80 Watt FM transmissor transmissão estéreo

Antes de começar:

Estou bem ciente da cena rádio pirata que existe em vários países. Enquanto eu estou cem por cento a favor da liberdade de expressão, eu também sou cem por cento convencido de que o espectro de radiofrequências tem de ser organizada e controlada, a fim de evitar interferências e permitir o acesso justo a todos os interessados. Por esta razão, peço aos meus leitores a abster-se de usar o meu trabalho para configurar qualquer tipo de clandestino, pirata, estação não-licenciada de rádio. Por outro lado, qualquer pessoa jogando limpo, e fazer as coisas de acordo com a lei, é bem-vinda para usar o meu projeto.

Histórico do projeto

No Chile, uma proporção significativa de estações de transmissão usam transmissores artesanais. A qualidade varia. Alguns transmissores são bem feitos, outros são muito pobres, e também há alguns que são bem desenhados, mas mal construído, que é o resultado típico de um mau técnico de ter tentado copiar um desenho feito por outra pessoa.

Em 2002, fui solicitado a consertar um transmissor, que era um exemplo particularmente ruim do gênero. O proprietário me disse que essa coisa muito ruim era o melhor que ele podia pagar. Eu disse a ele que um transmissor muito melhor poderia ser construído com menos dinheiro. Uma coisa levou à outra e me comprometi a desenvolver um transmissor barato e de alta qualidade para pequenas estações FM.

Durante os próximos meses, projetado, construído e depurado os três principais módulos do meu transmissor: o processador de áudio e cartão codificador estéreo, o excitador sintetizada, eo amplificador de potência. Mas quando eu estava nesse ponto, meu caro amigo com o transmissor ruim saiu do negócio, e assim não havia mais nenhum uso real para o transmissor estava a construir! Isso levou ao projeto que está sendo arquivado, apesar do fato de que apenas o circuito de controle bastante simples ainda estava faltando.

Os três módulos concluídos foram em torno de mentir na minha oficina há quatro anos. Na minha cidade o seletor é preenchido com estações que transmitem principalmente música de qualidade muito baixa, e todos parecem concordar que existe apenas um quarto, nem o número espectro-sábio, nem na de ouvintes, por uma estação adicional que iria transmitir a boa música. .. E de qualquer maneira, eu não tenho o tempo para executar uma estação de transmissão, nem mesmo um semi-automatizado! Portanto, não há motivação real para mim agora para concluir o projeto transmissor.

Ao invés de jogar tudo fora e esquecê-lo (que é algo que não posso fazer de qualquer maneira!), Eu já decidiu colocar o projeto em domínio público, por isso, pelo menos, alguém lá fora, pode se beneficiar a partir do momento que eu investido.

O conceito:

Este transmissor foi projetado desde o início para fornecer alta qualidade de som, juntamente com estabilidade excelente frequência, confiabilidade, etc. Ele pode ser usado como um transmissor independente para servir uma cidade de médio porte, ou como um excitador de conduzir um quilowatt classe amplificador de potência para servir uma grande cidade. Ele é projetado para trabalhar em 13.8V tensão nominal, de modo que ele pode ser executado a partir de uma fonte de alimentação de comunicação comum em paralelo com uma bateria backup. No caso de um corte de energia, o transmissor pode continuar operando a partir da bateria, a potência ligeiramente reduzida como a tensão cai.

É constituída por quatro módulos, as três mais importantes dos quais são preparados, testados e descritos a seguir. O quarto módulo ainda não foi construído, e nunca poderia ser construído, mas vou descrever suas funções básicas para que você possa projetá-lo, se quiser.

Então vamos começar!

O processador de áudio e codificador estéreo

A maneira clássico de processamento e codificação de um sinal estéreo para a transmissão FM é a seguinte:

1) Tome ambos os canais e low-pass-filtrá-los em 15kHz, com rolloff íngreme;
2) Aplicar pré-ênfase. Dependendo da parte do mundo, deve ter uma constante de tempo de 75 µs ou 50 µs;
3) Strictly limitar o nível de áudio para garantir que overdeviation não pode acontecer;
4) Criar, uma onda senoidal 38kHz limpa estável;
5) Subtrair o canal direito do canal esquerdo, e multiplicar o resultado com a transportadora 38kHz;
6) Criar uma onda senoidal 19kHz limpo, de fase bloqueada para a 38kHz um;
7) Adicione o canal esquerdo, canal direito, a) * sinal 38kHz (LR, e o sinal 19kHz, com amplitudes específicas.

