Добрый день дорогие друзья.
Сегодня мы рассмотрим еще один вариант добавления FM диапазона в старые АМ радиоприемники, эта статья я является продолжением большой темы начатой на моем канале в публикации: «Планки (модули) FM для переделки советских радиоприемников , все что о них известно в наше время в одном месте» где я обещал раскрыть все секреты планкостроителей, и продолжить тему планки радиомодуля на RDA5807M управляемого микроконтроллером от гетеродина ДВ обычного радиоприемника. В этой статье мы рассмотрим вариант, где вместо микроконтроллера PIC12F683 будет Arduino Nano, а вместо RDA5807M будет FM-модуль TEA5767, но думаю что без каких либо изменений прошивок Arduino Nano можно использовать и недорогие микросхемы цифрового FM радио, такие как например RDA5807FP, BK1080, QN8075, HEX3653, GS1299 и тому подобное. Рассмотрим мы вариант переделки вот такого радиоприемника найденного мной на одном из зарубежных радиолюбительских сайтов.
Добавление FM диапазона осуществляется без каких либо значительных вмешательств в конструкцию радиоприемника
Структурная схема супергетеродинного приемника.
Рамочная антенна и конденсатор настройки, образуют настроенный контур, который выбирает нужную радиовещательную станцию AM. Смеситель/гетеродин (12SA7/12BE6) преобразует радиовещательный сигнал AM в частоту 455 кГц путем смешивания сигналов AM-вещания и гетеродина. При микшировании генерируются два сигнала, идентичные исходному сигналу вещания AM. Один равен сумме смешанных сигналов, а другой — разнице. Настроенные цепи первого трансформатора ПЧ пропускают только разностный сигнал частотой 455 кГц (в зарубежных радиоприемник принята именно эта частота ПЧ ). При смешивании двух сигналов для достижения разницы в 455 кГц есть два варианта: частота гетеродина может быть ниже или выше частоты AM-вещания. Вариант «ниже» отклоняется, поскольку в диапазоне AM-вещания могут появиться кратные частоте гетеродина и вызвать помехи. Выбирается более высокий вариант, поскольку его кратные значения находятся выше диапазона AM-вещания. При использовании второго переменного конденсатора в сочетании с конденсатором настройки радиочастоты частота гетеродина варьируется от 955 до 2155 кГц для настройки диапазона AM-вещания от 540 до 1700 кГц.
Теперь взглянем на блок-схему проекта добавления FM диапазона.
В режиме FM частота гетеродина радиоприемника, сопоставляется с FM-станциями с помощью микропроцессора Arduino, а затем осуществлял цифровое управление FM-радиоприемником для выбора станции. Частоты набора AM не будут совпадать с частотами FM-станции, но, по крайней мере, этот подход даст простой способ использовать выбор станций как для работы AM, так и для FM. Для данного проекта источником звука AM диапазона будет сам, радиоприемник. а качестве источника звука FM модуль FM-приемника TEA5767, и как я указывал выше можно применять радио модуль RDA5807M и микросхемы цифрового FM радио, такие как например RDA5807FP, BK1080, QN8075, HEX3653, GS1299 и тому подобное. Диапазоны будут переключаться на входе регулятора громкости между существующим детектором AM и аудио выходом FM TEA5767. Таким образом, регулятор громкости радиоприемника будет регулировать громкость как источников звука AM, так и FM. Частота гетеродина и используется для выбора нужной FM-станции. Понадобится схема для захвата и подготовки сигнала гетеродина для обработки микропроцессором. Затем микропроцессор будет управлять частотой станции через FM-модуль TEA5767.
Схема преобразователя синусоидального сигнала в прямоугольный.
Синусоидальный сигнал гетеродина берется с нескольких витков изолированного сплошного провода сечением 0,5мм2, намотанных вокруг лампы гетеродина/смесителя 12BE6. Чтобы не перегружать слабый сигнал гетеродина, нужен вход с высоким входным сопротивлением для первого каскада усилителя и был применен полевой транзистор MPF102 JFET, обозначенный как Q1. Я думаю что сигнал можно брать и непосредственно с гетеродина, а если приемник транзисторный, то также можно намотать несколько витков провода на корпус или вокруг ножек соответствующего транзистора. Для второго каскада Q2 применен NPN-транзистор 2N3904. Q2 обеспечивает дополнительный коэффициент усиления 20 и смещается для ограничения верхней части входной синусоиды и далее элемент ИЛИ-НЕ на микросхеме 75HCT02, сконфигурированным как инвертор. Его цель — выровнять сигнал и подключить к Arduino правильные уровни логического напряжения (0 и 5 В постоянного тока).
