oscilator. PFD — это фазовый детектор, LF — Loop Filter, фильтр фазовой ошибки.
Кроме всего прочего, PLL внутри ПЛИС имеет набор счетчиков делителей. Например, делитель частоты M в цепи обратной связи позволяет получить на выходе PLL частоту в несколько раз выше, чем опорная. Так же имеются выходные счетчики C0-C4, которые позволяют на пяти выходах PLL получить сетку частот с разными делителями.
Есть внутри PLL еще компоненты, которые почему-то обычно не изображаются на структурных схемах в документации Altera/Intel — это схемы управляющие перезагрузкой и перенастройкой PLL. Логические схемы в ПЛИС могут на лету перезагружать коэффициенты счетчиков делителей в PLL и еще они позволяют сдвигать фазу выходных частот PLL. Конечно, перезагрузить на лету параметры PLL — это не очень простая операция, которая к тому же занимает определенное время. А вот сдвигать фазу выходной частоты PLL можно довольно просто и быстро. Причем, разрешающая способность по фазе напрямую зависит от частоты Fvco. Сдвигать фронт тактовой частоты можно на 1/8 периода Fvco. Например, входная частота на PLL Fin=100МГц, а делитель M в цепи обратной связи к фазовому детектору равен 13-ти. Тогда Fvco=1300МГц, а разрешение по фазе для выходной частоты PLL Fout=100МГц будет составлять всего 3,46 градуса.
Для разработки проекта для ПЛИС Altera/Intel используется среда САПР Quartus Prime и в ней есть средства настройки экземпляров PLL: Megawizard Plug-In Manager. С его помощью можно устанавливать нужные свойства PLL:
Здесь как раз и видно какие получаются Fvco и разрешение по фазе для выходных частот.
Для управления фазой выходных частот у компонента PLL есть дополнительные сигналы: SCANCLK, PHASESTEP, PHASEUPDOWN, PHASECOUNTERSELECT, PHASEDONE.
В документации Altera/Intel написано, как управлять этими сигналами, чтобы получить единичный сдвиг фазы на избранной выходной частоте.
Получается так: сигнал PHASEUPDOWN определяет в какую сторону нужно двигать фазу. PHASECOUNTERSELECT определяет сигнал какой именно тактовой частоты PLL будет сдвинут (например, если нужно сдвинуть частоту c1, то PHASECOUNTERSELECT=3’b011 — это есть в документации). Цикл сдвига фазы начинается с установки сигнала PHASESTEP и заканчивается, когда PLL выставит в ноль PHASEDONE. Если нужно сдвинуть фазу значительно, то придется выполнить несколько таких циклов. Все это при желании можно даже просимулировать в ModelSim, как это делается я писал вот здесь.
Теперь, дальше — интереснее. Плавно перехожу к моему «радиопередатчику»:
Я использую плату Марсоход3bis на чипе ПЛИС Altera/Intel MAX10. Плата имеет встроенный программатор на базе двухканального чипа FTDI. Причем один канал FT2232HL используется под JTAG (загрузка ПЛИС, отладка в SignalTap), а второй канал используется для передачи данных в плату, как последовательный порт.
К плате, прямо к двум цифровым пинам-выходам подключены два куска провода по 0,75 метра. Это антенна, «полуволновый вибратор». Без выходного аналогового фильтра на излучаемый диапазон, конечно, не хорошо, но сама антенна уже какой-то фильтр, да и мощность передатчика невелика…
Проект написан на языке Verilog HDL — всего-то пара десятков строк кода:
Весь проект для САПР Intel Quartus Prime можно взять на GitHub: github.com/marsohod4you/Fpga-PM-Radio.
В проекте есть PLL с двумя выходами c0 и c1, на каждом из них 100МГц. Выход c0 используется для тактирования всей схемы, а вот выход c1 — это и есть несущая 100МГц, частота моего «радиопередатчика» (FM-диапазон). Ее я и собираюсь модулировать по фазе.
Я собираюсь посылать сырой аудиофайл с компьютера в плату через последовательный порт. При формате данных 8 бит на одну аудиовыборку, моно, 22050Гц, наиболее удобна скорость последовательного порта 230400 бод. В самом деле, каждый байт при последовательной передаче имеет старт бит и один или два стоп бита. Если два стоп бита, то получается 11 передаваемых бит на байт данных. Значит 230400/11=20945 выборок в секунду. Это конечно не идеал, не 22050, но чуть-чуть похоже. Ну получится у меня звук немного ниже, чем нужно, мне для моих экспериментов не важно… Итак в проекте есть приемник последовательных данных.
