Схема стерео радиоприемника своими руками

Простой FM-приемник своими руками

Простой FM-приемник на двух транзисторах и одной микросхеме.

Что такое FM-приемник? Радиоприемник — это электронное устройство, которое принимает радиоволны и преобразует информацию, переносимую ими, в полезную для восприятия человеком. Приемник использует электронные фильтры, чтобы отделить нужный сигнал радиочастоты от всех других сигналов, улавливаемых антенной, электронный усилитель для увеличения мощности сигнала для дальнейшей обработки, и, наконец, восстанавливает нужной информации посредством демодуляции.

Из радиоволн, FM является наиболее популярным. Частотная модуляция широко используется для FM-радиовещания. Преимущество частотной модуляции заключается в том, что она имеет большее отношение сигнал/шум и, следовательно, излучает радиочастотные помехи лучше, чем сигнал амплитудной модуляции равной мощности (AM). Звук из радиоприёмника мы слышим чище и насыщенней.

Частотные диапазоны FM

УКВ (УльтраКороткоВолновый) диапазон с ЧМ (Частотная Модуляция) по английски FM (Frequency Modulation) имеет длину от 10 м до 0,1 мм — это соответствует частотам от 30 МГц до 3000 ГГц.

Для приема вещательных радиостанций актуален сравнительно небольшой участок:
УКВ 64 — 75 МГц. Это наш советский диапазон. На нем много УКВ станций, но только в нашей стране.

Японский диапазон от 76 до 90МГц. В этом диапазоне ведется вещание в стране восходящего солнца.

FM — 88 — 108МГц. — это западный вариант. Большинство ныне продаваемых приемников обязательно работает именно в этом диапазоне. Часто сейчас приёмники принимают и наш совковый диапазон, и западный.

УКВ радиопередатчик имеет широкий канал — 200 кГц. Максимальная звуковая частота, передаваемая в FM, составляет 15 кГц по сравнению с 4,5 кГц в AM. Это позволяет передавать намного более широкий диапазон частот. Таким образом качество передачи FM значительно выше, чем АМ.

Теперь о приёмнике. Ниже представлена схема электроники для приемника FM вместе с его описанием работы.

Список компонентов

• Микросхема: LM386
• Транзисторы: T1 BF494, T2 BF495 (КТ315)
• Катушка L содержит 4 витка, Ф=0,7мм на оправке 4 мм.
• Конденсаторы: C1 220nF
• C2 2,2 нф
• C 100 нф х 2 шт
• C4,5 10 мкф (25 V)
• C7 47 нФ
• C8 220 мкф (25 В)
• C9 100 мкф (25 V) х 2 шт
• Сопротивления:
• R 10 кОм х 2 шт
• R3 1 кОм
• R4 10 Ом
• Переменное сопротивление 22кОм
• Переменная емкость 22пф
• Динамик 8 Ом
• Выключатель
• Антенна
• Батарея 6-9В

Описание схемы FM приемника

Ниже, представлена схема простого FM-приемника. Минимум компонентов для приема местной FM станции.

Транзисторы (Т1,2), вместе с резистором 10к (R1), катушкой L, переменным конденсатором (VC)22pF составляют ВЧ генератор (Colpitts oscillator).

Резонансная частота этого генератора устанавливается триммером VC на частоту передающей станции, которую мы хотим принять. То есть, он должен быть настроен между 88 и 108 МГц FM диапазона.

Информационный сигнал, снимаемый с коллектора Т2 поступает на усилитель НЧ на LM386 через разделительный конденсатор (С1) 220nF и регулятор громкости VR на 22 кОма.

FM приемник принципиальная электрическая схема

Принципиальная электрическая схема FM приемника

Перестройка на другую станцию осуществляется изменением ёмкости переменного конденсатора 22 пФ. Если Вы используете какой-либо другой конденсатор, который имеет большую ёмкость, то попробуйте уменьшить количество витков катушки L чтобы настроиться на диапазон FM (88-108 МГц).

Катушка L имеет 4 витка эмалированного медного провода, диаметром 0,7 мм. Катушка наматывается на оправке диаметром 4 мм. Её можно намотать на любом цилиндрическом предмете (карандаш или ручка с диаметром 4 мм).

Если Вы хотите принимать сигнал станций УКВ диапазона (64-75 МГц), то нужно намотать 6 витков катушки или увеличить ёмкость переменного конденсатора.

Когда необходимое количество витков намотаете, катушка снимается с цилиндра и немного растягивается так, чтобы витки не касались друг друга.

Микросхема LM386 представляет собой НЧ аудио усилитель мощности. Он обеспечивает от 1 до 2 Вт, чего достаточно для любого малогабаритного динамика.

