Trong bài viết này, trước tiên chúng ta sẽ nói về tần số vô tuyến và điều chế biên độ. Sau đó, chúng ta sẽ chế tạo ba bộ thu sóng vô tuyến AM khác nhau theo thứ tự độ phức tạp tăng dần. Bộ thu sóng vô tuyến AM đầu tiên không có bộ khuếch đại và chỉ dựa vào cộng hưởng để tạo ra âm thanh. Bộ thu sóng AM thứ hai có bộ khuếch đại transistor và mạch thu sóng AM cuối cùng sử dụng chip khuếch đại LM386 .

Giới thiệu về máy thu sóng vô tuyến AM

Sóng trung là dải tần số vô tuyến kéo dài từ 530kHz đến 1700kHz. Mặt khác, sóng ngắn mở rộng vượt quá dải tần đó và lên đến khoảng 30MHz.

Sóng trung và sóng ngắn là các băng tần phát sóng chính cho đến khi FM ra đời. Nhưng chúng vẫn phổ biến vì có nhiều không gian kênh hơn các đài FM và cung cấp phạm vi phủ sóng xa hơn, đặc biệt là vào ban đêm qua tầng điện ly. Máy thu AM cũng đơn giản và dễ chế tạo.

Các đài phát thanh trong băng tần sóng trung và sóng ngắn truyền tín hiệu của họ bằng cách sử dụng Điều chế biên độ (AM). Điều này có nghĩa là tín hiệu vô tuyến (hoặc sóng mang) của máy phát được điều chế với nội dung âm nhạc hoặc lời nói theo cách mà biên độ của sóng mang thay đổi theo lời nói hoặc âm nhạc đến. AM cũng được sử dụng trên tất cả các đài phát thanh máy bay từ 108 đến 136MHz.

Cách chế tạo một chiếc radio AM đơn giản

Dưới đây là một mạch radio tinh thể đơn giản (và kỳ diệu nếu bạn đã từng chế tạo một mạch). Việc chế tạo mạch này là một khởi đầu tuyệt vời để hiểu cách hoạt động của radio AM:

Một đài phát thanh AM tinh thể

Điốt lý tưởng là điốt germani , giống như OA81, vì nó có độ giảm vôn hướng tới thấp hơn. Nhưng bất kỳ điốt nào cũng có thể hoạt động, chỉ với âm lượng nhỏ hơn. LS là tai nghe áp điện trở kháng cao giống như “tai nghe pha lê” 2000Ω cổ điển .

Tụ điện C2 là tụ điện có điện dung thay đổi khoảng 300pF đến 500pF.

L1 là cuộn dây quấn trên thanh ferit với khoảng 50 đến 60 vòng. Vòi có khoảng 5 đến 10 vòng để ghép nối với ăng-ten. Sử dụng dây nam châm để quấn cuộn dây nếu có thể.

Để radio này hoạt động tốt, bạn sẽ cần một kết nối đất tốt và ít nhất 20m dây cao nhất có thể ngoài trời như một ăng-ten. Điều thực sự tuyệt vời ở đây là mạch này sẽ hoạt động mà không cần bất kỳ pin nào và cung cấp nhiều giờ nghe AM thú vị.

Mạch Radio AM hoạt động như thế nào

Khi điện kháng (điện trở AC) của tụ điện C2 bằng điện kháng của cuộn dây L1 thì xảy ra cộng hưởng ở tần số f=1/2π√(LC).

Ví dụ, với L1 bằng 300 uH và C2 bằng 100 pF:

F = 1/2π√((0,0003 H)*(0,000000000001 F)) = 919kHz.

Nếu chúng song song (như trong mạch của chúng ta), trở kháng kết hợp rất cao, và nếu chúng nối tiếp, cộng hưởng cũng xảy ra nhưng trở kháng kết hợp rất thấp. Tỷ lệ trở kháng động này với bất kỳ điện trở mất mát nào hiện có được gọi là Q. Q càng lớn, mạch càng trở nên chọn lọc hơn.