Полученный из последовательного порта байт w_rx_byte внутри ПЛИС сравнивается с внутренней переменной (регистром) current_pll_phase. Разница меж ними — это и есть количество шагов по сдвигу фазы, которые нужно сделать в одну или другую сторону. Таким образом выполняется фазовая модуляция на выходе c1 у PLL.
Теперь второй вопрос. Предположим, что передатчик с фазовой модуляцией работает, а чем слушать?
Я исхожу из того, что ФМ и ЧМ непосредственно связаны друг с другом интегральным/дифференциальным законом. Мгновенная частота радиосигнала — это производная от его фазы. Производная синуса — это косинус. Вряд ли слушатель радиопередачи отличит их на слух (шутка). В общем, я решил попробовать передавать аудио файл моим «радиопередатчиком» с фазовой модуляцией, а слушать мою «радиопередачу» обычным FM-приемником. Я использую мобильный телефон с гарнитурой в качестве FM приемника.
Вот как это выглядит:
Удивительно, но передаваемая мной музыка устойчиво слышна в FM радиоприемнике мобильного телефона на расстоянии до 10-15 метров.
PS: В России 7 мая отмечается День радио. В 1895 году выдающийся русский физик и изобретатель Александр Попов в Санкт-Петербургском университете продемонстрировал созданную им первую в мире искровую беспроводную приемо-передающую радиосистему. В России этот факт был принят за точку отсчета начала радиосвязи.
MP3510 – FM-тюнер с DSP и PLL
В этом материале мы представим модуль FM-тюнера MP3510 с отличными характеристиками и интересными возможностями.
Основой тюнера является однокристальная микросхема FM-ресивера с малой потребляемой мощностью для мобильных устройств QN8035 фирмы Quintic. Среди множества характеристик микросхемы, которые можно найти в ее техническом описании, можно выделить следующие в качестве основных:
— покрытие всего диапазона FM-вещания, от 60 до 108 Мгц;
— de-emphasis (снижение частотных предыскажений передатчика) 50/75 мкс; для Европы принято 50 мкс;
— напряжение питания от 2,7 до 5 В, имеется встроенный стабилизатор;
— малое типичное потребление тока, около 13 мА;
— прекрасная чувствительность – не хуже 1,5 мкВ EMF;
— отношение сигнал/шум 63 дБ для стереосигнала;
— нелинейные искажения 0,03%;
— встроенное интегрированное адаптивное шумоподавление;
— разделение каналов 45 дБ;
— аппаратные регуляторы уровня выходного сигнала каждого канала;
Для обработки принятого сигнала используется цифровой процессор обработки сигналов (DSP – Digital Signal Processor), который в режиме реального времени реализует различные алгоритмы преобразований этого сигнала для обеспечения максимального качества на звуковом выходе.
Соответственно, большинство этих характеристик в части приема FM-сигнала переносятся на тюнер MP3510.
Кроме однокристального приемника, на плате тюнера, которая имеет размер 45х75 мм, установлены еще несколько микросхем с необходимой обвеской и другие элементы:
— микроконтроллер широкого применения с низким энергопотреблением, который используется для подачи команд на приемник, считывания информации с приемника, вывода информации на дисплей, индикации режимов;
— внешняя энергонезависимая память для микроконтроллера;
— два усилителя низкой частоты по 3 Вт каждый;
— два валкодера для управления частотой приема, громкостью и некоторыми режимами работы приемника;
— разъем mini-Jack 3,5 мм для подключения наушников, активных колонок или внешнего усилителя;
— разъем USB, который используется для питания тюнера от адаптера с напряжением 5В, а также для использования модуля в качестве внешней звуковой карты для подключенного к разъему USB компьютера.