Антенна

Антенна используется, чтобы поймать высокочастотную волну. В качестве антенны Вы можете использовать телескопическую антенну любого неиспользуемого устройства. Хороший прием можно также получить с куска изолированной медной проволоки длинной около 80 см. Оптимальную длину медной проволоки можно найти экспериментально.

Приемник можно запитать от батареи 6 — 9V.

К данному УНЧ на микросхеме LM386 можно также собрать похожие схемы FM приемников:

При питании 9 В нужно увеличить сопротивление R3 до 1,5-2,0 кОм.

Источник

Радиоконструктор: FM радио на базе Atmega328-P и RDA5807M

Добрый день, уважаемые хабражители!

Меня зовут Михаил Матвеев, и я хотел бы представить Вашему вниманию проект современного «радиоконструктора», основанного на МК Atmega328 и чипе RDA5807M.

Предыстория

Я думаю, многие из вас не только слышали, но и непосредственно сталкивались с такой платформой, как Arduino. И как показывает моя личная статистика, очень немногие заходят дальше, чем поморгать светодиодами. Когда я познакомился с Arduino в первый раз, меня останавливало то, что не было идей, как именно я бы мог использовать все возможности того же UNO на «полную катушку». Хватило только на сборку простенького робота на двух колёсах и сигнализации. Вместе с тем, хотелось сделать что-то более основательное.

Тогда я вспомнил о своем детстве, в котором были так называемые «радиоконструкторы». Суровый советский DIY Kit, который при правильной сборке и грамотной пайке даже начинал работать, и ловил радиостанции в различных диапазонах: Юность, Электрон-М и другие.

Ни один из таких Kit’ов мне не достался, зато достался ЭКОН-1:

Основной «фишкой» этого конструктора было то, что с его помощью можно было быстро и просто собрать большое количество различных устройств, от простых «пищалок» до вполне полноценного радиоприемника.
ЭКОН-1 — одна из многих причин, по которой я вообще оказался в сфере IT. И мне пришло в голову, что было бы неплохо создать современную версию подобного конструктора, чтобы все желающие могли получить удовольствие от только что собранного своими руками девайса.

Прототип на монтажной плате

Мой друг, талантливый инженер Константин Томаревский, поддержал идею, и мы начали думать о том, как сделать первый прототип.

Идея была в том, чтобы создать FM приемник, которым можно было бы управлять через МК.
Первый прототип был собран на монтажке, и стало понятно, что это работает 🙂

Для самой первой версии были выбраны следующие компоненты:

1. МК Atmega328P-PU
2. RDA5807M
3. Дисплей Nokia 5110

Такой микроконтроллер используется в Arduino UNO, соответственно, наше устройство совместимо с UNO на аппаратном уровне.

RDA5807M — «сердце» нашего конструктора. Этот тюнер имеет следующие возможности:

— Технология КМОП
— Монолитный корпус, не требует внешних компонентов (почти)
— Полоса частот: 50-115 МГц
— Шаг между каналами – от 200 до 25 кГц
— RDS/RBDS
— АЦП и встроенный синтезатор частот
— Адаптивное подавление шума
— Цифровой интерфейс (I2C)
— Уровень сигнала (RSSI)
— Усилитель
— Регулировка громкости звука

Дисплей Nokia — черно-белый, 84х48 пикселей. Он очень прост в подключении и управлении.

После пайки на монтажной плате получилось как-то так:

Было решено использовать Bootloader от Arduino, это позволило сохранить совместимость со всеми многочисленными библиотеками и существенно снизить порог вхождения для тех, кто уже имел какой-либо опыт работы с платформой.
Интерфейс взаимодействия с пользователем реализован следующим образом. Три кнопки, подключенные к аналоговому входу МК через резисторы, используются для переключения режимов и управления приемником. Еще одна кнопка служит для перезагрузки МК. Экран, соответственно, отображает информацию о громкости, станции и т.д.

ЛУТ, фоторезист и отладка

После успешных испытаний на монтажной плате мы решили создать ещё несколько прототипов методом ЛУТ (а в дальнейшем — фоторезистом). Также мы решили усовершенствовать приемник, добавив туда ещё один усилитель звука для подключения не только наушников, но и внешнего динамика. Выбор пал на PAM8403, это простой и недорогой усилитель, который требует питания 5В.

Первый прототип, изготовленный методом ЛУТ, выглядел следующим образом:

ЛУТ — хорошая штука для относительно быстрого прототипирования в домашних условиях, но когда дело доходит до двухсторонних плат, начинаются сложности. Количество компонентов на плате увеличивалось — например, мы решили разместить на плате разъем для программатора, чтобы не было необходимости каждый раз извлекать МК для перепрошивки. Так, последующий прототип стал двухсторонним, был изготовлен методом фоторезиста и стал выглядеть намного приятнее:

Следующим шагом был отказ от «навесных» компонентов, которые мы размещали на плате при помощи однорядных PINов. Так, было принято заменить усилитель на LM386N, установить преобразователь уровней CD4050BE. Всё это усложнило конструкцию, но устройство стало выглядеть намного лучше.