В качестве МК выбран Arduino Pro Mini, он поставляется в версиях с напряжением 3,3 В постоянного тока и 5 В постоянного тока — обе используют микропроцессор AVR ATmega328 с частотой 16 МГц., выбрана версия 5 В постоянного тока. Pro Mini полностью совместим с программным обеспечением Arduino и имеет интерфейс FTID для программирования.
Верхний Pro Mini от SparkFun показан вместе с сопутствующей базовой коммутационной платой SparkFun FTID, которая подключается к ПК для программирования Pro Mini. Внизу показана одна из многих универсальных версий Pro Mini. Показанный экземпляр от HiLetgo,. Оба одинаково хорошо работали для проекта FM.радио.
FM-радиомодуль TEA5767, на основе чипа FM-приемника Phillips TEA5767.
Pro Mini для управления TEA5767, отправляет рабочие команды через двухпроводный последовательный интерфейс I2C. Вывод SDA — это линия данных I 2 C, а вывод SCL — тактовый сигнал I 2 C.
Схема подключения Arduino Pro Mini и FM-модуля TEA5767.
Прямоугольный сигнал от гетеродина подключается к контакту 5 Pro Mini. Контакт 5 Arduino — это многоцелевой контакт, который настроен как вход для 16-битного счетчика. Подсчитав количество циклов прямоугольных импульсов за 10 миллисекунд, он определяет частоту гетеродина с точностью до 10 кГц. Зная частоту гетеродина, можно затем выбрать частоту FM-станции из таблицы и отправить ее через двухпроводной последовательный интерфейс I2C на TEA5767. TEA5767 выполняет цифровую настройку на частоту, и звук FM-станции появляется на разъеме FM-аудиотелефона.
Полная схема FM радиомодуля
Первоначально прототип FM- радиомодуля был построен на макетной плате
В последствии была разработана и заказана печатная плата. Слева: передняя часть печатной платы. Справа: задняя часть печатной платы.
Полностью собранная печатная плата. Использованы 14-контактные и 24-контактные (версия шириной 0,6 дюйма) DIP-разъемы для 74HCT02 и Pro Mini соответственно. Причина? Выпаять и заменить эти устройства, если они выйдут из строя, очень сложно.
Схема подключения к радиоприемнику
От FM- радиомодуля сигнал подается через разделительный конденсатор.
Одним из больших преимуществ использования Arduino является огромная доступность библиотечного кода для помощи в проектах кодирования. Для проекта FM радио кодирование было значительно упрощено с помощью трёх библиотек:
1. Библиотека счетчика частот. Эта библиотека предоставила простой способ определения частоты входящего сигнала «утечки» с помощью одного из внутренних счетчиков Arduino.
2. TEA5767 Радиотека. Благодаря этой превосходной библиотеке работать с FM-модулем TEA5767 стало легко. Просто отправьте частоту станции и все готово!
3. Проволочная библиотека. Этот библиотечный код реализует последовательную связь I 2 C с FM-модулем TEA5767.
Библиотеки и чертежи платы доступны в АРХИВЕ для скачивания. Это Схема кода, который связывает эти библиотеки вместе.
Две таблицы в коде создают соответствие между частотой сигнала утечки и частотой назначенной ему FM-станции. Вот пример.
Таблица I: int AMFreq[] = {600,720,1000};
Таблица II: float FMFreq[] = {89.1,94.5,104.9};
В примере кода создается следующее сопоставление: 600 кГц отображается на 89,1 МГц; от 720 кГц до 94,5 МГц; и от 1000 кГц до 104,9 МГц. Например, если AM настроен на частоту 720 кГц, FM-модуль TEA5767 настроится на частоту 94,5 МГц. Допускается большее или меньшее количество записей в таблице, при условии, что количество элементов в обеих таблицах одинаково.
На этом у нас сегодня все..
Рекомендую также посмотреть Каталог публикаций моего канала, где Вы найдете статьи по рассмотренной выше теме и множество других материалов, которые могут быть Вам интересны и полезны.
Ставьте лайки, комментируйте, подписывайтесь и заходите на мой канал, есть много интересной и нужной информации для радиолюбителей