На плате имеются несколько групп отверстий под штыревые разъемы с шагом 2 мм:
— переключатель Mono-Stereo: при замыкании включается режим Mono;
— R B Gnd: Red, Blue и Ground для подключения внешних индикаторных светодиодов;
— DC3.0-5.0V: для подключения питания 3-5 вольт постоянного тока. Это могут быть батарейки или аккумуляторы. Можно питать тюнер и по USB-кабелю, но при этом не рекомендуется использовать импульсные источники питания, так как они производят массу помех;
— SP_R SP_R: для подключения внешних динамиков мощностью до 3 ватт на канал, сопротивлением 4-16 Ом;
— GND DP DM VCC: дублирует USB-разъем;
— TX RX GND: для управления тюнером по протоколу UART с использованием внешнего дополнительного адаптера USB-UART.
При включении питания тюнер восстанавливает свое последнее состояние, записанное в энергонезависимой памяти: частота настройки, громкость, режим работы.
При вращении левого валкодера изменяется громкость на выходе тюнера от 0 до 30 условных единиц, при нажатии на ручку – принудительно включается/отключается звуковой выход тюнера.
При вращении правого валкодера – изменяется частота приема от 87 МГц до 108 МГц (если не установлен CAMPUS) шагом 0,1 МГц. В режиме CAMPUS нижний предел частоты становится равным 76 Мгц.
При коротком нажатии на ручку правого валкодера включается режим установки уровня срабатывания системы шумоподавления. Можно установить значние от 0 до 20 условных единиц.
При длинном нажатии на кнопку правого валкодера включается/выключается режим шумоподавления с выводом сообщения в виде бегущей строки на дисплей. При включенном режиме подавления шума звуковой выход тюнера будет отключаться, если соотношение сигнал/шум принимаемого сигнала ниже установленного уровня срабатывания системы шумоподавления. При этом на индикаторе появляется символ с перечеркнутым динамиком, как и в режиме принудительного выключения звука.
Тюнер имеет интересную возможность управления своим состоянием с помощью AT-команд по линиям UART от внешнего контроллера или компьютера.
Компьютер необходимо подключать с помощью дополнительного адаптера USB-UART, например BM8051.
Команды, перечень которых находится в этом документе, следует набирать только заглавными буквами в строке Data input и посылать на тюнер нажатием на кнопку SEND.
Ответ тюнера на принятую команду может быть, в свою очередь, принят вызывающим устройством, обработан какой-либо программой, и использован в этой программе в соответствии с алгоритмом ее работы.
В качестве примера программного управления тюнером MP3510 от внешнего микроконтроллера используем плату расширения из конструктора NR05 «Цифровая лаборатория», серия «Азбука электронщика». На плате установлен контроллер Arduino Nano – один из популярнейших модулей на микросхеме ATMega328, имеются пять тактовых кнопок, жидкокристаллический двухстрочный дисплей и большое число разъемов для подключения внешних датчиков и модулей.
Поставим себе такую задачу:
при нажатии на каждую из пяти находящихся на плате расширения кнопок, подать команду на изменение частоты приема тюнера, и отобразить на дисплее название станции, соответствующей этой частоте.
Если не ставить перед собой задачу приема и обработки информации, поступающей от тюнера, то для соединения платы расширения с FM-тюнером нам понадобится только два провода: Tx (передача со стороны микроконтроллера) и GND (земля). Для приема добавится еще один провод Rx (прием на микроконтроллер).
Также понадобится два источника питания:
— батарея или адаптер для FM-тюнера;
— Arduino Nano можно запитать от USB-выхода компьютера (для программирования USB-кабель необходим!) или, после прошивки микроконтроллера, от адаптера 5 В.
Соединим разъем UART модуля тюнера с разъемом XP11 платы расширения:
На самом деле, можно выбрать и другие контакты разъемов платы расширения, они назначаются в программе при конфигурировании экземпляра SoftwareSerial.
С помощью оболочки программирования Arduino IDE загрузим в микроконтроллер следующий скетч:
MP3510 sending commands
// подключаем и конфигурируем библиотеки
SoftwareSerial mySerial(A7, 3); // RX, TX
LiquidCrystalRus lcd(A1, A2, A3, 2, 4, 7);
// определяем пин, к которому подключены кнопки
// задаем экспериментально определенные значения, соответствующие номерам кнопок
// массивы строк с названиями станция и их частот
// префикс команды установки частоты
// инициализируем последовательный порт, частота обмена 38400 бод
// инициализируем индикатор, 16 символов, 2 строки
lcd.print(«FM радио module»);
// получаем номер нажатой кнопки
// переключаем частоту и выводим название станции на индикатор
Мастер Кит MP3510
Как известно, несмотря на бурное развитие интернет-СМИ и интернет-радиовещания, качественное эфирное вещание в FM-диапазоне остается актуальным и востребованным. И даже то, что почти в каждом сотовом телефоне или смартфоне есть возможность слушать FM-радио, не умаляет достоинств самостоятельного FM-приемника с усилителем, или без оного. Приемник можно включить просто так, дома, на даче, на природе – и наслаждаться магией голосовых и музыкальных программ, порой не вдумываясь, о чем идет речь, и что за музыка играет.
