Para se obter uma boa potência em FM, não basta um único transistor oscilando. É necessário aumentar a intensidade do sinal, com uma boa etapa de amplificação. Existem transistores bons para esta finalidade, no entanto, além de difíceis de encontrar são de custo elevado, por isso levamos ao leitor uma solução simples e acessível, empregando um transistor muito comum em nosso mercado. Com este transistor o alcance deste transmissor pode chegar a vários quilômetros.
Transmissores experimentais de FM são muito apreciados por nossos leitores, se bem que sempre alertamos as implicações que podem ocorrer pelo seu uso indevido e que não são de nossa responsabilidade dentro deste tipo de projeto já publicamos muitos transmissores com potências variando entre alguns miliwatts e alguns watts, com as mais diversas técnicas.
O projeto que apresentamos desta vez tem alguns atrativos que podem interessar nossos leitores. Além da 'potência relativamente elevada deste transmissor que permite que seu alcance chegue a alguns quilômetros (dependendo da antena usada), os componentes são de baixo custo e muito fáceis de serem encontrados.
A alimentação pode ser feita por bateria ou fonte (desde que bem filtrada) e a modulação tanto pode vir diretamente de um microfone, toca-discos ou toca-fitas como de uma pequena mesa de som (misturador), caso em que uma estação experimental pode ser montada.
A principal caraterística deste projeto está no uso de uma etapa para produzir o sinal e outra para amplificar, o que possibilita assim, melhor rendimento e melhor qualidade para a emissão, com menos sinais espúrios sendo gerados. O transistor amplificador usado, na realidade não é indicado para esta função, mas pelas suas características e na configuração dada tem um bom rendimento o que garante um ganho real de potência.
O transmissor tem apenas dois ajustes que podem ser feitos com facilidade, sem a necessidade de instrumentos caros.
CARACTERÍSTICAS
• Tensão de alimentação: 6 a 12 V
• Potência: 200 mW a 1 W
• Faixa de operação: 88 a 108 MHz • Número de transistores: 2
• Circuitos sintonizados: 2
COMO FUNCIONA
Para produzir o sinal, de alta frequência, usamos um transistor BF494 ou BF495 como oscilador na configuração de base-comum. Neste circuito L1 e CV1 determinam a frequência de operação enquanto C3 proporciona percurso para a realimentação do sinal que, entrando pelo emissor do transistor o mantém em oscilação.
Os resistores R1 e R2 fazem a polarização de base, e o capacitor C2 o desacoplamento. O sinal de áudio entra no circuito via C1 alterando a capacitância base/emissor e com isso influindo na frequência de operação do circuito. Com isso, as variações de tensão do sinal de áudio provocam as variações correspondentes da frequência do sinal gerado o que caracteriza a emissão em FM, (figura 1).
A amplitude do sinal de entrada deve ser controlada para que, não sature o circuito, provocando deslocamentos de frequência maiores do que o exigido para uma boa recepção. A fonte moduladora, se for um mixer, toca-discos ou outro elemento ativo deve ser muito bem ajustada para que não ocorram distorções ou a produção de muitos sinais espúrios.
O sinal gerado por esta etapa, já modulado é levado para a etapa amplificadora que tem por base um BD135, BD137 ou BD139. Os BDs são transistores para aplicações em RF, mas como possuem uma frequência de corte muito alta, da ordem de 150 MHz, se convenientemente usados podem resultar em componentes amplificadores de RF eficientes.
O que devemos levar em conta numa aplicação deste tipo, é que tais componentes possuem uma capacitância emissor/base elevada, que retarda o sinal na amplificação e com isso faz o ganho cair, (figura 2).
Na configuração de emissor comum, os efeitos desta capacitância são multiplicados pelo ganho do transistor, o que limita a utilização do componente à uma frequência muito mais baixa do que a indicada como transição (fT) pelo fabricante. No entanto, se usarmos o transistor na configuração de base comum, com o sinal entrando pelo emissor e saindo pelo coletor temos um efeito diferente: obtemos um ganho final menor de potência, mas em compensação o transistor consegue amplificar sinais de frequências mais altas, (figura 3).
Podemos fazer uma comparação com as duas configurações num gráfico, conforme mostra a figura 4.
