Detta "enklare" tillvägagångssätt kräver helt enkelt att byta ljudkanal mellan vänster och höger ingång. Varje kanal är sekventiellt ansluten under en halv cykel av 38 kHz bäraren. Det producerar både 38 kHz dubbel sidbandsignal och basbandsignal. Ett lågpassfilter minskar "splatteren", som härrör från omkopplingens övertoner, på intilliggande radiokanaler. Jag förstår att så här fungerar en av de billiga enkoderkodarna. Det är vettigt, den här metoden bygger på att komponenterna matchas och ingen precisionskrets. Det är nästan idiotsäkert.
Växla på detta sätt skapar en 38 kHz dubbel sidbandssignal och passerar både L och R genom baseband. L och R har motsatta polariteter i dekodern eftersom L är tillåtet genom att sändaren på ena halvan av 38 kHz cykeln och R är tillåtet igenom på den andra halvan. Då L och R är lika, de två signalerna genomsnitt ut till noll under varje cykel. Det kan inte bli enklare.
Foto 2. Jag fick bara titta. Det gör verkligen DSB.
Spektrumanalysator visning av signal över C4 i schema (figur 4).
Här var det vänster kanal som drivs av en 1 kHz sinusvåg. Lägg märke till att den krets som
verkligen producerat 38 kHz dubbelt sidband med transportören undertryckta av 22 db. När
Jag byglad vänster kanal till höger kanal, sidobanden försvann.
Kretsen
Figur 3. Övergången till marken faktiskt genomförs
med två separata I / O-pinnar på en mikroprocessor.
Den enda svåra delen är att uppnå 2: 1 analog multiplex-funktion med en mikroprocessor. Detta måste göras utan att stänga av DC-nivån på signalen, eftersom det skulle leda till att 38 kHz bäraren för att slå igenom. CMOS Micro controller I / O-portar kan växla mellan hög impedans och låg impedans tillstånd. Men när den är i den låga impedansen tillstånd, kan tappen endast vara vid antingen jord (logisk låg) eller vid den positiva spänningsförsörjningen (logiskt hög). Det innebär att kopplings åtgärder måste ske genom att blanda vänster och höger signaler resistivt, sedan i princip kortsluter ena, sedan den andra i växlingen. För att bibehålla det tillstånd att omkopplaren inte att ändra DC-nivån hos den signal, kommer signalen måste vara centrerad runt jorden eller den positiva strömförsörjningen. Jag valde marken eftersom insignalen skulle refereras till jord.
Vad datablad inte berättar är att FET som driver utgångsstiftet låg, en N-kanal FET, är ganska bra ett sjunkande ström från signaler ovan jord och sourcing ström från signaler under jord. Låt mig säga att sista delen igen:
Den N-kanal-FET som driver utgångsstiftet kan shunta signaler under jord till jord. Det är väldigt likt ett lågt värde motstånd som kan slås på och av. När I / O-port som är i ett tillstånd med hög impedans, om den signal som försöker att svänga alltför långt under marken, antingen ESD-skydd enhet på I / O-stift eller parasitisk diod som är inneboende till FET kommer att genomföra, klippning signalen. I denna krets, märk klippning på I / O-stift börjar på flera hundra millivolt under jord.
Eftersom FM-sändaren i denna krets behöver endast några tiotals millivolt för att uppnå tillfredsställande modulering, är det inte nödvändigt för förstärkning av utsignalen från multiplexorn. Det handlar mer om moduleringskänsligheten i den del av detta avsnitt som behandlar sändarkretsen
(Klicka här för att hoppa till den diskussionen).
För att utföra växling mellan hög impedans och låg impedans till jord, den fasta programvaran nollor till motsvarande port registrerar register, därefter vid lämpliga tidpunkter, det rensar motsvarande data riktningsregisterbitar för att göra ett visst stift en hög impedans, och vid lämpliga tidpunkter sätter firmware motsvarande data riktningsregisterbitar för att göra en viss stift en låg impedans till jord.
Med tanke på schemat i figur 4, tar mikrokontrollen sin tidpunkt från en 6 MHz kristall. 6 MHz är inte en exakt heltalsmultipel på 19 kHz. I själva verket är det den 315.7894: e övertonen på 19 kHz. Men det finns ingen anledning att oroa sig - vi pratar analogt här. Jag räknar bara ner med 316 och kallar det tillräckligt nära, för skillnaden är bara 0.06%. Jag använde 6 MHz eftersom jag har en påse med dem till hands. Om du ville kan du använda en kristall som är en exakt heltalsmultipel på 19 kHz. Förresten, ännu högre frekvens klockor kan få dig mindre fel. En 20.000 MHz-kristall ger dig bara 0.04% fel - ungefär samma tolerans som många mikrokontroller-kristaller - kom bara ihåg att ändra firmware för att klara olika klockfrekvenser.