В этом материале мы представим модуль FM-тюнера MP3510 с отличными характеристиками и интересными возможностями.
 |
 |
Основой тюнера является однокристальная микросхема FM-ресивера с малой потребляемой мощностью для мобильных устройств QN8035 фирмы Quintic. Среди множества характеристик микросхемы, которые можно найти в ее техническом описании, можно выделить следующие в качестве основных:
Для обработки принятого сигнала используется цифровой процессор обработки сигналов (DSP – Digital Signal Processor), который в режиме реального времени реализует различные алгоритмы преобразований этого сигнала для обеспечения максимального качества на звуковом выходе.
Соответственно, большинство этих характеристик в части приема FM-сигнала переносятся на тюнер MP3510.
Кроме однокристального приемника, на плате тюнера, которая имеет размер 45×75 мм, установлены еще несколько микросхем с необходимой обвеской и другие элементы:
На плате имеются несколько групп отверстий под штыревые разъемы с шагом 2 мм:
При включении питания тюнер восстанавливает свое последнее состояние, записанное в энергонезависимой памяти: частота настройки, громкость, режим работы.
При вращении левого валкодера изменяется громкость на выходе тюнера от 0 до 30 условных единиц, при нажатии на ручку – принудительно включается/отключается звуковой выход тюнера.
При вращении правого валкодера – изменяется частота приема от 87 МГц до 108 МГц (если не установлен CAMPUS) шагом 0.1 МГц. В режиме CAMPUS нижний предел частоты становится равным 76 МГц.
При коротком нажатии на ручку правого валкодера включается режим установки уровня срабатывания системы шумоподавления. Можно установить значние от 0 до 20 условных единиц.
При длинном нажатии на кнопку правого валкодера включается/выключается режим шумоподавления с выводом сообщения в виде бегущей строки на дисплей. При включенном режиме подавления шума звуковой выход тюнера будет отключаться, если соотношение сигнал/шум принимаемого сигнала ниже установленного уровня срабатывания системы шумоподавления. При этом на индикаторе появляется символ с перечеркнутым динамиком, как и в режиме принудительного выключения звука.
Тюнер имеет интересную возможность управления своим состоянием с помощью AT-команд по линиям UART от внешнего контроллера или компьютера.
Компьютер необходимо подключать с помощью дополнительного адаптера USB-UART, например BM8051.
Адаптер подключается следующим образом: контакт TX на плате тюнера следует соединить с контактом ТХ адаптера, контакт RX – с RX, GND с GND (земля). Это проверено для версии LCD_FM_RX_ENC_V1.9 платы тюнера.
Для управления тюнером в терминальном режиме рекомендуется применять программу SSCOM (проверено для Windows 7), которую можно найти в разделе Файлы. Скорость соединения – 38400 бод, остальные параметры: 8,1,N,N. Связаться с тюнером, используя популярные программы Tera Term и Putty, не удается.
Команды, перечень которых находится в этом документе, следует набирать только заглавными буквами в строке Data input и посылать на тюнер нажатием на кнопку SEND.
Ответ тюнера на принятую команду может быть, в свою очередь, принят вызывающим устройством, обработан какой-либо программой, и использован в этой программе в соответствии с алгоритмом ее работы.
В качестве примера программного управления тюнером MP3510 от внешнего микроконтроллера используем плату расширения из конструктора NR05 «Цифровая лаборатория», серия «Азбука электронщика». На плате установлен контроллер Arduino Nano – один из популярнейших модулей на микросхеме ATMega328, имеются пять тактовых кнопок, жидкокристаллический двухстрочный дисплей и большое число разъемов для подключения внешних датчиков и модулей.
Поставим себе такую задачу:
при нажатии на каждую из пяти находящихся на плате расширения кнопок, подать команду на изменение частоты приема тюнера, и отобразить на дисплее название станции, соответствующей этой частоте.