Sự gia tăng tính chọn lọc này cho phép mạch dò vào đài bạn muốn. Nếu tính chọn lọc thấp, bạn sẽ nghe thấy các đài lân cận khác cùng lúc. (C1 là một tụ điện nhỏ cũng như vòi để ngăn ăng-ten làm giảm Q của mạch dò).

Điốt D1 chỉnh lưu và phục hồi điều chế và tụ điện C3 bỏ qua phần radio (RF) - để lại âm thanh được điều chế ban đầu. Bằng cách thay đổi điện dung của C2 (điểm cộng hưởng), việc điều chỉnh có thể thay đổi trên băng tần sóng trung bình.

Radio AM khuếch đại Transistor

Trước khi xuất hiện IC khuếch đại dễ sử dụng như LM386, bộ thu được tạo ra từ các thiết kế sử dụng các thành phần rời rạc. Một lựa chọn phổ biến là bộ thu tái tạo được hiển thị bên dưới.

Bộ thu tái tạo hai bóng bán dẫn

Chỉnh lưu tín hiệu AM diễn ra bên trong Q2 và R3. Transistor Q1 và Q2 có thể là bất kỳ transistor NPN nào . Tụ điện C3 loại bỏ bất kỳ thành phần RF nào còn lại. Một số tín hiệu giải điều chế được đưa trở lại dưới dạng phản hồi tích cực thông qua R4 vào vòi của L1 thông qua bộ điều khiển tái tạo R6. Điều này sẽ có tác dụng bắt đầu dao động. Ý tưởng là điều chỉnh biến trở R6 đến điểm mà dao động sắp bắt đầu và giảm xuống một chút. Điều này có tác dụng làm tăng đáng kể độ nhạy và độ chọn lọc của bộ thu. R5 tạo ra một số phản hồi tiêu cực, giúp cải thiện chất lượng âm thanh.

Tụ điện biến thiên C5 và cuộn dây L1 là mạch điều chỉnh. Cuộn dây L1 có 60 vòng trên thanh ferit đường kính 1 cm (khoảng 300uH) với 5 vòng được thêm vào cho vòi. Trong bảng nguyên mẫu bên dưới, tôi chỉ sử dụng một nửa tụ điện biến thiên.

Bảng mạch phát thanh tái tạo

Cận cảnh PCB

Đài AM khuếch đại LM386

Mạch bên dưới về cơ bản là mạch radio tinh thể giống như ở trên, nhưng loa đã được thay thế bằng bộ khuếch đại âm thanh LM386 . Điều này sẽ cho phép radio hoạt động mà không cần ăng-ten hoặc kết nối đất tốt. Ngoài ra, LM386 cung cấp đủ công suất khuếch đại để điều khiển loa nhỏ.

Đài AM với bộ khuếch đại LM386

Tụ điện C5 và C9 thiết lập mức tăng tổng thể của LM386. Nếu bạn thấy mức tăng quá cao, bạn có thể điều chỉnh theo hướng dẫn trong bài viết của chúng tôi về cách chế tạo bộ khuếch đại âm thanh có âm thanh tuyệt vời (có Bass Boost) . Bài viết cũng thảo luận về cách điều chỉnh mạch khuếch đại LM386 để có âm thanh tốt hơn.

Điện trở R3 và tụ điện C10 ngăn chặn sự mất ổn định không mong muốn ở đầu ra của LM386 bằng cách cung cấp tải đã biết ở tần số cao hơn âm thanh.

Transistor 2N3904 cung cấp trở kháng khá cao cho mạch điều chỉnh, mang lại khả năng chọn lọc tốt.

Bảng mạch của radio LM386

Chi tiết của bảng mạch

Tóm lại, việc tự làm bộ thu AM có thể dễ dàng và mang lại nhiều niềm vui khi nghe. Tất cả các mạch trên đều được chế tạo và thử nghiệm và hoạt động khá tốt.

Và đây là một mẹo nhỏ, nếu bạn không thể tìm được tụ điện biến thiên, bạn có thể tự làm bằng cách dán giấy bạc vào hai tờ giấy A4 và nối chúng bằng kẹp cá sấu. Trượt một tờ giấy lên tờ giấy kia sẽ tạo thành một tụ điện biến thiên miễn là chúng không tiếp xúc điện.

‍