Pequenos transmissores de FM com som estéreo podem ser usados como estações experimentais tanto com finalidade didática como num condomínio e até mesmo no laboratório de Telecom, para análise dos sinais e aprendizado. Apresentamos um pequeno transmissor, de algumas centenas de miliwatts de potência que pode ser montado com facilidade e com poucos componentes.
A sensação de volume que obtemos pela reprodução dos sons em sistemas estereofônicos vem justamente do fato de que existe uma separação entre os canais.
Sons captados por dois microfones colocados em posições diferentes num estúdio levam à captação dos sinais num sistema estéreo para posterior reprodução em alto-falantes separados.
Num equipamento amplificador estéreo convencional, por exemplo, a separação é simples, pois temos realmente dois canais separados que são trabalhados por dois amplificadores independentes.
Os sinais separados são então reproduzidos em alto-falantes situados em caixas diferentes.
No entanto, quando desejamos transmitir dois sinais de fontes diferentes utilizando um único sinal de alta frequência (portadora), como ocorre em FM, o problema é complicado.
Temos então de “misturar” de modo especial os sinais no transmissor por um processo denominado “multiplexação” que permite depois fazer a separação, recuperando os sinais originais.
A multiplexação é um processo padronizado para o FM, pois todas as estações emissoras devem fazer do mesmo modo para permitir que os receptores façam a separação para reprodução dos sons em alto-falantes separados, conforme mostra a figura 1.
Assim, se quisermos que nosso receptor de FM estéreo separe os sinais, devemos fazer com que o nosso transmissor opere segundo o mesmo princípio.
Descrevemos então um circuito capaz de multiplexar sinais que são aplicados à duas entradas como, por exemplo, de um toca-discos, CD player, MP3 ou outra fonte e, aplicando-os ao transmissor possamos recebê-los num rádio convencional com a separação dos canais.
Evidentemente não recomendamos a utilização deste projeto em estações “pirata” já que isso é proibido, mas temos diversas outras sugestões de uso interessantes, sem problemas com a lei.
Som sem fio para um toca-discos, CDplayer ou MP4 recebendo o sinal num equipamento de maior potência.
Estação experimental para finalidades didáticas em escolas, clubes, etc.
Transmissão de som de um equipamento pequeno (toca-fitas, disco ou CD) para o som do caro
Utilização como instrumento de prova para ajuste de receptores de FM na oficina.
Características:
Tensão de alimentação: 12 V
Alcance: 50 a 200 metros
Sensibilidade de entrada: 200 mV (tip.)
Frequência de operação: 88 a 108 MHz
Sinal estéreo: 19/38 kHz
Como Funciona
Na figura 2 temos um diagrama de blocos que representa o transmissor.
Começamos pela etapa osciladora que opera numa frequência de 76 kHz sendo ela a responsável pela geração do clock do sistema.
Usamos para maior facilidade do projeto um oscilador RC com uma das 4 portas disparadoras disponíveis num circuito integrado 4093.
A frequência é determinada pelo capacitor e ajustada de modo fino no trimpot.
O sinal gerado por este circuito é retangular, o que é importante para o acionamento das etapas de multiplexação seguintes.
Para um projeto mais críticos recomendamos que o trimpot seja do tipo multi-voltas, mas mesmo usado um trimpot comum, pode-se ter um ajuste relativamente fácil.
O sinal de saída deste oscilador passa para um par de flip-flops do tipo J de um circuito integrado CMOS 4013.
A finalidade destes flip-flops é produzir sinais nas frequências de 38 kHz e de 19 kHz com a divisão por 2 e 4.
O flip-flop divisor por 2 tem duas saídas (Q e Q/) que são complementares, ou seja, quando uma está no nível alto, a outra estará no nível baixo.
Estas saídas são utilizadas para acionar o conjunto de chaves multiplexadoras.
O circuito de multiplexação consiste em duas das 4 chaves CMOS existentes num circuito integrado do tipo 4016 ou mesmo 4066.
