Transmisor de FM kilométrico (ART1405S)

  Para los lectores que gustan de hacer experimentos con radiodotransmisión o que desean un emisor de media potencia para operación en un hotel-granja, club de campo u otro lugar aislado damos un proyecto simple que usa transistores comunes pero de excelente desempeño. Los dos transistores en push-pull pueden suministrar más de 1 vatio de salida lo que, con una antena apropiada puede significar un alcance de varios kilómetros (*).

   El circuito que describimos, además de poder ser usado con emisora ??experimental en escuelas, hoteles y clubes, también puede servir para experiencias que involucren radio-frecuencias.

   Con un paso oscilante de buena potencia y un paso de salida en push-pull clase AB, puede proporcionar una buena potencia de salida a una antena pequeña o incluso una antena externa plano-tierra.

   La alimentación se puede hacer con tensiones de 9 a 15V bajo corriente del orden de 1 ampère, obtenida de una fuente con excelente regulación y filtrado para que no ocurran ruidos.

   La entrada de audio es lo suficientemente sensible para permitir la modulación a partir de fuentes de pequeñas señales como mezcladores, preamplificadores e incluso directamente de micrófonos o cápsulas fonográficas.

   El rango de operación indicado es la de FM entre 88 y 108 MHz, pero con cambios de las bobinas, esta pista puede ser alterada. Podemos, por ejemplo, aumentar las espiras de las bobinas L1 eL3 así como L2 y L4 y obtener la operación en el rango inferior de VHF entre 30 y 80 MHz.

   Características:

   * Tensión de alimentación: 9 a 15V

   * Corriente requerida: 500 mA a 1 A

   * Frecuencia de funcionamiento: 88 a 108 MHz (ver texto)

   * Número de transistores: 3

   * Entrada de modulación: 100 mV a 300 mV (tip)

   * Número de ajustes: 3

COMO FUNCIONA

   El transistor Q1 forma un oscilador en la configuración de base común, donde la frecuencia de operación es determinada por L1 y ajustada en CV1. La realimentación que mantiene las oscilaciones es hecha por C2 y la polarización de base del transistor es hecha por R1 y R2.

   La modulación se realiza aplicando la señal a la base de este transistor vía C5. La señal cambia la polarización de base y con ello la capacitancia representada por el transistor, lo que influye en la frecuencia de la señal generada. De esta forma, tenemos desplazamientos de frecuencia que corresponden a la modulación.

  Una posibilidad de cambio que permite una modulación más sofisticada es la mostrada en la figura 1.

 

En esta configuración la modulación es hecha por un varicap (diodo de capacitancia variable) en paralelo con el circuito resonante. En este circuito, la tensión de la señal cambia la capacitancia del diodo y con ello la frecuencia de resonancia del circuito LC.

   La señal generada, ya modulada, se obtiene en la bobina L2 con derivación para que aparezca con la fase normal de un lado y la fase invertida del otro.

   En la toma central hacemos la polarización en común de los dos transistores en push-pull y por los extremos aplicamos la señal a ser amplificada.

   Así, tenemos en el transistor Q2 una fase de la señal y en el transistor Q3 a otra fase de la señal, lo que significa que mientras un transistor amplifica la mitad del semiciclo el otro amplifica la otra mitad, como muestra la figura 2.

 

   Se observa que los transistores se polarizan de modo que queden un poco por encima del punto de conducción, como se muestra en la figura 3, lo que caracteriza la clase AB.

 

     En la clase C que es otra modalidad, los transistores son polarizados por la propia señal, o sea, la tensión inducida en la bobina debe ser mayor que la de conducción del transistor (0,6V) cuando entonces él amplifica la señal. Se trata de una configuración de excelente rendimiento en alta potencia, pero que introduce muchos armónicos.

   La señal amplificada se obtiene en el circuito resonante formado por R3 y CV2 desde donde se puede aplicar a la antena vía L4. Vea que CV2 debe ser ajustado para la resonancia para que haya máxima transferencia de energía para la antena.

   CV3 tiene por finalidad casar la impedancia del transmisor con la de la antena usada.

MONTAJE

   El diagrama completo del transmisor se muestra en la figura 4.