A curva mais acentuada nos mostra que para baixas frequências é muito mais interessante usar o transistor na configuração de emissor comum (curva a). No entanto, nas altas frequências obtemos maior ganho de potência, a partir de f, se usarmos o transistor na configuração de base comum (curva b).
A curva para o ganho em seguidor de emissor (coletor comum) nem é dada por ter um ganho ainda menor nas altas frequências. O sinal que vem do oscilador é então levado via L2 ao emissor do transistor amplificador e retirado com amplificação do seu coletor aparecendo a bobina L3 e CV2. CV2 deve ser sintonizado de modo a termos o máximo rendimento na transferência do sinal para L4 que vai ligada à antena.
O resistor R4 polariza o emissor do transistor amplificador e o capacitor C4 o desacopla para os sinais de RE, já que os resistores R5 e R6 fazem a polarização de base, determinando a corrente de repouso do transistor.
Os capacitores C6 e C7 filtram e desacoplam a alimentação. Para uma alimentação por bateria praticamente não existem problemas de roncos, mas para uma fonte a ligação ao transistor deve ser feita com fios curtos e blindados para que não ocorram problemas.
MONTAGEM
Na figura 5 damos o diagrama completo do transmissor.
A montagem deve ser feita numa placa de circuito impresso com a disposição dos componentes mostrada na figura 6.
As bobinas L1, L2, L3 e L4 são entrelaçadas com fio 18 ou 20 conforme mostra a figura 7. Um tubinho de papelão pode ser usado como forma para manter estas bobinas juntas. O diâmetro do tubinho pode variar entre 0,6 e 0,8 cm, sem problemas. Pequenas variações nas dimensões da bobina e afastamento das espiras podem ser compensadas pelo ajuste dos trimmers. Estes trimmers são de 3-30 ou mesmo 2-20 pF e não são críticos. No protótipo utilizamos os tipos de base de porcelana, mas os plásticos também podem ser empregados.
Para visualização de todos os componentes não fixamos radiador de calor em Q2, mas isso deve ser feito principalmente se a operação for de 9 V ou 12 V. Este dissipador pode ser uma chapinha de metal de 2 x 4 cm presa ao componente com um parafuso.
Os capacitores com exceção de C6 que é um eletrolítico para 12 ou 16 V, todos os demais devem ser cerâmicos tipo disco ou semelhantes. Os resistores são todos de 1/8 ou 1/4 W com qualquer tolerância e conforme dito na parte sobre o funcionamento os transistores admitem equivalentes como os BD137 ou BD139. Caso o transistor Q1 tender a esquentar, com alimentação de 12 V aumente o resistor R3 para 82 ou 100 Ω. Para a entrada de áudio use um jaque conectado com fio blindado. Para conexão do microfone de eletreto, as ligações devem ser alteradas conforme mostra a figura 8.
Uma fonte de alimentação para este circuito é mostrada na figura 9.
O transformador tem secundário de 9+9 ou 12+12 V com pelo menos 1 A e o circuito integrado 7812 deve ser dotado de um bom radiador calor. Os capacitores eletrolíticos são para 25 V. O LED indicador de funcionamento, bem como, o interruptor simples, é opcional, alertamos o leitor para adicionar um resistor de 1 IcS2 ou 1,5 ILQ junto ao LED indicador, para limitar a corrente.
AJUSTE E USO
Usando um receptor comum de FM sintonizado numa frequência livre, ajuste inicialmente CV1 para captar este sinal a uma distância de 2 a 3 metros do receptor.
Ligue na saída do transmissor uma lâmpada de 3 ou 6 V pequena ou então um multímetro com um diodo, conforme mostra a figura 10. Ajuste depois CV2 para obter o máximo sinal no receptor, o que será indicado pelo multímetro ou pelo maior brilho da lâmpada. Refaça o ajuste de CV1 e CV2 várias vezes para compensar os desvios de frequência até obter o funcionamento ótimo. Feito isso, ligue o aparelho a uma antena.
Se a antena estiver longe use um conector com fio paralelo ou cabo coaxial. Um segundo trimmer ligado em série com a antena permite ajustar o circuito para máximo rendimento, conforme mostra a figura 11.
O passo final é usar o seu transmissor. Não use antena externa se estiver em localidade povoada, pois isso caracteriza uma estação clandestina. Uma pequena antena é admitida em regiões rurais se você quiser emitir sinais dentro de sua propriedade.