Existem várias maneiras de implementar este algoritmo. fez fábrica transmissores modernos costumam fazer a coisa toda digitalmente, em um DSP. Mas ainda é menos caro e mais simples de fazer no domínio analógico. Isso pode ser feito de várias maneiras também, e muito muitos transmissores nos dias de hoje utilizar métodos baratos, ultra-medíocres como multiplicadores rígidos-comutada com base CMOS interruptores. Eles fazem o trabalho, mas são muito barulhento! Meu projeto vez disso, usa um verdadeiro multiplicador analógico de alta qualidade para essa tarefa. Como resultado, o sinal do meu transmissor é tão bom como os melhores sinais que podem receber localmente, e muito melhor do que a maior parte deles!

Aqui está o diagrama esquemático. Você provavelmente não será capaz de lê-lo com essa resolução, então é melhor clicar nele, salve-o em resolução total, imprimi-lo e consultá-lo para a seguinte explicação. Se você tiver problemas para abrir a versão grande, botão direito do mouse no diagrama, para que possa guardá-lo para o disco, em seguida, abri-lo usando IrfanView ou qualquer outro visualizador de imagens BOM. Isso é válido para todos os desenhos nesta página. Os desenhos de resolução total são grandes, e dependendo da quantidade de memória em seu computador, alguns navegadores da Web não pode abri-los e irá reportar um link quebrado.

Os dois sinais de áudio de nível de linha single-ended entrar através de capacitores passagem direta, e são recebidos por um filtro passa-baixa LC para se livrar de qualquer RF que poderia ser sobre eles. Em cada canal há um estágio tampão e em seguida uma pré-ênfase e fase combinada limitador suave. A vantagem de fazer a limitação e a pré-ênfase em uma etapa é que ele evita overdeviating de sons agudos altos, ou ter graves sons altos achatar os agudos, sem a necessidade de um limitador multibanda. O ganho da parcela não-limitado de sinais de áudio é ajustável por meio de trimpots. Em seguida, vem um filtro passa-baixa de seis pólos que remove sinais acima 15kHz.

Um chip 74HC4060 deriva os sinais 38kHz e 19kHz, como ondas quadradas, a partir de um cristal de quartzo feito por encomenda. Dois circuitos ressonantes utilizando núcleos pote de ferrite transformar estas ondas quadradas em baixo ruído ondas muito limpos, seno. Trimpots permitem definir os níveis, enquanto os núcleos ajustáveis dos indutores permitem o ajuste preciso. Jumpers permitir desativar cada um desses sinais para fins de teste e ajuste.

Uma vez antigo, mas de baixo ruído e baixa distorção de chip multiplicador analógico modula o sinal LR, produzido por um amplificador diferencial op amp, para a subportadora 38kHz. Este circuito tem três ajustes de equilíbrio. Seu nível de produção é ajustável também. Os sinais que são necessários apenas para estéreo pode ser desligado para teste por meio de uma ligação em ponte.

A víbora de saída combina o sinal L, sinal R, (LR) * sinal 38kHz, eo tom piloto. Os dois primeiros sinais são fixados nesta fase, enquanto que o (LR) * 38kHz pode ser ajustado pelo seu próprio trimpot, e o tom piloto pelo trimpot antes do seu circuito LC. Depois, há um ajuste final nível, utilizada para definir o desvio do transmissor, e em seguida, uma fase de tampão com baixa impedância de saída, que impulsiona a saída através de uma resistência para evitar a instabilidade de cargas capacitivas.

Existe um circuito adicional que consiste, basicamente, de um detector de dupla superdiode com uma constante de tempo e motorista com saída ajustável. Este circuito capta o sinal multiplex completa pouco antes do controle de nível final, e produz um sinal DC de conduzir directamente uma pequena metros, para indicação de desvio. Esta é uma ferramenta mais importante para o operador transmissor para definir o nível de áudio adequado durante a operação de rotina!

Aqui está a placa de circuito impresso. Clique nele para obtê-lo em alta resolução .... É visto "através da placa", então você pode imprimi-lo diretamente e colocar a tinta em contato com o cobre para obter um padrão correto de cobre nas faces.

Todo o circuito é construído sobre este PCB de um único lado. Apenas alguns fios jumper são necessários, por isso não vale a pena fazer uma PCB de dupla face para isso.

E esta é uma sobreposição de peças em bruto, apenas para ver onde uma parte vai. Exatamente qual parte vai para onde, é algo que você terá que trabalhar com o esquema! Não seja preguiçoso!

E é assim que o codificador estéreo completa parece. Aqui eu tinha soldadas temporariamente uma placa de conector fono antiquado às entradas. Mais tarde, o PCB deve ser envolto em uma caixa blindada, com todas as entradas e saídas indo via capacitores passagem direta.

Sobre os componentes: Todos os resistores críticos são de filme metálico, com tolerância de 1%, tanto para estabilidade quanto para baixo ruído. Os amplificadores operacionais são do tipo de baixa distorção e baixo ruído, exceto para o amplificador operacional do circuito de medição, que é um tipo BiFET simples. Todos os trimpots são unidades multivoltas de alta qualidade. Os capacitores são em sua maioria de poliéster, mas no filtro passa-baixo usei uns 5% de mica prata, simplesmente porque eu tinha muitos deles e poderia combinar os valores muito bem! Combinar os capacitores é uma boa ideia, porque sua tolerância de 5% é um pouco ampla para obter a resposta de filtro plana ideal. Em locais não críticos, você encontrará capacitores cerâmicos e eletrolíticos. Os bloqueadores são aqueles removidos de um videocassete descartado, mas outros semelhantes podem ser comprados novos. Os núcleos dos potes de ferrite vieram do decodificador estéreo de um rádio antigo (em caixa de madeira!), Que consegui em uma condição muito incompleta para restaurar. Não tenho informações sobre eles, então você terá que selecionar seus próprios núcleos e calcular o número de voltas para obter a indutância indicada no esquema. Esteja ciente de que os núcleos dos potes DEVEM ter um espaço de ar significativo para serem estáveis o suficiente. O cristal pode ser encomendado da JAN Crystals, especificando uma frequência de 2.432 MHz, modo fundamental, ressonante paralelo, capacitância de carga de 30pF, suporte HC-49, com temperatura padrão, estabilidade e classificações de tolerância.

Você tem que compreender este circuito para ser capaz de calibrar corretamente. E você precisa de um osciloscópio, é claro! O processo inicia-se ao pré-ajustar todos os ajustes para os seus pontos de idade, a aplicação de uma fonte de alimentação +/- 15V, e uma onda sinusoidal de áudio 1kHz para ambos os canais, a um nível de pico-a-pico 1V. Definir R5 e R23 para exatamente pp 4.5V nas saídas dos filtros passa baixo, como foi observado no diagrama. Então você ajustar L4 e R44 repetidamente enquanto olha para a saída do U9A, sintonizando a bobina para o sinal máximo eo trimpot para exatamente pp 4.4V. Então você aplica o sinal 1kHz para apenas uma entrada da placa, e você curta a outra entrada para chão. Com o osciloscópio na saída do U11A, você deve ver um sinal clássico de dois tons. Agora você ajustar R60, R61 e R62 repetidamente para melhor centralização chão, simetria e linearidade. Isto é mais fácil de fazer por meio de um espaço de dois canais e colocando o outro canal do sinal de entrada para o multiplicador analógico (saída de U6A), sobrepondo os dois traços. Depois de ajustar o ganho dos canais de osciloscópio, o sinal de dois tons modulados deve precisamente preencher a onda sinusoidal 1kHz.

Agora instale um jumper na JP2 e colocar o escopo na saída do U6B. Lá você vai ver a soma do sinal 1kHz eo sinal dual-tom vindo do multiplicador. Ajustar o nível do (LR) * sinal 38kHz com R55, de modo que seja exatamente igual ao nível do sinal de 1kHz. Isso é muito fácil, porque quando a configuração está correta, o sinal de 38kHz sempre se move entre zero volt e o nível instantâneo da onda senoidal de 1kHz. Então, você só precisa ajustar o trimpot para obter esta linha de zero volt bem e reta! Se você nunca construiu um circuito como este, pode não entender agora o que quero dizer, mas ficará claro imediatamente quando você estiver brincando com o ajuste! Certifique-se de fazer esse ajuste com a melhor precisão, porque a boa separação estéreo desse codificador depende disso!

Agora, remova o jumper no JP2 e instalá-lo em JP1. Aplique o sinal 1kHz 1V a ambos os canais. Sintonia para L5 19kHz sinal máximo, e definir R45 de modo que o sinal piloto sobre o alcance é de cerca de 10% da amplitude do sinal 1kHz. Agora coloque as duas sondas de escopo nas saídas de U9A e U9B, remova o jumper da JP1, e retocar L5 para alinhar as fases das duas ondas senoidais, de modo que a passagem por zero acontece exatamente ao mesmo tempo. Aumentar o ganho de alcance do sinal 19kHz ajuda na obtenção de formas de onda mais paralelo para obter uma melhor precisão.

