Super Transmissor FM (ART5051)

Aproximadamente 5 W é a potência que você pôde obter com este transmissor de FM, o que resulta em alcances de até 10 km com antena apropriada. Para os leitores que gostam deste tipo de projeto, respeitando-se as restrições quanto à sua operação, damos um excelente transmissor de FM com saída em push-pull classe C.

 

Muitos leitores não se contentam com os pequenos transmissores de FM que normalmente são publicados, dadas as restrições legais quanto à sua operação. Aqueles que estão em regiões rurais, sem habitações próximas podem dar um passo maior neste tipo de experimento, com a montagem de um transmissor mais potente, como o que descrevemos neste artigo.

Com 4 transistores, este transmissor que opera na faixa de FM entre 88 MHz e 108 MHz tem uma potência da ordem de 5 W, comparável com muitas emissoras Piratas, consideradas potentes.

Evidentemente, não se deve colocar no ar este transmissor em regiões urbanas, com antena externa, já que neste caso pode ser caracterizada uma emissão pirata, o que é proibido por lei. O ponto principal da montagem, entretanto, está no fato dela usar componentes comuns e ser de fácil execução e também de fácil calibração.

Características:

• Tensão de alimentação: 12 V a 15 V

• Corrente exigida: 1,5 A

• Frequência de operação: 88 MHz a 108 MHz

• Potência de saída: 1 W a 5 W

• Modulação: por varicap ajustável

• Tensão de modulação mínima: 1 Vpp

• Tipo de saída: Push-pull Classe C

COMO FUNCIONA

Conhecer o princípio de funcionamento de um transmissor é importante para se poder descobrir eventuais problemas de montagem e também para se tentar obter o melhor desempenho. Na figura 1 temos um diagrama de blocos de nosso transmissor.

Figura 1 – Diagrama de blocos do transmissor

O primeiro bloco consiste num oscilador em que a bobina L1 juntamente com CV1 determina a frequência de operação. Em paralelo com este circuito ressonante temos um diodo varicap, ou seja, um diodo de capacitância variável.

A finalidade deste diodo é modular o sinal em frequência a partir de um sinal de áudio externo, cuja intensidade é controlada pelo trimpot Os sinais gerados nesta etapa e já modulados em frequência são levados à etapa seguinte de amplificação que tem por base o transistor Q2. A bobina L2 faz o acoplamento do sinal à base do transistor.

Com a amplificação, o sinal já adquire intensidade suficiente para_ excitar a etapa final de potência que tem dois transistores 2N3866 de potência de RF ligados em contrafase (push-pull). Nesta configuração os transistores são excitados em apenas um dos semiciclos.

Como o sinal é levado a suas bases através de uma derivação da bobina L4, nos semiciclos positivos recebe a excitação o transistor Q3 e nos semiciclos negativos recebe a excitação o transistor Q4.

Desta forma, Q3 só amplifica os semiciclos positivos e Q4 só amplifica os semiciclos negativos. Na amplificação os sinais são reunidos em L5 de modo a se obter o ciclo completo do sinal. Veja que neste tipo de circuito os transistores são polarizados de modo a ficar sem corrente de repouso, ou seja, ficam totalmente no corte na ausência do sinal. Com isso obtém-se excelente ganho e alta potência para a etapa, o que caracteriza a etapa classe C.

O sinal amplificado é levado à antena via um trimmer que permite ajustar o acoplamento de antena e assim se obter maior rendimento.

A alimentação vem de uma fonte de 12 V que deve ter excelente filtragem para que não ocorram roncos, já que este tipo de circuito é bastante sensível a isso.

Fonte de alimentação para o transmissor.

O que ocorre é que um componente de 60 Hz da rede de energia mal filtrado pela fonte modula o sinal do oscilador aparecendo então na forma de ronco no receptor. Um choque de RF (XRF) e uma filtragem adicional por um eletrolítico ajudam a eliminar este problema. Na figura 2 temos uma sugestão de fonte de alimentação que pode ser usada para este transmissor.

Trata-se de uma fonte sem regulagem, já que esta característica não é tão importante como a filtragem. Para se evitar o problema de ronco, tanto o transmissor como a fonte devem ser montados em caixas de metal separadas.

Figura 3 – Diagrama do “Super” Tranmissor. | Clique na imagem para ampliar |

MONTAGEM

O diagrama completo do transmissor, por onde o montador deve se orientar, é mostrado na figura 3.

Todos os componentes do setor transmissor são montados numa placa de circuito impresso, conforme a disposição mostrada na figura 4.

Os transistores Q1 e Q2 podem ser tanto os 2N2218 como os BD135. Para os BD135 o leitor deve tomar cuidado pois a sua disposição de terminais é diferente.

Na verdade, os 2N2218 são mais apropriados para a função o que não significa, entretanto que os outros não funcionem. Os transistores 2N3866 devem ter pequenos radiadores de calor já que tendem a aquecer.