Qualquer um dos integrado serve. Apenas o 4066 tem uma resistência interna mais baixa o que significa menor atenuação do sinal de áudio.
Estas chaves são acionadas eletronicamente podendo operar de forma muito rápida.
Assim, ligamos estas chaves às saídas dos flip-flops de modo que elas possam ser ligadas e desligadas de modo alternado. Quando uma abre a outra fecha e vice-versas numa frequência de 38 kHz.
Este processo de deixar passar os sinais alternadamente ocorre numa velocidade de 38 000 vezes por segundo, conforme mostra a figura 3.
Temos então um sinal composto que apresenta amostragem dos dois canais e de uma forma que, depois pode ser separada através de um circuito apropriado.
No receptor existe então um sistema inverso que abre e fecha portas separando os sinais dos canais que são recebidos, obtendo-se com isso a reprodução original.
Para que não tenhamos dificuldades em trabalhar com sinais de baixa intensidade e levando em conta as possíveis perdas que podem ocorrer no circuito, o sinal de cada canal passa por uma etapa de amplificação simples, que também fornece uma pré-ênfase ao sinal, compensando variações na resposta de frequência do circuito.
Cada etapa tem apenas um transistor, o que permite que fontes de sinais de baixa intensidade como saída de decks, mixer e mesmo microfones sejam ligadas diretamente ao circuito.
A saída multiplexada da chave eletrônica é misturada ao sinal de 19 kHz que obtemos no segundo flip-flop do 4013.
A finalidade deste sinal, que passar por um filtro que modifica sua forma de onda, é acionar o sistema de decodificação do receptor, ou seja, é o chamado sinal piloto.
Neste ponto do circuito já temos um sinal composto que pode ser usado para modular qualquer tipo de transmissor de FM. Se o leitor quiser aproveitar o nosso pequeno transmissor incorporado deve completar a montagem com o bloco seguinte.
Este bloco consiste num simples oscilador que opera na faixa de FM e leva por base um transistor BF494.
No diagrama os valores dos componentes dependem da alimentação. Se for de 6 V os valores normais e se 12 , os valores entre parênteses.
Montagem
Na figura 4 temos então o diagrama completo do transmissor multiplexado de FM.
A disposição dos componentes numa placa de circuito impresso é mostrada na figura 5.
Observe cuidadosamente a posição dos circuitos integrados e dos transistores.
Os potenciômetros são lineares ou log comuns devendo ser instalados no painel do aparelho.
A bobina do transmissor consiste em 4 espiras de fio comum 22 com diâmetro de 1 cm sem núcleo.
O trimmer pode ter capacitâncias máximas de 10 a 25 pF e os resistores são todos de1/8 ou ¼ W com 20% de tolerância.
Para as entradas podem ser usados jaques comuns tanto RCA como P2.
A fonte de alimentação pode ser uma bateria ou um conjunto de pilhas. Só deve ser usada fonte externa se tiver excelente filtragem.
Na figura 7 temos uma sugestão de caixa para montagem usando uma antena telescópica.
Ajustes e Uso
Para o ajuste necessitamos contar com um receptor de FM estéreo.
Sintonizamos o aparelho receptor,numa frequência livre a médio volume a uma distância de uns 2 ou 3 metros do transmissor.
Ligamos a alimentação do transmissor e ajustamos CV para que o sinal mais forte seja captado. Use uma chave não metálica para o ajuste.
Depois, ajuste vagarosamente P2 até o máximo e P1 vagarosamente até obter o acendimento do LED piloto do receptor, indicando a recepção estéreo.
Fazendo este juste pode ser necessário retocar a sintonia do transmissor.
Reduza agora vagarosamente a intensidade do sinal de 19 kHz no potenciômetro P2 levando a um ponto um pouco além daquele em que se obtém seu acendimento.
Aplicamos agora um sinal de áudio em cada entrada e ajustamos P1,P2 e P3 para termos a reprodução clara no receptor com a separação dos canais.
Repita os ajustes até obter o melhor desempenho.
Para usar o transmissor ajuste a modulação de acordo com a intensidade do som.