Итоговый прототип, изготовленный нами в домашних условиях, выглядел так:

Заказ печатных плат

В Китае можно заказать печатные платы, выполненные промышленным способом. Стоимость выходит относительно небольшой даже при малых тиражах, а время ожидания (включая доставку) как правило не превышает 2-3 недель.

Первую «партию» плат заказали на PCBWay. Так она выглядела:

Одна из проблем, с которой мы по неопытности столкнулись: металлизация «съедает» значительную часть размера самого отверстия, поэтому некоторые компоненты с трудом «влезали» в нужные отверстия. При проектировании схемы необходимо учитывать этот момент.

По результатам тестирования мы ещё немного доработали конструкцию, добавив несколько конденсаторов для более стабильной работы устройства. Собрали ещё один прототип:

Разъём USB используется для питания приёмника. Питание также подаётся при подключении программатора.

Прошивка

Отдельно стоит остановиться на прошивке. Она написана на C++ и мы распространяем её по лицензии GPLv3: https://github.com/xtremespb/fm_receiver.Я практически не разрабатывал на C/C++, поэтому (вероятно) код далёк от идеала и может содержать ошибки, но GPL на то и GPL, чтобы можно было его дорабатывать сообществом 🙂

Текущие возможности прошивки включат в себя:

— Ручную и автоматическую настройку станций
— RDS
— Управление громкостью
— Включение режима усиленных басов
— Включение и отключение подсветки дисплея
— Отображение и динамическая визуализация уровня сигнала

В следующей, четвёртой по счёту ревизии, мы сделаем ещё несколько полезных «фишек»: подключим левый и правый каналы к аналоговым входам на МК, что позволить «визуализировать» поступающий аудиосигнал.

Кстати, возможности устройства не ограничиваются радио! Никто не мешает, например, написать какую-нибудь игру (интереса ради я сделал старый добрый Arkanoid) или другую программу, использующую возможности платы.

Production

Разработка устройства от идеи до реализации заняла около 6 месяцев, что, с практически полным отсутствием опыта в данной области, не так уж и плохо.

На данный момент у нас есть около 10 полностью собранных комплектов, которые включают в себя всё необходимое для сборки своего собственного устройства:

— МК Atmega328P-PU
— Преобразователь уровня CD4050BE
— Дисплей Nokia 5110
— Приемник RDA5807M
— Программатор USBasp
— Операционный усилитель LM386N
— Разъемы под МК и программатор
— USB B, Audio Jack 3.5, три кнопки, провода, однорядные коннекторы
— 11 резисторов и 12 конденсаторов, 4 индуктивности, кварц, стабилитрон и светодиод
— Динамик
— Печатная плата

Для сборки понадобится припой, флюс и паяльник, больше ничего не нужно.
Все комплектующие упакованы в небольшую коробку из «крафтового» картона:

Исходники прошивки уже выложены на Github; Gerber-файл, принципиальная схема и инструкция по сборке будут также опубликованы позднее.

Источник

Собираем настоящий радиоприёмник!

Радиоприёмников сейчас развелось ужасно много, они везде: в каждом смартфоне, в автомагнитоле, в MP3-плеере, в музыкальном центре и Бог знает где ещё. FM-радио воспринимается как стандартная нагрузка к любой аудиоаппаратуре, поэтому редко кто купит сейчас самый обычный радиоприёмник (если только речь не идёт об имиджевых моделях или специальных приёмниках с уникальными техническими характеристиками).

Но есть одна ниша, где даже столь банальный FM-радиоприёмник пользуется устойчивым интересом и спросом. Речь идёт об электронных конструкторах типа «собери радиоприёмник». Действительно, трудно переоценить удовольствие от сборки своими руками настоящего радио!

Первые такие конструкторы появились ещё в СССР, а сейчас их выпускают некоторые российские и зарубежные фирмы, одна из самых известных из них – Мастер Кит (например, модель EK-002P).

Но сегодня героем нашего обзора станет детище китайских инженеров – радиоприёмник-конструктор для самостоятельной сборки и пайки с диапазонами FM и AM. Мастер Кит планирует начать сотрудничество с этими разработчиками и в скором времени выпустить на рынок подобный радиоконструктор, но уже в русифицированном варианте и с устранёнными недоработками. Так что сейчас предлагаем Вашему вниманию анонс будущего товара Мастер Кит.