Если не ставить перед собой задачу приема и обработки информации, поступающей от тюнера, то для соединения платы расширения с FM-тюнером нам понадобится только два провода: Tx (передача со стороны микроконтроллера) и GND (земля). Для приема добавится еще один провод Rx (прием на микроконтроллер).
Также понадобится два источника питания:
Соединим разъем UART модуля тюнера с разъемом XP11 платы расширения:
GND – GND
Tx – D3;
Rx – A7
На самом деле, можно выбрать и другие контакты разъемов платы расширения, они назначаются в программе при конфигурировании экземпляра SoftwareSerial.
С помощью оболочки программирования Arduino IDE загрузим в микроконтроллер следующий скетч:
/*
MP3510 sending commands
*/
// подключаем и конфигурируем библиотеки
#include
#include
#include
#include
SoftwareSerial mySerial(A7, 3); // RX, TX
LiquidCrystalRus lcd(A1, A2, A3, 2, 4, 7);
// определяем пин, к которому подключены кнопки
#define NUM_KEYS 5
// задаем экспериментально определенные значения, соответствующие номерам кнопок
int adcKeyVal[NUM_KEYS] = <30, 150, 360, 535, 760>;
// массивы строк с названиями станция и их частот
String stationName[NUM_KEYS] = <"Echo MSK","Radio Carnival","Orpheus","Chocolate","Silver Rain">;
String freq[NUM_KEYS] = <"912", "928", "992", "980", "1001">;
// префикс команды установки частоты
String at = «AT+FRE=»;
void setup() <
// инициализируем последовательный порт, частота обмена 38400 бод
mySerial.begin(38400);
// инициализируем индикатор, 16 символов, 2 строки
lcd.begin(16, 2);
lcd.clear();
lcd.print(«FM радио module»);
>
// получаем номер нажатой кнопки
int key = get_key();
// переключаем частоту и выводим название станции на индикатор
switch (key) <
case 1:
setFreq(0);
break;
case 2:
setFreq(1);
break;
case 3:
setFreq(2);
break;
case 4:
setFreq(3);
break;
case 5:
setFreq(4);
break;
delay(200);
>
// функция определения номера нажатой кнопки
int get_key()
<
int input = analogRead(A6);
int k;
for(k = 0; k
Текст программы снабжен достаточно подробными комментариями, за подробностями обращайтесь на следующие ресурсы:
www.arduino.cc (первоисточник на английском языке)
www.arduino.ru (на русском, но менее актуальный и полный)
Есть нюанс с выводом русских букв на двухстрочный индикатор платы расширения NR05. Библиотека LiquidCrystalRus работает только совместно с библиотеками LiquidCrystalExt и LineDriver, поэтому в начале скетча включены все три этих библиотеки. Компиляция должна осуществляться в Arduino IDE версии 1.6.1. Библиотеки можно скачать здесь.
Небольшое видео с демонстрацией работы программы:
Для усиления звукового сигнала и воспроизведения его на мощных акустических системах можно применить новинку Мастер Кит MP3117box – усилитель низкой частоты D-класса 2.1, 2×50 Вт + 1×100 Вт.
Устройство представляет собой законченный усилитель низкой частоты в DIY корпусе из прозрачного пластика. Благодаря применению отлично зарекомендовавшей себя микросхемы TPA3116 усилитель обладает минимальным коэффициентом нелинейных искажений, уровнем собственных шумов и широким диапазоном питающих напряжений. Он способен работать с любой акустикой сопротивлением от 4 Ом до 16 Ом. Имеет выделенный 100-ваттный канал для сабвуфера. Усилитель можно использовать как на открытом воздухе для проведения различных мероприятий, так и в домашних условиях в составе музыкального аудиокомплекса.
FM-тюнер можно встроить под верхнюю крышку корпуса усилителя, просверлив два отверстия диаметром 7 мм для крепления валкодеров.
Таким образом, FM-тюнер MP3510 является высококачественным и функциональным модулем для конструирования устройств с возможностью приема радиостанций в FM-диапазоне, как при автономном использовании, так и в составе аудиосистем с микроконтроллерным и компьютерным управлением.
Как вы понимаете, напряжение на фильтре петли будет варьироваться depentent тока к нему.
