Transmissor de FM de baixa potência
Rod Elliott (ESP)
Introdução
Este artigo deve satisfazer aqueles que pode querer construir um transmissor de baixa potência FM. Ele é projetado para usar uma entrada de outra fonte de som (como uma guitarra ou microfone), e transmite na banda FM comercial - é realmente muito poderoso, então tenha certeza que você não usá-lo para transmitir qualquer coisa sensível - é poderia facilmente ser pego de várias centenas de metros de distância.
A banda FM é 88 para 108MHz, e embora ele está ficando bastante lotados em quase toda parte, você ainda deve ser capaz de encontrar um ponto em branco no mostrador.
NOTA: Algumas pessoas tiveram problemas com este circuito. O maior problema é não saber se é mesmo oscilante, uma vez que a frequência está fora do alcance da maioria dos osciloscópios simples. Consulte Project 74 para uma sonda RF simples que vai (ou deveria) dizer-lhe que você tem um sinal útil na antena. Se assim for, então você sabe que oscila, e apenas tem que saber com que frequência. Isso pode exigir a utilização de um contador de frequência RF se você simplesmente não pode localizar a banda FM.
Descrição
O circuito do transmissor é mostrada na Figura 1, e como você pode ver que é extremamente simples. A primeira etapa é o oscilador, e é sintonizada com o condensador variável. Selecione uma frequência não utilizada, e ajustar cuidadosamente C3 até que o ruído de fundo pára (você tem que desativar o circuito de mute do receptor FM para ouvir isso).
Figura 1 - transmissor de FM de baixa potência
Porque o trimmer é muito sensível, fazer o ajuste de freqüência final sobre o receptor. Ao montar o circuito, certifique-se o rotor de C3 está ligado à alimentação + 9V. Isso garante que não haverá perturbação da frequência mínima quando a chave de fenda toca o eixo de ajuste. Você pode usar um pequeno pedaço de placa de circuito não revestido de cobre para fazer uma chave de fenda - isto não irá alterar a frequência.
A estabilidade de frequência é consideravelmente melhorada através da adição de um condensador a partir da base de Q1 à terra. Isso garante que o transistor opera no verdadeiro base comum em RF. Um valor de 1nF (cerâmica) como se mostra é apropriado, e também vai limitar a resposta de HF para 15 kHz - esta é uma vantagem para um circuito simples como este, e ainda FM comercial é normalmente limitada a uma largura de banda 15kHz.
capacitores
Todos os condensadores devem ser de cerâmica (com a excepção de C1, ver abaixo), com C2 e C6 sendo preferencialmente N750 (coeficiente de temperatura negativo, 750 partes por milhão por grau Celsius). Os outros devem ser tipos NPO, uma vez que a correcção da temperatura não é necessário (nem é desejável). Se você não pode obter tampas N750, não se preocupe muito, a estabilidade do circuito de frequência não é tão bom de qualquer maneira (como acontece com todos os transmissores simples).
Como funciona
Q1 é o oscilador, e é um projeto Colpitts convencional. L1 e C3 (em paralelo com C2) sintoniza o circuito para a frequência desejada, e a saída (a partir do emissor de Q1) é alimentado ao tampão e amplificador Q2. Isto isola a antena do oscilador que dá uma estabilidade muito melhor frequência, bem como proporcionar ganho adicional considerável. L2 e C6 formar uma carga de colector sintonizado, e C7 ajuda a isolar ainda mais o circuito da antena, bem como prevenir qualquer possibilidade de curtos circuitos caso o contacto da antena no caso de metal ligado à terra, que normalmente seria utilizada para o transmissor completa.
O sinal de áudio aplicado à base de Q1 faz com que a frequência mude, pois a corrente do coletor do transistor é modulada pelo áudio. Isso fornece a modulação de frequência (FM) que pode ser recebida em qualquer receptor de banda FM padrão. A entrada de áudio deve ser mantida em um máximo de cerca de 100mV, embora isso varie um pouco de uma unidade para outra. Níveis mais altos farão com que o desvio (a mudança de frequência máxima) exceda os limites do receptor - geralmente ± 75kHz.
Com o valor mostrado para C1, isto limita a resposta de frequência inferior a cerca de 50Hz (com base apenas em R1, que é um pouco pessimista) - se você precisa ir mais baixo do que este, em seguida, usar um boné 1uF em vez disso, o que permitirá uma resposta para baixo para, pelo menos, 15Hz. C1 podem ser de poliéster ou Mylar, ou um 1uF electrolítica pode ser utilizado, quer bipolar ou polarizada. Se polarizado, o terminal positivo deve se conectar ao resistor 10k.
indutores
Os indutores são nominalmente 10 voltas (na verdade 9.5) de diâmetro 1mm fio de cobre esmaltado. Eles encontram-se perto da ferida num diâmetro 3mm anterior, o qual é removido após as bobinas são enroladas. Cuidadosamente raspar o esmalte onde as extremidades da bobina irá percorrer a bordo - tudo o esmalte deve ser removido para garantir um bom contacto. Figura 2 mostra um desenho de uma bobina detalhe. As bobinas devem ser montadas sobre 2mm acima da placa.
Para aqueles que ainda estão presos na idade das trevas com medidas imperiais (sorriso), 1 mm é cerca de 0.04 "(0.0394") ou 5/127 polegadas (risada) - você terá que descobrir que bitola é, dependendo de qual sistema de bitola de fio você usa (existem vários). Você já pode ver os benefícios da métrica, não é? Para calcular as outras medidas, 1 "= 25.4 mm
NOTA: Os indutores são críticos e devem ser enrolados exactamente como descrito, ou a frequência será incorrecto.
Figura 2 - detalhe L1 E L2
A indutância nominal (e muito aproximado) para as bobinas é de cerca de 130nH.This é calculado de acordo com a fórmula ...
L = N² * R / (228r + 254L)
... onde L = indutância em microhenries (uH), N = número de voltas, r = raio médio da bobina (2.0mm para a bobina, como mostrado), e L = comprimento da bobina. Todas as dimensões estão em milímetros.
Pré-Ênfase
É normal com a transmissão FM que a "pré-ênfase" seja usada e haja uma quantidade correspondente de de-ênfase no receptor. Existem dois padrões (é claro) - a maior parte do mundo usa uma constante de tempo de 50us e os EUA usam 75us. Essas constantes de tempo representam uma frequência de 3183 Hz e 2122 Hz, respectivamente. Este é o ponto de 3dB de um filtro simples que aumenta as altas frequências na transmissão e corta as mesmas altas novamente na recepção, restaurando a resposta de frequência ao normal e reduzindo o ruído.
O transmissor simples acima não tem esta embutido, para que possa ser adicionado ao pré-amplificador de microfone ou circuito tampão fase de linha. Estes são ambos mostrados na Figura 3, e são de qualidade muito superior do que as ofertas padrão na maioria dos outros modelos.
Figura 3 - Mic e Linha Amplificadores
Ao invés de um único e simples amp transistor, usando um opamp TL061 dá muito melhores figuras de distorção, e uma impedância de saída mais previsível para o transmissor. Se você quiser usar um microfone dinâmico, deixar de fora R1 (5.6k) uma vez que esta só é necessária para poder inserir um microfone de eletreto. O controlo de ganho (por qualquer circuito) pode ser um pré-interno ou numa panela normal, para permitir o ajuste para o nível máximo sem distorção com diferentes fontes de sinal. Os capacitores de bypass 100nF devem ser tipos de cerâmica, devido à frequência. Observe que, embora a TL072 pode funcionar, eles não são projetados para operar com a baixa tensão de alimentação usada. O TL061 é projetado especificamente para operação de baixa potência.
O pré-amplificador mic tem um ganho máximo de 22, dando uma sensibilidade do microfone de volta 5mV. O pré-amplificador de linha tem um ganho de unidade, para máxima sensibilidade de entrada é 100mV.
Selecione o valor do capacitor apropriado para pré-ênfase, conforme mostrado na Figura 3, dependendo de onde você mora. A pré-ênfase não é especialmente precisa, mas será boa o suficiente para os tipos de uso de um transmissor FM de baixa potência. Desnecessário dizer que isso não inclui "escuta" de quartos, já que isso é ilegal em quase todos os lugares.
Eu aconselharia que o pré-amplificador estar em sua própria pequena sub-gabinete para impedir a entrada de RF na entrada opamp. Isso não precisa ser nada extravagante, e você pode até mesmo quebrar algum isolamento em torno do pré-amplificador em seguida, basta enrolar a unidade pré-amplificador toda em papel alumínio. Lembre-se de fazer uma boa conexão com a terra para a folha, ou a blindagem que não servem de nada.
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