R68 será ajustada uma vez que a excitação está completa. Por enquanto, apenas configurá-lo para cerca de gama média, o que dará cerca de 1V na saída. Se você já tem o seu medidor para a medição de desvio (qualquer medidor de painel de 10uA para 1mA escala deve funcionar), você pode desenhar uma escala para ele e ajustar R73 para que ele lê 100% de desvio (ou 75kHz, o que você preferir). Fazer isso com um sinal de mais de 1V aplicado às entradas, de modo que o sinal está a ser limitada. By the way, a leitura deve ser o mesmo, independentemente de você aplicar o sinal de áudio para apenas um entradas, ou para ambos. Quando não há entrada de áudio, o medidor deve ler sobre 10% do valor do desvio completo. Este é o tom piloto, e você pode querer marcar o seu nível no medidor.

O excitador sintetizado

Errata: Os transistores identificados como 2SC688 no esquema são realmente 2SC668! Obrigado por comunicar a inconsistência, Fausto!

O excitador tem as funções de fornecimento de um baixo nível de ruído, o sinal de RF estável, freqüência selecionável, modulam-lo com o sinal multiplex fornecido pela placa de áudio, e amplificá-lo a uma potência de saída controlável suficiente para conduzir o amplificador de potência. Minha excitação utiliza um sintetizador de frequência PLL, que abrange a faixa de FM em passos 100kHz. O VCO abrange apenas alguns MHz sem reajuste, resultando em baixo nível de ruído. Modulação é executada independentemente do controle de freqüência, e com especial atenção para o baixo nível de ruído. A potência de saída é controlável de zero a 4 watts. Um detector de desbloqueio PLL está incluído, para desligar o transmissor em caso de uma avaria.
A lareira do excitador é uma Colpitts VCO. Ele é alimentado por um regulador 9V local, e tem a frequência controlada por dois varactors back-to-back, resultando em carga mínima e ruído de fase, assim, ultra baixa. Uma amostra do sinal do VCO é dividida por um divisor baixo IC e aplicado a um PLL chip, que obtém a sua referência de um feito cristal de quartzo e divide-o para baixo para 6250 Hz. A frequência é definida de forma binária por um interruptor dip dez vias, que controla o principal divisor programável. Se o PLL é desbloqueado, Q1 liga uma saída que deve ser usado para desativar o amplificador de potência. A saída do detector de fase do PLL chip é filtrada e o nível-deslocado por um amplificador operacional, para ser injectado nos varactores do VCO de controlo de frequência.

O sinal de modulação é aplicado a um varactor separado, que é polarizado para funcionar numa gama razoavelmente linear, e sendo separado do circuito de controlo de frequência, não é afectada pela tensão de PLL. Todos os sinais e controle de acoplamento de tensão é feita através de bobinas, em vez de indutores, para obter mais baixo ruído. A largura de banda da entrada de modulação é grande o suficiente não só para estéreo, mas também para permitir adição posterior de uma subportadora utilitário sinal (SCA).

A saída do VCO passa por uma fase de buffer emissor seguidor, em seguida, através de uma classe mais ou menos afinados Um amplificador, seguido por um motorista classe B e um amplificador de potência classe C, que usam a médio Q sintonizado redes de impedância. Estas duas últimas etapas são alimentados a partir de uma entrada em separado, de modo que a potência de saída pode ser controlada a partir de zero a 4 W ajustando esta tensão de zero a 15V. A intenção é usar esse recurso para controle de acionamento automático das fases finais, e proteção do transmissor.

Note que a saída deste módulo não tem filtragem harmônica suficiente para ligá-lo directamente a uma antena. Se você quiser usar este excitador como um transmissor de energia stand-alone baixo, você deve adicionar um filtro passa-baixa.

O excitador é construído sobre uma PCB de dupla face, que tem o seu cobre parte superior esquerda na maior parte imperturbado como um plano de terra. O cobre é removido apenas cerca de pinos não aterrada. As conexões de aterramento são soldados na parte superior, por isso não é necessário ter furos metalizados-through.

Este desenho mostra os dois lados do PCB, para que você possa imprimi-lo e dobrá-lo no meio para ver como as duas partes alinhar. Terá de inverter a imagem a imprimir para fazer a placa, de modo que a tinta entrar em contacto com o cobre.

Este PCB está equipada com escudos soldadas ao redor e entre os estágios, em ambos os lados do tabuleiro. Eles são mais instalado antes de preenchê-lo.

Esta imagem mostra o layout partes. Mais uma vez, você terá que descobrir qual parte é que, usando o esquema. Deve ser muito fácil. Tenha cuidado, porque há um componente no esquema que não está incluído no projeto da placa! Foi adicionado mais tarde, durante a depuração, e soldadas sob a placa! Para tornar as coisas mais interessantes e desafiá-lo um pouco, eu não vou te dizer qual a parte que é! Você vai descobrir quando você acaba tendo uma parte que sobra após a montagem do tabuleiro! :-)

Os desenhos das bobinas são um jogo razoavelmente perto de seus tamanhos reais.