Ладно, поехали далее и закажите Phase loocked цикл системы (PLL). 
Я добавил несколько частей в систему. Генератор, управляемый напряжением (ГУН), и делитель частоты (N делитель), где скорость делитель может быть установлен в любом количестве. Поясним систему на примере:
Как вы можете видеть мы кормим A вход фазового детектора с опорной частоты 50kHz.
В этом примере ГУН имеет эти данные.
Vout = 0V дать 88MHz из генератора
Vout = 5V дать 108MHz из генератора.
Делитель N установлен в DIVID с 1800.
Первый ( Vвне ) Является 0V и ГУН ( Fвне ) Будет колебаться около 88 МГц. Частота от ГУН ( Fвне ) Делится с 1800 (N делителя) и на выходе будет около 48.9KHz. Эта частота подается с на вход B фазового детектора. Фазовый детектор сравнивает два входных частот и с A выше, чем B, Ток накачки будет поставлять ток в фильтр выходного контура. Доставлен ток поступает в фильтр контура и преобразуется в напряжение ( Vвне ). Поскольку ( Vвне ) Начнут расти, ГУН ( Fвне ) Частота также увеличивается.
Когда ( Vвне ) Является 2.5V частота ГУН является 90 МГц. Делитель делит его с 1800 и выход будет = 50KHz.
Теперь оба A и B фазового компаратора 50kHz и ток накачки останавливается, чтобы доставить тока и ГУН ( Fвне ) Остаться в 90MHz.
Что happends если ( Vвне ) Является 5V?
В 5V VCO ( Fвне ) Частота 108MHz и после делителя (1800) частота будет около 60kHz. Сейчас B вход фазового детектора имеет более высокую частоту, чем A и ток накачки начинает цинк ток от контурного фильтра и тем самым напряжение ( Vвне ) Будет снижаться.
Reslut системы ФАПЧ в том, что фазовый детектор фиксирует частоту ГУН к требуемой частоте, используя фазовый компаратор.
Изменяя значение делителя N, можно заблокировать VCO на любую частоту от 88 чтобы 108 МГц с шагом 50kHz.
Я надеюсь, что этот пример дает понимание системы PLL.
В синтезатор частоты цепей как LMX-серии можно запрограммировать как N делителя и опорную частоту для многих комбинаций.
Схема также имеет чувствительную высокочастотный вход для зондирования ГУН с делителем N.
Для получения дополнительной информации я предлагаю вам скачать спецификацию схемы.
Оборудование и схема 
Пожалуйста, посмотрите на схему, чтобы последовать моему описание функции. Основной генератор базируется вокруг транзистора Q1. Этот генератор называется Колпитс генератор и это управляемый напряжением для достижения FM (частотная модуляция) и контроль PLL. Q1 должен быть ВЧ транзистор, чтобы хорошо работать, но в данном случае я использовал дешевый и общий BC817 транзистор, который прекрасно работает.
Осциллятор нужен LC бак правильно колебаться. В этом случае LC бак состоит из L1 с варикапа D1 и два конденсатора (C4, C5) на база-эмиттер транзистора. Значение C1 будет установить диапазон VCO.
Большая величина C1 шире будет диапазон VCO быть. Поскольку емкость варикапа (D1) зависит от напряжения над ним, емкость будет меняться с измененным напряжения.
Когда изменение напряжения, так будет частота генерации. Таким образом вам достичь функцию VCO.
Вы можете использовать много различных варикапа ДИОД, чтобы это заработало. В моем случае я использую варикап (SMV1251), который имеет широкий спектр 3-55pF для обеспечения диапазон ГУН’а (88 чтобы 108MHz).
Внутри пунктирной синей коробке вы найдете устройство аудио модуляции. Это устройство также включать в себя второй варикап (D2). Это варикапа смещен с напряжением постоянного тока около 3-4 вольт постоянного тока. Это varcap также входит в ЖК бака конденсатором (C2) из 3.3pF. Входной аудиосигнал проходит конденсатор (C15) и добавлены в напряжение постоянного тока. Поскольку изменение аудио вход напряжения по амплитуде, общее напряжение на варикапа (D2) также изменится. В качестве эффекта это емкость будет меняться, и так будет частота LC бак.
У вас есть частотная модуляция несущего сигнала. Глубина модуляции устанавливается амплитуды входного сигнала. Сигнал должен быть около 1Vpp.
