Low Power FM-sändare
Rod Elliott (ESP)
Beskrivning
Denna artikel bör tillfredsställa dem som kanske vill bygga en låg effekt FM-sändare. Den är utformad för att använda en ingång från en annan ljudkälla (t.ex. en gitarr eller mikrofon), och sänder på den kommersiella FM-bandet - det är faktiskt ganska stark, så se till att du inte använder den för att överföra något känsligt - det skulle lätt kunna plockas upp från flera hundra meter bort.
FM-bandet är 88 till 108MHz, och även om det blir ganska trångt nästan överallt, bör du fortfarande kunna hitta en tom plats på ratten.
OBS: Några personer har haft problem med denna krets. Det största problemet är att inte veta om det är till och med oscillerande, eftersom frekvensen ligger utanför intervallet mest enkla oscilloskop. Se Project 74 för en enkel RF-sond som kommer (eller bör) tala om för dig att du har en bra signal på antennen. I så fall vet du att det svänger, och bara för att ta reda på vilken frekvens. Detta kan kräva användning av en RF-frekvensräknare om du bara inte kan hitta FM-bandet.
Beskrivning
Kretsen av sändaren visas i figur 1, och som ni ser är det ganska enkelt. Det första steget är oscillatorn, och är avstämd med den variabla kondensatorn. Välj en ledig frekvens, och justera försiktigt C3 tills bakgrundsljud stannar (du måste avaktivera FM-mottagarens mute-krets för att höra detta).
Figur 1 - Low Power FM-sändare
Eftersom trimmer locket är mycket känslig, göra den slutliga justeringen frekvens på mottagaren. Vid montering av kretsen, se till att rotorn i C3 ansluts till + 9V försörjning. Detta garanterar att det kommer att vara minimal frekvens störning när skruvmejseln vidrör justeringsaxeln. Du kan använda en liten bit av icke kopparklätt kretskort för att göra en skruvmejsel - detta kommer inte att ändra frekvensen.
Den frekvensstabilitet förbättras avsevärt genom tillsats av en kondensator från basen av Q1 till jord. Detta säkerställer att transistorn fungerar i verklig gemensam bas på RF. Värdet 1nF (keramik) som visas är lämplig, och kommer också att begränsa HF svar på 15 kHz - det är en fördel för en enkel krets som denna, och även kommersiella FM är vanligtvis begränsad till en 15kHz bandbredd.
Kondensatorer
Alla kondensatorerna måste vara keramiska (med undantag av C1, se nedan), med C2 och C6 företrädesvis är N750 (negativ temperaturkoefficient, 750 miljondelar per grad Celsius). De andra ska vara NPO typer, eftersom behövs inte temperaturkorrigering (det är inte heller önskvärt). Om du inte kan få N750 mössor, oroa dig inte för mycket, är frekvensen stabiliteten i kretsen inte så bra i alla fall (som med alla enkla sändare).
Så fungerar det
Q1 är oscillatorn, och är en konventionell Colpitts design. L1 och C3 (parallellt med C2) avstämmer kretsen till den önskade frekvensen, och den utgående (från emitter Q1) matas till bufferten och förstärkare Q2. Detta isolerar antennen från oscillatorn ger mycket bättre stabilitet frekvens, samt att ge betydande extra vinst. L2 och C6 bildar en trimmad samlare belastning, och C7 hjälper till att ytterligare isolera kretsen från antennen, samt att förhindra varje möjlighet till kortslutning bör antennkontakt den jordade metallhölje som normalt skulle användas för hela sändaren.
Ljudsignalen som appliceras på basen av Q1 får frekvensen att förändras, eftersom transistorns kollektorström moduleras av ljudet. Detta ger den frekvensmodulering (FM) som kan tas emot på vilken standard FM-bandmottagare som helst. Ljudingången måste hållas på maximalt cirka 100 mV, även om den varierar något från en enhet till en annan. Högre nivåer kommer att medföra att avvikelsen (den maximala frekvensförskjutningen) överskrider gränserna i mottagaren - vanligtvis ± 75 kHz.
Med det värde som visas för C1, begränsar den lägre frekvenssvar till ca 50Hz (baserat endast på R1, vilket är något pessimistisk) - om du behöver gå lägre än så, sedan använda en 1uF mössa istället, vilket gör att en reaktion ned till åtminstone 15Hz. C1 kan vara polyester eller mylar, eller en 1uF elektrolytisk kan användas, antingen bipolär eller polariserat. Om polariserad, måste den positiva terminalen ansluter till 10k motstånd.