В комплект входят части корпуса, печатная плата, все радиодетали и инструкция на чистом китайском языке. Конечно, это обстоятельство не остановит профессионала и приёмник всё равно будет собран, но для рядовых пользователей инструкция, разумеется, будет нами не просто русифицирована, а написана заново.

Рис. 1. Комплект поставки

Начать лучше всего с установки на плату мелких компонентов – резисторов и конденсаторов, а затем уже установить более крупные детали.

Каждый резистор имеет на корпусе уникальный цветовой код, обозначающий его номинал. Определить номинал можно с помощью таблиц, которые можно найти в сети Интернет, но проще сделать это с помощью мультиметра (этот прибор должен быть у каждого радиолюбителя).

Рис.2. Установка резистора 10 кОм

Заодно можно определить исправность компонента. В данном случае реальное сопротивление резистора – 9.75 кОм, но это допустимое отклонение (3%) от номинала 10 кОм. Изгибаем выводы резистора и устанавливаем его соответствующую позицию печатной платы. С обратной стороны платы разгибаем выводы резистора – теперь он не выпадет. Загнутые выводы компонента необходимо обрезать до длины 1…2 мм, а затем припаять, используя флюс и припой (их придётся приобрести отдельно в радиомагазине). Впрочем, можно сразу установить несколько или даже все компоненты, потом обрезать их выводы, а затем припаять – так получится быстрее.

Таким же образом устанавливаем на печатную плату все резисторы.

Теперь перейдём к конденсаторам. Керамические конденсаторы обозначаются трёхзначным кодом на корпусе. На плате также имеется соответствующий код, так что всё просто, никакие приборы не нужны. Но мы всё-таки проверим реальную ёмкость. В данном случае код на корпусе конденсатора «104», что соответствует номинальной ёмкости 100 нФ. Правда, при замере двумя разными приборами реальная ёмкость конденсатора получилась около 65 нФ. Отклонение от номинала более 30% — это многовато, однако на качестве работы простого приёмника вряд ли отразится. Устанавливаем все керамические конденсаторы.

Рис.3. Керамический конденсатор 0.1 мкФ

Установим электролитические конденсаторы. Они маркируются двумя цифрами на корпусе – ёмкостью и рабочим напряжением. На плате также имеется обозначение ёмкости. Важно учитывать, что электролитические конденсаторы имеют полярность, то есть должны устанавливаться в правильном положении (значки полярности также имеются и на конденсаторе, и на плате). На всякий случай проверим конденсатор универсальным прибором: и ёмкость, и специальные параметры (ESR и ток утечки) находятся в пределах нормы (кстати, у Мастер Кит есть подобный тестер MP700.

Рис.4. Электролитический конденсатор 0.1 мкФ

В комплект входят три микросхемы: радиотракта FM, AM и УНЧ. При установке всех микросхем необходимо соблюдать их полярность (так называемые «ключи»). «Ключи» обозначаются на платах и корпусах микросхем точками или выштамповками возле первого вывода.

Останется установить и припаять переключатель диапазонов, переменный резистор, конденсатор переменной ёмкости, разъём для наушников, контакты батарей, антенны, динамик и прочие вспомогательные компоненты – с этим никаких сложностей возникнуть не должно.

Рис.5. Собранная печатная плата

Пришло время первого включения приёмника – это удобнее сделать до установки в корпус. Приёмник питается от двух батарей распространённого типа «АА» (батареи в комплект не входят, но найти их не составит никаких проблем). Включаем приёмник и устанавливаем приемлемый уровень громкости. В динамике должно раздаться как минимум шипение. Пробуем настроиться на какие-либо станции – это обязательно получится, если всё собрано правильно.

Настройка приемника заключается в укладке диапазона 76…108 МГц. Это можно сделать двумя способами: сдвигая-раздвигая витки катушки L1, либо вращая тонкой отвёрткой подстроечный винт под конденсатором переменной ёмкости.

Трудно ожидать от этого приёмника-игрушки каких-либо серьёзных технических характеристик (например, отличной чувствительности приёма или качества звука), однако он приятно удивил: в условиях ближайшего Подмосковья практически без помех и с достаточной громкостью принимал несколько десятков станций FM-диапазона и парочку станций в АМ-диапазоне. Так что этот радиоконструктор вполне может приносить практическую пользу!

Закончив настройку, установите печатную плату в корпус, закройте его с помощью четырёх винтов и отпразднуйте успех сборки вашего первого радиоприёмника!

Рис. 6. Готовый радиоприёмник

Для тех, кто увлекается моделированием и конструированием, также изготовлением различных устройств своими руками, рекомендуем посетить отличный сайт Моделист-конструктор, в статьях которого идет выкладка чертежей, схем и описания самых разных самодельных конструкций.

Источник