Просто подключите аудио в отрицательной стороне C15. Теперь вы удивляетесь, почему я не использую первый варикап (D1) для модуляции сигнала?
Я мог бы сделать это, если частота будет установлена, но в этом проекте частотный диапазон 88 чтобы 108MHz.
Если вы посмотрите на варикапа кривой слева от схемы. Вы можете легко увидеть, что относительная емкость изменить больше на низком напряжении, чем это делает на высоком напряжении.
Представьте себе, я использовать аудиосигнал с постоянной амплитудой. Если бы я модулирует (D1) варикап с этой амплитуды глубина модуляции будет отличаться в зависимости от напряжения над варикапа (D1). Помните, что напряжение на варикапа (D1) составляет около 0V на 88MHz и + 5V на 108MHz. За счет использования двух варикапа (D1) и (D2) я получаю такую же глубину модуляции от 88 к 108MHz.
Теперь посмотрим на право цепи LMX2322 и вы найдете VCTCXO генератора опорной частоты.
Этот генератор основан на очень точный VCTCXO (Voltage Controlled рефрижераторы кварцевый генератор) на 16.8MHz. Pin 1 является входным калибровки. Напряжение здесь должна быть 2.5 Вольт. Производительность VCTCXO кристалла в этой конструкции настолько хорош, что вам не нужно делать какие-либо опорный настройки.
Небольшую часть энергии ГУН обратной к схеме ФАПЧ через резистор (R4) и (C16).
PLL будет использовать частоту ГУН регулировать напряжение настройки.
В контактном 5 из LMX2322 вы найдете PLL фильтр, чтобы сформировать ( Vмелодия ), Который является регулирующий напряжение ГУН.
PLL пытаются регулировать ( Vмелодия ), Так что частота ГУН генератор блокируется на требуемой частоте. Вы также найдете TP (контрольная точка) здесь.
| 168tx.pdf | Файл печатной платы для FM передатчика (PDF). |
Выше Вы можете скачать (PDF) Filer, который является на текстолите черного цвета. На плате отражается, потому что печатается сторона сторона должна развенчала доску во время ультрафиолетового облучения.
Справа вы найдете рис, показывающий монтаж всех компонентов на одной плате.
Это, как реальная плата должна выглядеть, когда вы собираетесь паять компоненты.
Это плата, изготовленная для поверхностного монтажа компонентов, поэтому cuppar находится на верхнем слое.
Я уверен, вы все еще можете использовать смонтированных в отверстия компонентов, а также.
Серый область cuppar и каждый компонент является привлечь в разные цвета всех, чтобы сделать его легко определить для вас.
Масштаб PDF является 1: 1 и картина справа увеличивается с 4 раз.
Кликните на картинке, чтобы увеличить ее.
сборка
Хорошо выполненное заземление в системе РФ. Я использую нижний слой, как землю и подключить его с верхним слоем в нескольких местах (пять через отверстия), чтобы получить хорошую подготовку.
Просверлить маленькое отверстие через PCB припой провод в каждом через отверстие для подключения верхний слой с нижним слоем, который является основанием слой.
Пять сквозных отверстий можно легко найти на печатной плате и на сборочном рисунке справа, они помечены «GND» и отмечены красным цветом.
Powerline:
Следующим шагом является подключить питание.
Добавить V1 (78L05), C13, C14, C20, C21
Опорный генератор VCTCXO 16.8 МГц.
Следующим шагом является получить действующего генератора опорного кристаллов.
Добавьте VCTCXO (16.8MHz), C22, R5, R6.
Контрольная работа:
Подключите питание и убедитесь, что у вас есть + 5V вольт после V1.
Подключите осциллограф или частотомер к pin3 от VCTCXO и убедитесь, что у вас есть колебание 16.8MHz.
ГУН:
Следующий шаг, чтобы убедиться, осциллятор начинают колебаться.
Добавить Q1, Q2,
L1, L2, L3, L4
D1, D2,
C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9, C10, C11, C12, C18, C19,
R7, R8, R9, R10, R11, R12, R13, R14, R15, R16, R17
Теперь подключите резистор 50 Ом от выхода RF к земле в качестве «фиктивной» нагрузки.
Если у вас нет эквивалент нагрузки или антенны транзистор Q2 сломает легко.