Induktorer
De induktorer är nominellt 10 varv (egentligen 9.5) av 1mm diameter emaljerad koppartråd. De är nära sår på en 3mm diameter före detta, som tas bort efter spolarna är lindade. Försiktigt skrapa bort emaljen där spolen slutar kommer att gå igenom i styrelsen - alla emaljen måste avlägsnas för att säkerställa god kontakt. Figur 2 visar en detalj ritning av en spole. Slingorna ska monteras om 2mm ovanför tavlan.
För dem som fortfarande sitter fast i mörka åldrar med imperiala mått (grin), är 1mm ungefär 0.04 "(0.0394") eller 5/127 tum (chuckle) - du måste räkna ut vilken mätare det är, beroende på vilket trådmätarsystem du använder (det finns flera). Du kan redan se fördelarna med mätvärde, eller hur? För att räkna ut de andra mätningarna, 1 "= 25.4 mm
OBS: induktorer är kritiska och måste lindas exakt såsom beskrivits, eller frekvensen kommer att vara felaktiga.
Figur 2 - Specificera av L1 Och L2
Den nominella (och mycket ungefärliga) induktansen för spolarna är ungefär 130nH.This beräknas enligt formeln ...
L = N² * r² / (228r + 254l)
... Där L = induktansen i mikrohenry (UH), N = antal varv, r = genomsnittlig spole radien (2.0mm för spolen enligt bilden), och l = slinglängd. Alla mått är i millimeter.
Förbetoning
Det är normalt med FM-sändning att "för-betoning" används, och det finns en motsvarande mängd av betoning på mottagaren. Det finns naturligtvis två standarder - det mesta av världen använder en 50us tidskonstant och USA använder 75us. Dessa tidskonstanter representerar en frekvens på 3183Hz respektive 2122Hz. Detta är 3dB-punkten i ett enkelt filter som ökar de höga frekvenserna vid överföring och skär igen samma höjder vid mottagning, återställer frekvenssvaret till normalt och minskar bruset.
Den enkla sändare ovan inte har detta inbyggd, så att det kan läggas till mikrofonförförstärkare eller linjestadiet buffertkrets. Dessa är båda visas i fig 3, och är av mycket högre kvalitet än de vanliga erbjudanden i de flesta andra konstruktioner.
Figur 3 - Mic Och Linje Preamps
I stället för en enkel enda transistor förstärkare, med hjälp av en TL061 opamp ger mycket bättre distorsionssiffror, och en mer förutsägbar utimpedans till sändaren. Om du vill använda en dynamisk mikrofon, utelämna R1 (5.6k) eftersom det endast behövs för att driva en elektret mikrofon insats. Den förstärkning (för antingen krets) kan vara en intern förinställning, eller en vanlig gryta för en anpassning till den högsta nivån utan distorsion med olika signalkällor. De 100nF bypass-kondensatorer måste vara keramiska former, på grund av frekvensen. Observera att även om en TL072 kan fungera, är de inte konstruerade för att arbeta vid låg matningsspänning används. Den TL061 är särskilt utformad för låg effektdrift.
Den mikrofonförstärkare har en maximal vinst på 22, vilket ger en mikrofonkänslighet på cirka 5mV. Linjen förförstärkare har en förstärkning av enighet, så maximal ingångskänslighet är 100mV.
Välj lämpligt kondensatorvärde för betoning som visas i figur 3 beroende på var du bor. Förtrycket är inte särskilt exakt, men kommer att vara tillräckligt bra för de olika användningsområden som en FM-sändare med låg effekt kommer att användas. Naturligtvis inkluderar detta inte "bugging" av rum, eftersom det är olagligt nästan överallt.
Jag skulle råda att preamp vara i en egen liten sub-hölje för att förhindra RF kommer in i opamp ingång. Det behöver inte vara något fint, och du kan till och med bara svepa lite isolering runt preamp sedan bara svepa hela förförstärkaren i aluminiumfolie. Kom ihåg att göra en bra jordanslutning till folien, eller avskärmning kommer att tjäna något syfte.
Vår andra produkt:
