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Potente Transmissor de FM (TEL154)

Este transmissor transistorizado para a faixa de FM possui uma etapa de saída em push-pull que fornece perto de 1 watt de saída, o que é suficiente para acender uma pequena lâmpada, demonstrando que o alcance obtido pode ser bem grande se forem usadas antenas convenientes. É claro que existem restrições legais quanto ao seu uso, o que deve ser levado em conta pelos montadores.

Nota: este artigo é de 1988 tendo saído versões posteriores do mesmo circuito, porém com textos diferentes.

 

O circuito que apresentamos funciona com tensões de 9 a 13,2 V e fornece uma potência de perto de 1 watt com alimentação de 12 V.

A corrente da etapa de saída na potência máxima com 9 V de alimentação é de 200 mA, o que permite que uma pequena lâmpada piloto de 6 V acenda com simples elo de Hertz, conforme ilustra a figura 1, quando aproximada da bobina tanque de saída.

 

Figura 1 – O elo de Hertz
Figura 1 – O elo de Hertz

 

Os transistores usados são do tipo 2N2218 que, utilizados em circuitos de RF, proporcionam excelente rendimento com potências da ordem que indicamos.

Com uma pequena antena telescópica o alcance deste transmissor deve chegar em campo aberto a perto de 1km. Como existem restrições legais à operação deste tipo de transmissor na faixa de FM, sugerimos que eventuais experiências sejam feitas em locais desabitados (fazendas, por exemplo) dada a possibilidade de ocorrerem interferências em receptores comuns.

Em hipótese alguma você deve usar antena externa ou operar este apareIho em zonas habitadas densamente.

O que descrevemos será apenas a etapa osciladora de alta frequência e a etapa amplificadora de potência em push-pull.

A modulação ficará por sua conta podendo vir de um pequeno amplificador de áudio ou mesmo de um mixer, e eventuais alterações para operações diversas das sugeridas serão apenas analisadas nos aspectos técnicos, ficando sua execução por conta de cada um também.

 

CARACTERÍSTICAS

- Potência: 500 mW a 1,2 watts

- Tensões de alimentação: 9 a 13,2 V

- Corrente de consumo (9 V): 200 mA

- Modulação: 2 (externas)

- Ajustes: 2

 

COMO FUNCIONA

O oscilador básico de boa potência, em torno de 100 mW, tem uma configuração bastante conhecida, em torno de Q1 um transistor 2N2218.

A frequência é determinada pelo conjunto L1/CV1 e a realimentação que mantém as oscilações vêm de C3.

O resistor R3 determina a corrente máxima de coletor e a potência, enquanto que R1 e R2 proporcionam a polarização de base.

Temos duas entradas possíveis para modulação que dependem da fonte, como, por exemplo, a saída de um pré-amplificador ou mixer que será ligado em E1 (alta impedância) ou ainda um pequeno amplificador ou gravador que será ligado em E2 (baixa impedância).

A etapa amplificadora de potência leva dois transistores na configuração push-pull. Nesta configuração cada transistor amplifica metade dos semi-ciclos, obtendo-se um excelente rendimento para o sistema, que nos permite a ultrapassagem de 1 watt de saída.

A bobina tanque L3 deverá ser sintonizada para a mesma frequência em que operar o oscilador, de modo a transferir todo o sinal com máximo rendimento para L4 que faz o acoplamento de antena.

As bobinas são os elementos críticos deste circuito. O primeiro cuidado que temos com sua realização é a montagem obrigatória em ângulo reto do conjunto L1/L2 em relação a L3/L4.

Isso evita que o campo de uma atue sobre a outra.

O segundo cuidado refere-se ao número de espiras. Eventuais alterações podem ser feitas para se deslocar as frequências de operação para as faixas desejadas.

O nosso circuito é projetado para operar em FM (88 a 108 MHZ), mas com alterações apenas nas bobinas podemos trabalhar de 54 MHz a 150 MHz, sem problemas.

A única alteração que pode ser necessária em conjunto é de C3 que deve ser aumentado para 22 pF ou 47 pF para frequências abaixo de 60 MHz e diminuído para 4,7 pF ou 2,2 pF para frequências acima de110 MHz.

O acoplamento para a antena é feito por meio de uma bobina. Podemos ligar então uma antena tipo dipolo ou plano-terra, conforme mostra a figura 2 e assim obter maior alcance.