Man kan fråga sig om du använder en mikroprocessor för att helt enkelt ersätta en oscillator, disk, och vissa transmissionsgrindar är lite av ett slöseri med en bra processor. Det frustrerar mig att låta de flesta av en mycket kompetent RISC-processor tillbringar större delen av sin tid i tids slingor och göra triviala bit RULLNING, men när man tittar på alternativen, användning av en mikrostyrenhet minskar delar räkna, det är lätt att få, och i väldigt många fall, en billigare lösning än de flesta andra lösningar som finns.
Vänster och höger signal är AC-kopplad via C1 respektive C2. Syftet med AC-koppling är att ta bort alla likströmskomponenter i källsignalen så att signalerna vid U1: s (AVR) I / O-stift kan fungera symmetriskt runt marken.
Vid varje halvcykel av 38 kHz klockhastigheten, antingen U1 stift 7 eller U1 stift 5 jordad, medan den andra tappen lämnas att flyta, vilket möjliggör en signal åt gången för att komma igenom till ingången på sändaren.
En 19 kHz fyrkantvåg pilotsignalen tillhandahålls från U1 stift 6. Eftersom den genomsnittliga DC-nivån på pinne 6 är + 2.5 volt, är en liten kondensator i serie för att hålla denna likströmskomponent ur modulator (som består av U1 stift 7 och 5), så att det inte blir någon 38 kHz bärare.
Alla tre av signalerna - Vänster, hackad av 38 kHz, Höger, hackad av 38 kHz i motsatt fas, och en pilotsignal låg nivå är resistivt blandas på C4. Jag använde stereoindikatorn på min bärbar FM-radio för att hitta värdet för R5, vilket i sin tur ställer in styrsignalen i den sammansatta signalen, då jag fördubblat signalnivån. Det borde vara mer än nog, men känn dig fri att minska värdet på R5. Cutting sitt värde i hälften bör inte leda till alltför mycket signal till mottagaren.
Det kritiska syftet med C4 är förbi basen av den gemensamma basen oscillator, Q1, till jord. Värdet valdes så att den 38 kHz dubbel sidbandssignal inte skulle rullas av betydligt. Jag först beräknat högsta tillåtna värdet för C4 och sedan för nästa mindre tillgängliga storlek kondensator. Efter det, jag testade det genom att försöka en kondensator lite större än det högsta beräknade värdet och sedan lyssna på ett musikstycke som har hög frekvens ljud rör sig från vänster till höger. Den större kondensator påverkade signifikant separering av signalerna högre frekvens. Den. 01 uf kondensator som visas i den schematiska hade inte hörbar effekt, och det är bra eftersom det inte var tänkt.
Sändaren i sig bör se bekant för alla som har någonsin hem bryggt en FM trådlös mikrofon krets eller en av FM-sändarkretsarna på denna webbplats:
En FM Broadcast Audio Transmitter
1.5V Batteridrivna FM rebroadcast sändare
En FM-sändare på den här webbplatsen som inte använder samma oscillator utan är kristallkontroll finns på denna webbsida:
http://www.cappels.org/dproj/LMX1601FMxmttr/LMX1601%20PLL%20FM%20Transmitter.html
Om länkarna ovan inte fungerar, kan det bero på att du tittar på en otillåten kopia av denna webbsida. Det händer. Alla dessa projekt finns på http://www.projects.cappels.org
Detta mycket enkel krets, arbetshästen i de hem brygga trådlösa mikrofon projekt, trycktes i bruk just för att det är så populärt med hobby: det kräver inte mycket många delar, det kan byggas med eller utan en tryckt krets styrelse, och oftast fungerar faktiskt med tillräckligt tweaking.
I sändaren frikopplar C3 basen till jord genom C4. C7 Kan vara några pf över eller under 5 pf utan att slänga saker hemskt. Försök att hålla den variabla kondensatorn, C6, liten. Om du bara kan hitta större kondensatorer, säg 10 till 45 pf, lägg en 10 eller 12 pf fast kondensator i serie med den. Det är viktigt att hålla denna del av resonansbehållarens kapacitans så låg som möjligt. Om du inte har en lämplig variabel kondensator kan du alltid bara sätta i en 5 pf fast kondensator och lita på din förmåga att ställa in kretsen genom att sträcka och förvränga L1.
Q1 är en vanlig 2N4401, och den uppvisar en kollektor till baskapacitansförändring på cirka 1.5 pf per volt. Detta är högre och bättre för denna applikation än vad du skulle få från högfrekventa transistorer med lägre utgångskapacitans. Ju mer av tankkapacitansen som kommer från Q1: s kollektor-till-baskapacitans, desto mer frekvensmodulering av den sända signalen får du för en given ljudnivå. Eftersom stereomodulatorn endast kan hantera flera hundra millivolt topp-till-topp utan distorsion är denna känslighet viktig.