При подключении питание, генератор должен начать колебаться.
Вы можете подключить осциллограф к выходу РФ, чтобы исследовать сигнал.
Убедитесь, что вы 3-4V DC на стыке R13-R14.
TP это «контрольная точка», напряжение которой ( Vмелодия ) Будет установлен с помощью схемы PLL.
Вы можете использовать этот выход для измерения напряжения VCO для проверки устройства. Поскольку схема PLL не был добавлен еще, мы можем использовать это TP в качестве входных данных для тестирования ГУН и диапазон VCO.
Напряжение на TP установит частоты колебаний.
Если вы подключите TP к земле, ГУН будет колеблющихся в он низкая частота.
Если вы подключите TP до + 5V, ГУН будет колеблющихся в он высокая частота.
Изменяя напряжение на TP вы можете настроить ГУН на любую частоту в диапазоне VCO.
Если у вас есть радио в одной комнате вы можете использовать его, чтобы найти частоту VCO.
На данный момент нет модуляции передатчика, но вы все равно найдете перевозчика с приемником FM.
Индуктивность L1 повлияет на частоту VCO и ГУН в диапазоне очень много.
По интервал / сжатия L1 вы легко изменить частоту VCO.
В моей тестовой Я временное подключенный TP на землю и использовать мой Частотомер проверить
, частота ГУН колебался в. Тогда я на расстоянии / сжатый L1 пока я не получил 88MHz.
С TP был соединен с землей я знаю 88MHz будет самым низким частота генерации ГУН.
Тогда я повторного подключения TP до + 5V и снова проверил частоты колебаний. На этот раз я получил 108MHz.
Если у вас нет частотомер можно использовать любой FM-радио, чтобы найти несущую частоту.
В этот момент опорный генератор работает и так делать ГУН.
Пора добавить последние компоненты.
PLL:
Добавить схему LMX2322, C15, C16, C17, R1, R2, R3, R4
Схема LMX небольшой, поэтому вы должны быть осторожны пайки его.
Пайка в LMX2322
А вот большой проблемой.
Нажмите здесь, чтобы увидеть фото и читать, как паять SOIC и SMD компонентов.
Схема представляет собой мелкий шаг цепи SO-ИК и эта маленькая ошибка может сделать вашу жизнь несчастной.
Не волнуйся, я объясню, как с ним обращаться. Используйте тонкий свинцовый припой и чистую инструмент для пайки.
Я начинаю с зацикливаться одной ноге на каждой стороне контура и делает, что это правильно размещены.
Тогда я припаять все другие ноги, и я не волнует, если будут какие-то свинцовые мосты.
После этого пора убираться, и для этого я использую «фитиль».
Припоя является плоский, плетеный медный оболочка ищет весь мир, как экранирование на фоно мозга (кроме того, что экранирование из луженой) без мозга.
Я пропитать фитиль с некоторым канифоли и поместите его на ногах и мостов схемы. Фитиль затем нагревается паяльником, и расплавленный припой течет вверх косу под действием капиллярных сил.
После этого, все мосты уже не будет и схема выглядит идеально.
Вы можете найти фитиль и канифоль в моем страница компонент.
Более думать о:
Как сделать iductors L1
Индуктор L1 установит частотный диапазон:
Вот как это делается: 
Я использую эмалированный медный провод из 0.8mm. Эта катушка должна быть 3 получается с диаметром 6.5mm, поэтому я использую сверло 6.5 мм. (Картина выше показать катушка 4 получается!)
Сначала я делаю «пустышку», чтобы измерить длину куска проволоки. Я наматываю провод на 3 оборота, делаю соединение направленным вниз и разрезаю провода.
Затем я растягиваю «пустышку» обратно на провод, чтобы измерить ее длину (провод вверху). Я беру новую проволоку и делаю ее такой же длины (проволока внизу).
Я использую острым лезвием бритвы на пустом месте эмали на обоих концах нового прямого провода. Эта новая проволока идеально подходит в длину и не эмаль не охватывают два конца.
(Вы должны удалить эмаль перед завернул медный провод вокруг сверла, иначе катушка будет плохо и по форме, и пайки.)
Я беру новый прямой медный провод и оберните его вокруг сверла и свести концы указывают вниз. Я припаять концы и катушки готов.
(Картина выше показать катушка 4 получается!)