Faça um transmissor de FM com bloqueio de cristal

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O circuito aqui apresentado usa um oscilador de cristal e multiplicador de frequência para gerar uma frequência de sinal portadora altamente estável de 96MHz. Com 40mW de saída RF, pode ser usado para transmitir voz ou música até cem metros.

O diagrama do circuito do transmissor FM com bloqueio de cristal de 96MHz é mostrado na Fig. 1. O circuito é construído em torno de um amplificador de áudio de baixa potência usando LM386 (IC1), transistores 2N3904 (T1 e T2) e 2N3866 (T3), cristais de 24 MHz (XTAL1 e XTAL2), diodo retificador IN4007 (D1), diodo de sinal IN4148 (D2) e alguns outros componentes.

Diagrama do circuito do transmissor FM com bloqueio de cristal
Fig. 1: Diagrama do circuito do transmissor FM com bloqueio de cristal

Um oscilador Colpitts de baixa potência e 24 MHz é construído em torno de T1, juntamente com os resistores de polarização R4, R5 e R6 e os capacitores C6, C7 e C8.

O transistor T2 é um amplificador de buffer e seu coletor é rico em harmônicos. O circuito do tanque compreendendo o indutor L1, os capacitores C9 e C10 e o capacitor trimmer VC1 é ajustado para quatro vezes a frequência do oscilador, ou seja, 96MHz. O T2 aumenta o quarto harmônico de 96MHz e suprime os harmônicos fundamentais de 24MHz, segundo (48MHz) e terceiro (72MHz) em pelo menos -24dBc ou 250 vezes.

O indutor L2 e o capacitor C13 fazem uma captura de harmônicos sintonizados em série (72MHz) e atenuam o forte terceiro harmônico no solo. Os indutores moldados de 100µH Readymade (L4 a L6) isolam a fonte de alimentação dos transistores T1 a T3 para ajudar a minimizar a interferência entre diferentes estágios.

T2 alimenta o amplificador de potência T3 com aproximadamente 5mW de unidade de RF via torneira de 1/4 de volta a partir da parte superior da bobina sintonizadora L1. T3 é enviesado para operação de classe A. A corrente permanente é ajustada para 20mA com os resistores R8, R9 e R10.

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40mW de potência de RF estão disponíveis no coletor de T3. A rede correspondente compreendendo L3 e C16 transforma a impedância de saída de T3 em impedância de 50 ohm da antena. (Um fio de fio único de 78 cm de comprimento foi usado como antena durante o teste.)

A frequência do amplificador de áudio IC1 modula o oscilador T1 variando a capacitância do diodo D1, que é conectado em série com XTAL1 e XTAL2. (Observe que XTAL1 e XTAL2 estão conectados em paralelo para ter um desvio de frequência maior.) O transmissor aceita entrada de áudio de uma fonte externa, como um telefone celular. O nível do volume externo deve ser definido para obter a melhor saída de nível de áudio. R1 e C1 adicionam 50 µs de pré-ênfase para aumentar as frequências de áudio mais altas. Aumentar R1 para 15-kilo-ohm altera a pré-ênfase para 75µs.

Construção e testes

Um layout de PCB do transmissor de FM é mostrado na Fig. 2 e seu layout de componentes na Fig. 3. Depois de montar o circuito no PCB, conecte 12V DC através de CON1.

Mantenha todos os leads curtos. O protótipo foi construído sobre um pedaço de papelão revestido de cobre, usando o feio método de construção de insetos. O grande plano de aterramento da placa de cobre oferece excelentes resultados para o circuito VHF. Com o S1 ligado e a carga fictícia de 50 ohms (R12 e R13) conectada, aplique uma fonte de alimentação regulada de 12V.

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Layout de PCB do transmissor FM
Fig. 2: Layout da placa de circuito impresso do diagrama de circuitos do transmissor FM com bloqueio de cristal
Fig. 3: Layout dos componentes da placa de circuito impresso

Faça o download dos PDFs de layout de PCB e componentes: Clique aqui

Sintonize cuidadosamente VC1 para obter a leitura de tensão máxima (V) em CON2. Potência de saída em miliwatts é igual

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(Perda de diodo V + 0.5V) ao quadrado / 100

Nenhum outro ajuste é necessário.

Um dongle USB SDR barato e um software analisador de espectro livre podem ser usados ​​para observar a saída. Pode ser baixado em https://www.rtl-sdr.com/tag/spectrum-analyzer-2/
A sintonia fina do VC1 também pode ser feita usando um receptor de FM portátil. Verifique se uma antena de fio está conectada no circuito do transmissor.

Agora, com o receptor FM na sua mão, afaste-se lentamente do transmissor. A sintonia correta do VC1 fornecerá o alcance máximo em 96MHz. T3 pode ser substituído por 2N3904. Nesse caso, aumente R10 para 56 ohm. A potência cairá para 15mW.

Use um dissipador de calor adequado para 2N3866. Deve-se tomar cuidado para manter L1 e L2 separados por 2 cm e a noventa graus um do outro na PCB.

A saída de espectro do transmissor obtido está na faixa de 24 MHz a 700 MHz. O segundo e o terceiro harmônicos de 96MHz estão abaixo de -18dBc e -24dBc, respectivamente. Todos os outros spurs ou distorções estão abaixo de -20dBc.

O interruptor S1 deve estar desligado quando a antena estiver conectada. Use um cabo blindado para conectar a entrada de áudio.

Alguns indutores são feitos por si mesmos, enquanto outros são prontos. L1 é uma bobina de cobre esmaltada de três voltas 20SWG em núcleo de ar de 8 mm de diâmetro, rosqueada 1/4 de volta do lado positivo. O L2 também é um fio esmaltado com cobre 20SWG de três voltas no núcleo de ar de 8 mm de diâmetro. L3 é um fio esmaltado em cobre 20SWG de sete voltas no núcleo de ar de 8 mm de diâmetro. L4 a L6 são bobinas de valor fixo de 100µH.

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O indutor L7 é feito de 70 voltas de fio esmaltado de cobre 41SWG no resistor R11.


Joy Mukherji é um hobby de eletrônica que gosta de projetar circuitos de radiofrequência



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