Jag skapade L1 genom att linda 7 varv av # 22 Beldsol kopparmagnettråd runt den släta delen av en 1/4 "borr (ett trick som nämns av den legendariska Harry Lythall) och sedan släppte spolen av borrkronan. Jag sköt för den nedre delen av FM-bandet. När spolen var lindad och installerad satte jag C6 i mitten av sitt intervall och sträckte sedan ut och böjde spolen tills jag hörde sändaren på min FM-radio inställd på den enda tysta platsen på ratten här, 93.3 MHz. Om du vill använda den här i den övre delen av FM-sändningsbandet, kan du försöka använda bara 6 varv.
Ett annat trick för lind spolar som denna, som måste behålla sin form utan en spole formulär, är att skära av en bit tråd lite längre än vad som skulle behövas för spolen, sedan hålla varje ände av kabeln med en tång Sträck vajern något att orientera säden så att tråden tenderar att stanna rakt. När du lindar kabeln runt borrkronan, kommer det tenderar att hålla sin nya form istället för att försöka fjädra tillbaka till sin gamla form. Var noga med hur du håller tråden och sträck det-skulle du inte vill träffa dig i ansiktet med tången bör tråd snap. Hände mig en gång; dess inte riktigt roligt.
Den antenn
Denna sändare har inte en diskret antenn. L1 utstrålar gott. En extern antenn kan utöka räckvidden, vilket förmodligen inte är vad du verkligen vill i alla fall. Det kommer också att försvåra tuning, vilket är något annat du kanske egentligen inte vill. Jag får nästan 10 meter till tre av mina bärbara FM-mottagare med detta. Det kan vara starkare, men 10 meter är mer än tillräckligt. Mina grannar egentligen inte behöver veta vad jag lyssnar på.
Den fasta programvaran
Den fasta programvaran är förmodligen ganska sannolikt den enklaste bit funktionell kod som jag någonsin har skrivit. Det sätter bara den 19 kHz signalstiftet hög, väntar lite, sedan sätter en av de kHz stiften 38 till hög Z medan det sätter den andra 38 kHz stift till lågt Z. Det fördröjer lite mer, sedan gör den höga Z-pin låg , och den låga Z pin hög, väntar lite till ... Jag tror du får idén. Modulatorn utgångar växlar mellan hög och låg impedans vid 38 kHz är 19 kHz utmata en 19 kHz fyrkantvåg. Det var lite tråkigt, för att testa i AVR Studio, men värt det.
Koden är mycket enkel. Vänta bara loopar vadderade ut med några några ops, separera byte av tillståndet för I / O-pinnar. Det lilla programmet bara några mycket grundläggande instruktioner, inga långa hopp, avbrott eller specialfunktioner, enbart förlita sig på återställningsvektor och dessa sju instruktioner assembler:
cbi sbi
dec brne
nop rjmp
LDI
Troligtvis kommer ATTINY12 kod köras på alla AVR controller som har en tillgänglig PORTB, men jag har inte bekräftat att så är fallet - det bara spekulationer. Jag har lämnat länkar längst ner på denna sida för att koda för ATTINY12, ATTINY15, den ATTINY2313 / AT90S2313, och AT90S2323. Jag har testat alla fem av dessa marker i denna krets och fann dem till allt arbete som förväntat. Jag antar att det är en av fördelarna med att hålla det enkelt.
Du bör kunna använda den här tekniken på de flesta andra, om inte alla CMOS micro controllers med I / O-pinnar som kan placeras i ett högt utgångstillstånd. Om du inser att lyckas med en PIC eller annan liten styrenhet, skicka mig gärna en lapp på den e-postadress längst ner på denna sida.
Montage
Jag byggde min på en bit stansad fenolbräda som hade en kudde per hål. Hålen är i ett 0.1 "rutnät (2.54 mm). Kuddarna hjälper till att hålla komponenterna tätt mot brädet, men jag är övertygad om att en byggd på stansad fenol- eller glasfiberbräda eller till och med byggd Ugly Bug (AKA Dead Bug) eller Manhattan stil skulle fungera lika bra. Se bara till att delarna i sändaren är monterade ordentligt för att hjälpa till med frekvensstabilitet och för att minska mikrofoner.
Jag använde en sockel för mikrostyrenhet. Detta eftersom jag använde en programmering adapter som ansluts till uttaget för att programmera de registeransvariga, och även för att låta mig ändra ansvariga att kontrollera att de övriga styrenheterna skulle fungera. Du behöver inte ett uttag, men det kan ge lite lugn och ro och någon förlåtelse av misstag.
Testning och tuning-efter montering
Om du använder ett uttag för styrenheten, sätt inte in styrenheten i uttaget förrän du har verifierat att strömförsörjningen är ordentligt ansluten. Anslut oreglerad ström till ingången på 78L05 och mät stift 8 på mikrostyrenheten. Den ska vara + 5 volt. Kontrollera att stift 4 på mikrostyrenheten är jordad.
Ställ en närliggande FM-radiomottagare till en lugn plats på ratten, där du vill sändaren att vistas.
Tune C6 till mitten av sitt sortiment och röra L1 med fingrarna. Om du hörde en signal gå svischar om bandpass av din FM-mottagare, betyder det att sändaren är inställd på en frekvens högre än den som FM-mottagaren är inställd på. Om du inte hörde signalen, sedan sträcka spolen på längden något.
Vid något tillfälle mellan effekterna av stretching spolen och vidröra den med fingrarna, bör du kunna ta med frekvens på sändaren för att vara mycket nära det som förnyare är inställd på. Vid det här laget bör du kunna använda C6 att finjustera oscillatorn till rätt frekvens
När du får sändaren inställda, Kontrollera att sändaren sänder på frekvensen som radion är inställd på, och inte till en bildfrekvens. Gör detta genom att föra fingret nära L1. När du gör detta, kommer frekvensen skift. Om sändaren skiftar till en lägre frekvens på din radio urtavla, då sändaren är inställd till där du tror att det är. Om sändaren verkar skifta upp i frekvens, då du tittar på en bild och behöver du ställa sändaren.
Proceduren ovan kan vara knepigt, och ofta kräver en viss finess. Ha tålamod, kommer det att löna sig.
Det kan vara praktiskt att ha en icke-trimmad fältstyrkemätare till hands, bara för att kunna avgöra om sändaren oscillerande alls. Jag åberopade ett flertal gånger under det här projektet. Här är några inlämnade styrka indikatorprojekt på denna webbplats:
Bredband RF fältstyrke Probe använder Atmel AT90S1200A AVR controller <= Den här använder en mikrokontroll för att nollställa kretsen.
En enkel fältstyrkeindikator <= Den här behöver inte en mikrokontroll.
Digital RF fältstyrkeindikator med LED-display med hjälp av Atmel AT90S2313 AVR-processor <= Det här är det jag använde i det här projektet.
"L" och "R" beteckningarna på ljudkontakten är, såvitt jag vet är korrekta.
Tankar om möjliga förbättringar
Först ut, kan man överväga att lägga ESD-skydd till ljudingångarna.
Filter med skarp 10 att 15 kHz audio cutoff på vänster och höger ljudkanaler kan hjälpa till med vissa ljudkällor. Detta skulle förhindra att signaler som kan finnas i ljudet från att slå med 19 kHz pilotsignalen.
Pre-empahsis kommer en 6 db per oktav uppsving på cirka 3 kHz på vänster och höger ljudkanaler kompensera för de-empahsis rolloff i kommersiella mottagare. Nordamerika mottagare förväntar en frekvens, resten av världen, något lite annorlunda. Du kanske kan uppnå en liknande effekt med en grafisk equalizer framför sändaren. Med hjälp av en equalizer i mottagaren kommer att återställa frekvensgången, men kommer inte att förbättra din högfrekvent signal-brus-förhållande som pre betoning var avsett.
Printed Circuit Board Design för 8 pin AVR controllers
På bilden ovan, bifogas Jeff ett klipp leder till spolen på sin sändare
För att öka utbudet lite. Observera att induktorn är en tillräcklig
antenn för de flesta användningsområden och den extra antenn rekommenderas inte.
Jeff Heidbrier, i Texas, har kommit med ett ganska trevligt kretskort design för denna enkla FM-stereo sändare. Jeff layout rymmer 8 pin AVR controllers. Layouten är avsedd att ta emot motstånd monteras vertikalt, så som visas i bilden, så att du har en viss flexibilitet genom att du kan använda valfri storlek från 1 / 8 upp till ca 1 / 2 watt storlekar.
Denna layout kräver bara tre hoppare för att göra en enkelsidig ombord.
När det gäller prickar per tum skrev Jeff "Att öppna filen med Microsoft-färg och skriva ut bilden ger 7.5 mm från mitten av stift 1 till mitten av stift 4." Det är en bra idé att verifiera punkthöjden i ditt eget system (som ett exempel använder jag en Macintosh, så prickarna per tum skulle troligen behöva justeras.) När allt skalas ordentligt, är avståndet mellan centrum på U1, 8-stifts dubbel inline-paket, bör vara 0.1 mm (2.54 tum),
Först skrev i april, 2007. Uppdaterad januari, 2008, februari 2008, April, 2008.