Placa de circuito impresso | Clique na imagem para ampliar |

As bobinas são enroladas em formas de plástico que podem ser aproveitadas de velhos transformadores de FI. Na dificuldade de obter as formas- para estas bobinas, num ferro velho ou oficina podem ser encontradas placas de velhos televisores em que são conseguidos com facilidade estes componentes. Retire os transformadores de F1, abra-os e desenrole as bobinas existentes com cuidado, enrolando as novas com as especificações de nossa lista de material.

O fio esmaltado também poderá ser obtido de componentes dessas placas fora de uso tais como choques, bobinas e transformadores, desde que não estejam queimados. Os resistores em sua maioria são de 1/8 W, mas existem alguns que devem ter dissipação um pouco maior, pois tende a aquecer quando em operação. Eles são indicados na lista de material.

Para D1 pode ser usado qualquer diodo varicap. Eventualmente, se for usado um equivalente pode ser necessário um sinal um pouco mais forte na modulação ou ainda um ajuste mais fino em P1. Os capacitores são todos cerâmicos, exceto o de 1 000 µF da fonte que é um eletrolítico.

No caso dos capacitores será importante que o leitor tenha cuidado com os valores, pois confusões entre nF e pF normalmente são as principais causas de problemas com este tipo de montagem. Para a fonte de alimentação, o transformador tem primário conforme a rede local e secundário de 9+9 V com 1,5 A. Os diodos são 1N4002 ou equivalentes e o eletrolítico é de 2 200 µF x 16 V.

Será importante montar tanto a fonte como o transmissor em caixas metálicas separadas e a caixa deve ser ligada ao ponto de 0 V da fonte. Desta forma a caixa atua como blindagem evitando instabilidades e a captação de roncos. Para a entrada de modulação use um jaque RCA e para saída um conector fêmea de cabo coaxial de 75 ?. Confira cuidadosamente a montagem antes de provar o aparelho.

PROVA E USO

Ligue o transmissor na alimentação e coloque nas proximidades um receptor de FM sintonizado em frequência livre. Como antena, ligue na saída do transmissor um pedaço de fio rígido de uns 20 cm.

Uma outra possibilidade para o ajuste consiste em se fazer um "Anel de Hertz" com 4 espiras de fio comum e uma lâmpada de 6 V de lanterna, conforme mostra a figura 6. Esse anel será colocado nas bobinas L5/L6 de saída do transmissor.

Aproveitando transformadores e bobinas de TV e Rádio

Ajuste inicialmente CV1 para que o transmissor opere na frequência desejada. O ajuste de CV1 pode ser acompanhado pelo ajuste do núcleo da bobina correspondente. Depois, ajuste CV2 e CV3 para obter máximo sinal de saída. No caso do Anel de Hertz será o máximo brilho da lâmpada. Ligue na entrada uma fonte de sinal de áudio como por exemplo a saída de um mixer, pré-amplificador ou mesmo de um toca-discos. O som deve sair claro, conforme o ajuste de P1. Comprovado o funcionamento é só utilizar o aparelho.

POTÊNCIA E ALCANCE

A ideia de que, quanto maior for a potência de um transmissor, maior será seu alcance não é interpretada corretamente pela maioria dos montadores. O alcance de um transmissor depende de diversos fatores além de sua potência como por exemplo a qualidade da antena, a existência de obstáculos, as condições de propagação para a frequência utilizada e muitos outros.

No caso do FM considerando-se apenas as condições locais, o que se tem não é uma proporção direta do alcance em relação a potência. Para dobrarmos o alcance precisamos, em princípio, quadruplicar a potência de um transmissor.

Isso ocorre, porque a intensidade do sinal que chega a um local é inversamente proporcional ao quadrado da distância. Assim, um receptor recebe um sinal apenas 3 vezes mais forte do que outro, quando o primeiro transmissor tem uma potência 9 vezes menor.

Nem sempre compensa investir mais em potência para se obter mais alcance, quando pode-se obter o mesmo resultado ou até melhores resultados com um investimento na antena.

PIRATARIA NO AR - CUIDADO!

A operação de emissoras de radiodifusão ou de qualquer outro tipo sem permissão não é permitida por lei. Se for localizada uma transmissão considerada Pirata ou Clandestina o proprietário da estação a tem apreendida e ainda responderá a processo. Mesmo considerando uma "brincadeira" que muitos leitores gostariam de ser DJ (Disk Jockeys), transmitir em FM é algo muito sério e não pode ser desrespeitada a Lei.

Quando publicamos diagramas de transmissores de FM, sempre fazemos a indicação que para sua utilização deve respeitar a lei. O que significa isso? Significa que os transmissores devem ser colocados no ar em condições de alcance limitado e em locais onde não possam interferir nos serviços regulares de radiodifusão.

Assim, para um morador urbano isso significa e eliminação da antena de modo que seus sinais em princípio, não saiam dos limites de sua casa. Para o morador rural, pode-se ir.um pouco além, se não existirem vizinhos próximos que se incomodem. Uma pequena antena ou até mesmo uma antena um pouco maior pode ser usada. O importante é não interferir.

Usando o anel de Hertz no ajuste do transmissor.