 

   En la figura 5 tenemos la disposición de los componentes en una placa de circuito impreso. El material de esta placa debe ser buena calidad, ya que las placas húmedas o viejas pueden afectar la estabilidad del circuito.

 

   Los resistores son todos de 1 / 8 W o mayores, excepto la resistencia R6 que debe ser de al menos 1W de disipación.

   Las bobinas se enrollan con hilo esmaltado con un grosor entre 18 y 22 AWG. Incluso los hilos rígidos de cubierta de plástico se pueden utilizar para enrollar estas bobinas.

   Las formas son de 0,5 a 0,7 cm de diámetro sin núcleo y estas bobinas poseen las siguientes características:

   L1 - 5 espiras

   L2 - 2 + 2 espiras enlazadas en L1

   L3 - 4 + 4 espiras

   L4 - 3 espiras sobre L3 o enlazadas en L3

   Los capacitores deben ser todos cerámicos tipo disco. Los trimmers son de base de porcelana o plástico y no son críticos. Los tipos con capacidades máximas entre 20 y 50 pF se pueden utilizar sin problemas.

   Las tolerancias de estos componentes pueden ser compensadas posteriormente con alteración en el número de espiras de las bobinas.

   El único capacitor electrolítico es C5 que debe tener una tensión de trabajo de al menos 16 V.

   Los transistores Q2 y Q3 deben estar dotados de radiadores de calor, ya que tienden a calentar en funcionamiento. Los transistores BD135 admite como equivalentes de la misma serie los tipos BD137 y BD139.

   Para la salida de señal se puede utilizar un conector coaxial o bien conectar directamente una antena telescópica de 60 a 120 cm de longitud.

   La fuente de alimentación sugerida para este circuito tiene el circuito mostrado en la figura 6.

 

   El transformador de la fuente de alimentación tiene devanado primario de acuerdo con la red de energía y secundaria de 9 + 9V a 12 + 12V con corriente de al menos 1A.

   El filtro (choque) se puede enrollar en un bastón de ferrita de 100 a 200 espiras de alambre esmaltado 28 o 30.

   Los capacitores electrolíticos de la fuente deben tener una tensión de trabajo de por lo menos 25V.

   El LED es opcional sólo para indicar que el aparato está encendido.

   Es importante que el cable de alimentación para el transmisor sea lo más corto posible para que no se produzcan roncos o inestabilidades.

   Si este hilo tiene que ser más largo, dé preferencia al tipo blindado.

   El cable de entrada para las señales de audio también debe ser blindado. J1 debe ser un jack RCA y si se queda lejos de la placa, debe ser conectado al circuito también por cable blindado.

AJUSTE Y USO

  Para ajustar podemos conectar una lámpara de 6V x 50 mA o de 6V x 100 mA en la salida, como muestra la figura 7.

 

   Un receptor común de FM se conecta cerca, sintonizado en una frecuencia libre en la que deseamos operar el transmisor.

   Inicialmente ajustamos CV1 para que la señal más fuerte del transmisor sea captada en la frecuencia libre elegida. Como fuente de señal podemos utilizar un micrófono o incluso la salida de una grabadora que esté con una cinta de música.

   Para el grabador, su volumen debe ajustarse para que en el momento en que la señal sea captada no se produzcan distorsiones.

   Para el micrófono, puede ocurrir que en el momento en que la señal sea captada ocurra un fuerte silbido (microfonía). Basta con reducir el volumen del receptor o alejarlo para que este silbato cede.

   Ahora ajustamos CV2 para que la lámpara se encienda con el máximo brillo y retocamos este ajuste en CV2.

   Si, con este ajuste la señal "huir" de sintonía en el receptor, hacemos el retoque en CV1. Los ajustes se deben repetir en conjunto, hasta que el brillo máximo de la lámpara con la señal captada en la frecuencia deseada.

   El valor correcto de R4 puede obtenerse experimentalmente si se observa un bajo rendimiento del transmisor, o si la señal se capta con mucha intensidad en dos puntos de la banda FM.

   Obtenidos los ajustes podemos utilizar el transmisor. Con la conexión de la antena puede ser necesario retocar el ajuste de CV3 para obtener la máxima señal de entrada.