E é assim que fica a excitatriz montada! Você pode notar a peça de alumínio usinado que envolve o transistor de saída. Eu fiz isso no meu torno de passatempo. É uma maneira bastante sofisticada de conectar o transistor com caixa TO-5 a um dissipador de calor externo! Um suporte mais simples também funcionará. Minha ideia original era colocar este módulo na borda de um chassi ou contra a parede de um gabinete, para usá-lo como dissipador de calor. De qualquer forma, o circuito é tão eficiente que o transistor quase não precisa de um dissipador de calor adicional! Fiz todos os testes sem adicionar nada além do que é mostrado aqui.

Muitas das peças veio de equipamento Junked. Isso inclui os aparadores e as bobinas mergulhados. Mas peças compatíveis estão disponíveis novos. O cristal foi feita por cristais JAN. Para encomendá-lo, especificar uma frequência de 6.4000 MHz, modo fundamental, paralelo ressonante, 30pF capacidade de carga, titular HC-49, com a temperatura, estabilidade e tolerância classificações padrão.

A saída é conectada por meio de um soquete BNC. Todas as outras conexões passam por capacitores de passagem. A blindagem é completada por tampas push-on, feitas do mesmo material usado para as paredes de blindagem mostradas aqui. Nada mais é do que latas de café, abertas e achatadas! Alguns chocolates e biscoitos também vêm em latas adequadas!

O alinhamento deste circuito não é difícil. Primeiro, você define todos os trimmers para a faixa média e programa a frequência. Para esta tarefa, você simplesmente adiciona os pesos do switch: o switch menos significativo produz 100kHz, o segundo adiciona 200kHz, o próximo 400kHz e assim por diante, até o oitavo, que adiciona 12.8 MHz. O nono realmente se conecta a duas entradas do chip PLL, então adiciona 76.8 MHz, com o décimo switch adicionando 102.4 MHz. Para calcular as configurações dos interruptores para uma determinada frequência, basta decompô-los em seus componentes binários e definir os interruptores adequados. Observe que uma chave que está LIGADA NÃO está adicionando sua contribuição de frequência! Por exemplo, se você deseja transmitir em 96.5 MHz, defina os interruptores 9, 8, 7, 3 e 1 como OFF e os outros como ON. A faixa completa de frequências que você pode definir no sintetizador cobre toda a banda de transmissão FM e um pouco mais, mas o resto do circuito foi projetado apenas para a banda de transmissão.

Agora você deve conectar uma fonte de alimentação para 15V apenas a entrada de alimentação principal, com um voltímetro na saída do U3, e um contador de frequência no colector do Q4. Se você começar a freqüência correta, você está na sorte grande e deve ir e jogar na lotaria! Normalmente, o VCO vai estar fora do alcance de captura. Se o voltímetro lê torno 14V, significa que a frequência é muito baixa. Se ele lê perto de zero, isso significa que a frequência é muito alto. O contador de freqüência deve concordar com isso. Você precisa ajustar a freqüência central VCO para trazê-lo ao alcance. Para esta tarefa você tem dois pontos de ajuste: Um é C20, o outro está dobrando L4! Normalmente, o aparador sozinho não dá alcance suficiente, então sinta-se livre para dobrar a bobina. Quando você tiver ajustado o VCO cerca de direita, o PLL irá travar, e você terá uma frequência de saída estável, muito próximo do que deseja. Ajuste L4 e C20 para que o voltímetro lê aproximadamente 9V. Tal tensão relativamente alta varactor é conveniente para melhor desempenho de ruído, porque mantém as varactors de entrar condução nos picos de RF. Idealmente, você deve ajustar a bobina para que o aparador está perto gama centro com a tensão no 9V. Isto dá-lhe a correção mais fácil depois.

Agora você pode definir o cristal referência à frequência precisa, ajustando C12 para que a frequência no balcão é exatamente o correto.

Vamos para as etapas de alimentação: Conecte um medidor de potência de RF e uma carga fictícia 50 ohm para a saída, e aplicar alguns volts para a entrada de tensão variável. Ajuste C28, C32, C37 e C38 para maior potência. Se você correr para fora do alcance de qualquer aparador, correto que dobrando as bobinas ligadas a ele: L5, L7, L11, L10. Agora aumentar a tensão e retocar estas aparadores. Você deve obter 4 5 a saída de watts em 15V da tensão de alimentação.

Para evitar ruídos microfônicos, após completar o ajuste deve-se lacrar a bobina do oscilador, e talvez também as demais bobinas do ar, com cera de abelha ou outro material adequado. Depois disso, pode ser necessário um ligeiro reajuste dos trimmers.

Agora você pode conectar a placa de áudio ao excitador. Aplique um sinal 1kHz à placa de áudio (ambos os canais é melhor), forte o suficiente para conduzir a placa em limitar moderado, e ajustar R68 na porta de áudio para obter +/- desvio 75kHz. Se você não tiver um medidor de desvio, você pode obter ligando uma margem de manobra para a saída de áudio de um receptor FM perto, ajustando-o a várias estações locais, observe os níveis de áudio produzidos por eles, e então sintonizar o transmissor e definir o seu desvio para corresponder ao nível. Mas este sistema é muito imprecisa. É melhor para obter ou fazer um medidor de desvio real.

Se você quiser alterar a frequência, você tem que reprogramar as chaves DIP e depois retocar todos os trimmers e, possivelmente, as bobinas, exceto para C12, que só deve exigir retoque depois de vários anos, quando o cristal tem idade.

O amplificador de potência 80 Watt

Este é um projeto muito convencional, utilizando transistores bipolares em um circuito classe sintonizado C. Graças à utilização de duas fases, o amplificador pode ser conduzido a potência total com menos de 1 watts de potência de condução, de modo que uma grande margem de ganho resultados neste transmissor.

transistores de potência VHF bipolares têm uma afinidade grave para a baixa frequência de auto-oscilação. Para se obter a estabilidade nesta amplificador, eu empregada várias técnicas, tais como colocar as ressonâncias de base e coletor engasga distantes, o amortecimento das bobinas com resistores, usando combinações de RC para a absorção de frequências indesejadas, usando capacitores feedtrough para contornar na placa, etc . levou alguns ajustes, mas o amplificador acabou incondicionalmente estável.

A rede de impedâncias entre os dois transistores exige uma tal indutância baixa, que seria impraticável para torná-lo com fio real. Então eu usei um micro stripline gravado na PCB. Além disso, o sensor de energia e cabos de aço na saída foi feito com micro StripLines.

Clique no esquema para obter uma versão completa resolução, que também inclui detalhes sobre os micro striplines e outras peças.

Este amplificador tem um filtro passa baixo na saída, resultando em um sinal limpo o suficiente para estar directamente conectado a uma antena. O medidor de ROE foi colocado antes do filtro, a fim de limpar os harmônicos produzidos pelos seus díodos. Em qualquer caso, enquanto o sinal é limpa o suficiente para satisfazer facilmente as exigências legais e técnicas usuais, este transmissor não deve ser usado em um local multi-transmissor sem mais filtragem de banda estreita! Isto é assim porque quaisquer outros sinais fortes em frequências próximas seria apanhada pela antena e acoplado ao transistor de potência, o que misturar-se com o sinal próprio, criando uma grande variedade de produtos de intermodulação, alguns dos quais seriam re- irradiava! Este é um problema comum e muito grande em muitos locais multitransmitter. Em tais lugares, nem mesmo um transmissor deve ser permitido no ar, sem filtragem de banda estreita! Essa filtragem é facilmente realizada por meio de uma única cavidade sintonizado, que pode ser construído a partir de tubo de cobre ou folha.

Aqui está o layout PCB, incluindo os microstrips. O conselho é 20cm de comprimento e é dupla face, com a parte traseira de ser um groundplane contínua, exceto por duas pequenas almofadas na base motorista transistor e coletor. Eu cortei estas almofadas com uma faca, ao invés de fazer um desenho de computador inteiro para isso!

Você terá que perfurar e cortar as aberturas para os transistores. O transistor de potência é montado a partir de cima, enquanto o transistor condutor, devido à sua pequena altura, é montado sob a placa. Ambos os transistores são montados após a soldagem folhas de cobre nas aberturas PCB, para se juntar aos groundplanes superiores e inferiores, eo transistor condutor também tem essas tiras de cobre que ligam os blocos de base e coletor para o lado superior da placa. Aqui você pode ver como os transistores são soldada à placa, e os espaçadores que eu usei para dar-lhe a altura correta. Montei pela primeira vez a bordo e transistores para o dissipador de calor, então soldadas o transistor de saída em rendas, em seguida, aderência soldada leads emissor do transistor unidade de cima, através da abertura, em seguida, novamente removido da placa e soldadas o transistor condutor totalmente. Desta forma, o ajuste mecânico adequado é assegurada. Certifique-se de superfícies de montagem do transistor são planas! Meu transistor de potência veio com uma superfície ligeiramente arredondada, então eu primeiro tinha de lixar plana! Isso é fundamental para uma boa transferência de calor. Naturalmente, usar um bom lubrificante térmico quando finalmente montar o amplificador para o dissipador de calor.

Você pode ver que que há também mais alguns lugares onde as coisas se conectam através da placa para a melhor terra. Naturalmente, o escudo em torno da placa também une os dois planos de terra.

E aqui é a sobreposição de peças, como de costume, sem identificação de peças!

Isto é como o amplificador de potência completa olha de cima. Você pode ver os striplines, como as tampas feedtrough (utilizadas como tampas de colectores dissociação) estão instalados, etc. Observe as cobre revestido capacitores de mica no filtro passa-baixa na parte superior direita.

Mas vamos olhar melhor em detalhes em algumas áreas interessantes:

Aqui você pode ver ambos os transistores e a rede de correspondentes entre eles. Eu não poderia encontrar aparadores de que se destacam a quantidade de RF atual presente neste circuito! Cada fábrica feita trimmer eu encontrei seria derreter! Então eu fiz minhas próprias aparadores de compressão mica, usando bronze e folha de cobre, placa base de latão, máquina de lavar compressão de bronze, e folhas de mica originalmente destinados para a montagem TO-247 cápsula. Todas as conexões nos aparadores são soldados, não apenas rebitada como em muitos aparadores feita de fábrica. Isso resolveu o problema, mas mesmo estes aparadores de se aquecer em uso!

Observe como os trimmers, tanto a entrada e a saída do transistor de potência têm as suas ligações à terra muito próximo aos fios emissor.

A rede de correspondência de saída usa o mesmo tipo de trimmers. O que aparece no meio baixo da foto é o que tira mais corrente, mais de 15 amperes de RF! Em serviço contínuo, e em VHF onde a profundidade da pele é muito pequena, esta é uma grande corrente. O mesmo vale para o tanque "bobina", que é feito de uma tira de chapa de cobre de 0.5mm dobrada em "U". Apesar de sua boa conexão térmica com a placa, fica quente o suficiente para se tornar impossível de tocar! Claro, de qualquer maneira, você não deve tocá-lo enquanto o transmissor estiver ligado, porque, além de uma queima de calor, você obteria uma queima de RF ainda pior!

Um problema semelhante aconteceu com os capacitores para o filtro passa-baixa de saída. Eu tentei usar RF-classificado mergulhado capacitores de mica prata, como mostrado na foto acima em seu canto superior direito, mas ficou tão quente que eles começaram a cheirar! Certamente seus eletrodos de prata são muito finos. Eles não teria durado muito tempo neste serviço.

Eu não tinha nada melhor capacitores de RF na mão, e em vez de encomendar pesados metálicos capacitores de mica folheados em vários dólares cada, eu decidi fazer o meu próprio. Aqui está um exemplo, mostrado ao lado de um transistor TO-92 para comparação de tamanho. Eu usei folha de cobre 0.5mm para o eletrodo externo, uma película de cobre 0.1mm para o interior, e corte mica de isoladores TO-247.

Aqui está um close-up de um dos meus capacitores de mica revestidos de cobre, preso nas mandíbulas de um prendedor de roupas de madeira para a foto!

Como a espessura desses isoladores de mica para montagem de semicondutores varia muito, fazer esses capacitores é um processo simples. Medi a espessura da mica o melhor que pude, calculei a superfície necessária para os capacitores, construí-os e depois os medi, usando uma bobina de teste e um medidor de mergulho de grade. Eu escrevi o valor em cada um e continuei fazendo capacitores até que alguns dos valores estivessem próximos o suficiente para meu filtro de passagem baixa. O resto guardei em estoque para outros projetos!

É divertido notar que cobre revestido capacitores de mica construídas desta forma executar tão bom como aqueles feitos de fábrica, que você pode fazer qualquer valor que você precisa, e que custam cerca de 1%, tanto quanto os agradáveis os de marca brilhantes!

No filtro passa-baixa, estes cobre revestido capacitores de mica ficar mal morno. Uma vez que eles são bem soldada plana para o conselho, eu não sei se eles conduzem sua perda de calor na placa, ou se eles são apenas aquecido pelas bobinas de filtro! Porque estas bobinas certamente fazer se aquecer em uso, apesar de ter sido enrolado em arame muito grosso.

Para os testes I montada a placa de amplificador em uma bastante grande dissipador de calor. Ele consiste de uma placa de cobre cm 10 20 * da espessura 6mm, para a qual eu soldadas 20 barbatanas, feitos de folha de cobre 0.5mm, medindo também 10 * 20cm cada, tendo arestas de solda em forma de L. Eu fiz este dissipador de calor alguns meses antes para fins de investigação (ver a minha página de design térmico), e desde que foi em torno de mentir, eu usei. Mas, com a dissipação de potência total deste amplificador ser algo como watts 50, um dissipador de calor muito menor seria bom o suficiente, se um pequeno ventilador é usado. Ainda assim, um dissipador de calor de cobre é uma boa ideia, porque o transistor de potência é utilizado em sua capacidade máxima.

Os resultados

Esta foto mostra o transmissor que está sendo testado na minha bancada reconhecidamente não muito arrumado! Você pode ver a excitação no canto inferior esquerdo, eo amplificador com seu excessivamente grande dissipador de pé sobre pente de alumínio suporta para evitar entortar as barbatanas finas. Não é o meu medidor de energia e cabos de aço Aiwa, e uma grande carga de óleo pode manequim de engolir com segurança os watts 80 (na verdade, que a carga fictícia pode tomar um kilowatt por alguns minutos). Um multímetro análogo está mostrando a corrente, eo resto são caixas de peças, ferramentas, etc. A placa de áudio acabou fora da foto, junto com o multímetro digital, contador de freqüência, osciloscópio, etc. Foi uma bagunça, mas trabalhou muito bem!

Corri vários testes no transmissor. Um teste de resistência consistiu de corrida em 80 saída watts durante uma semana sem parar. Nenhum problema foi notado. Outros testes incluíram mudança de temperatura, vibração (para verificar a microfonia), variando as tensões de alimentação, etc. O transmissor parece estar muito bem comportado em todos os aspectos.

Em seguida, os testes qualitativos foram feitos. A separação estéreo, medida através do meu receptor de FM caseiro, saiu como 52db. Isso é melhor do que a maioria. A relação sinal / ruído foi além das minhas capacidades de medição, que tampa fora a 82dB! Isso é melhor do que quase qualquer um pode ouvir estações comerciais! A distorção também era demasiado baixa para ser medida, um resultado do cuidadoso equilíbrio da linearidade varactor residual com o efeito de capacitância em série.

Então veio o teste de ouvido! Eu conectei meu CD player, o transmissor, o receptor FM, o amplificador e os alto-falantes, para poder alternar o som entre o sinal original do CD e o sinal que passa pelo transmissor, a alguns metros de ar (o radiação das bobinas do filtro passa-baixa é muito mais do que suficiente para esta distância), e o receptor. Toquei um CD de Roby Lakatos, o Rei dos violinistas ciganos, que gosto muito e que é ótimo para testar por causa de seu som nítido, limpo e cheio. Fiquei bastante impressionado com o fato de poder alternar entre o sinal original e o transmitido, sem detectar a diferença de ouvido! Portanto, estou feliz em dizer que este transmissor preserva a qualidade audível total de um sinal de CD de primeira classe! A separação estéreo menos que perfeita não é problema nenhum, porque nenhum ouvinte, mesmo no modo crítico, pode discernir entre a separação de 50dB e a separação perfeita!

O quarto módulo: Para ser feito!

O que falta para completar este transmissor é um quarto módulo, uma bastante simples, que deve implementar as funções seguintes:

1) Um conversor DC-DC para aceitar a entrada nominal 13.8V e produzir +/- 15V para os quadros de áudio e excitador. Esta poderia ser uma entrada padrão 12V, a unidade fez fábrica, ou um circuito caseiro.

2) Um circuito de controlo de potência. Ele deve ler o sinal de potência de saída fornecido pelo sensor SWR / potência no quadro do amplificador, compará-lo com a definição de um potenciômetro do painel frontal, e ajustar um regulador passe alimentando as duas últimas etapas do excitador, de modo a definir a saída alimentação para o valor desejado. Além. este circuito deve implementar funções de protecção: Deve reduzir o poder de se o sinal de cabos de aço excede um determinado valor, se a temperatura do dissipador de calor é muito alta (um termistor ou outro sensor de temperatura seria necessário), e deve cortar a energia totalmente Se o PLL torna-se desbloqueado, tal como indicado pelo sinal relevante proveniente do excitador. O poder deve ser ajustada para baixo rapidamente, e devagar, a fim de ter melhor proteção.

3) Opcionalmente, o desvio pode ser monitorado, soando um sinal de alarme sonoro ou mesmo cortando o poder se o desvio admissível é excedida.

Talvez algum dia eu chegar a motivação para construir este quarto módulo, e colocá-los todos em uma caixa. Se / quando eu faço, eu vou terminar esta página web com informações sobre esse módulo, e uma foto do transmissor concluída!