 


 

 

Esta bobina não faz somente o acoplamento de antena com menos espiras que L3 ela casa a impedância de saída da etapa em push-pull com a impedância mais baixa da antena com o que se obtém maior transferência de energia.

Eventualmente você poderá alterar o número de espiras desta bobina juntamente com L3 para outras faixas de transmissão.

Para a alimentação podem ser usadas pilhas grandes, bateria ou fonte com excelente filtragem. O consumo de corrente na faixa de 200 mA a 350 mA exige que as pilhas sejam grandes e que a fonte seja boa, com filtragem que evite a emissão de roncos.

 

MONTAGEM

Na figura 3 temos o diagrama completo do transmissor.

 

Figura 3 – Diagrama do transmissor
Figura 3 – Diagrama do transmissor

 

A placa de circuito impresso é mostrada na figura 4.

 

Figura 4 – Placa para a montagem
Figura 4 – Placa para a montagem

 

Observe os pormenores das bobinas que são todas feitas com fios comuns rígidos ou fios esmaltados grossos, em diâmetro de 1cm sem núcleo.

L1 = 4 espiras

L2 = 5 espiras com tomada central e intercalada a L1 4

L3 = 7 ou 8 espiras com tomada central

L4 = 3 ou 4 espiras

Será conveniente dotar Q2 e Q3 de dissipadores de calor do tipo mostrado na figura 5 pois eles tendem a se aquecer.

 

Figura 5 – Dissipadores para os transistores
Figura 5 – Dissipadores para os transistores

 

Os trimmers são comuns de base de porcelana ou equivalentes e os capacitores cerâmicos, exceto C1 e C6 que podem ser de poliéster.

Os resistores são todos de 1/8 W ou ¼ W com qualquer tolerância.

 

PROVA E USO

A prova inicial deve ser feita com a ligação simples do transmissor sem antena e de um receptor de FM sintonizado em frequência livre colocado a uma distância de 2 a 3 metros.

Ajusta-se inicialmente CV1 para captar o sinal e depois CV2 para um sinal de maior intensidade.

Uma verificação interessante de funcionamento consiste na ligação de uma lâmpada de 6 V x 50 mA na saída de antena ou então na realização de um elo de captação, conforme mostra a figura 6.

 

Figura 6 – Elo de captação ou Hertz
Figura 6 – Elo de captação ou Hertz

 

Ajustando-se CV2 para máxima potência a lâmpada acenderá com maior brilho.

Ligando uma fonte de sinal de áudio em E1 ou E2 devemos ajustar a sua intensidade (volume) para que não ocorra saturação e a emissão seja limpa (sem distorções).

Para usar lembre-se das limitações legais. Numa fazenda você pode obter um bom alcance com a antena mostrada na figura 7.

 

Figura 7 – Sugestão de antena
Figura 7 – Sugestão de antena

 

Não use tal antena em cidades, pois você estará transmitindo clandestinamente, o que é proibido por lei

Lembramos que as autoridades possuem viaturas dotadas de receptores goniométricos que podem localizar emissões clandestinas com extrema facilidade.

Para operação em âmbito domiciliar não será preciso usar antena.

Se houver dificuldades em obter o ajuste de CV2, reduza o número de espiras de L3 ou então aperte a bobina juntando mais as espiras.

 

Q1, Q2, Q3 - 2N2218 - transistor de RF (comutação)

L1, L2, L3, L4 - bobinas - ver texto

CV1, CV2 - trimmers - ver texto

C1 - capacitor de 100 nF - cerâmico ou poliéster

C2 – 10 nF - capacitor cerâmico

C3 - 10 pF - capacitor cerâmico

C4 – 22 nF - capacitor cerâmico ou de poliéster

C5 – 100 nF - capacitor cerâmico

C6 – 220 nF - capacitor cerâmico ou de poliéster

R1 - 8k2 - resistor (vermelho, cinza, vermelho)

R2 - 6k8 - resistor (azul, cinza, vermelho)

R3 - 100 Ω - resistor (marrom, preto, marrom)

R4 - 4k7 - resistor (amarelo, violeta, vermelho)

R5 - 22 Ω - resistor (vermelho, vermelho, preto)

Diversos: placa de circuito impresso, fonte de alimentação ou bateria, antena, fios, solda etc.

 

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