SUPER TRANSMISSOR DE FM
Autor: Rodrigo samurai | Publicado: 2014-09-29T15:45:00-07:00


CARACTERÍSTICAS:


· Tensão de alimentação: 12 a 15 Volts (bateria ou fonte)· Corrente exigida: 1,5&nbsp;ampères· Freqüência de operação: 88 a 108 MHz· Potência de saída: 2 a 5 watts· Modulação: por varicap ajustável· Tensão mínima de modulação: 1 Vpp&nbsp;· Tipo de saída de RF:&nbsp;Push Pull&nbsp;Classe C&nbsp;COMO FUNCIONA
Conhecer o princípio de funcionamento de um transmissor é importante para poder descobrir eventuais problemas de montagem&nbsp;e também obter o melhor desempenho (alcance). Assim, analisaremos este funcionamento a partir do diagrama de blocos mostrado na figura 1.
O primeiro bloco consiste num oscilador em que a bobina L, em conjunto com CV determina&nbsp;a&nbsp;frequência de operação. Em paralelo com o circuito sintonizado, temos um diodo varicap cuja finalidade é fazer a modulaçãoO diodo varicap ou de capaci-tância variável varia sua capaci-tância com um sinal de áudio externo e com isso modula em freqüência o sinal gerado por este oscilador. Para obtermos uma modulação correta, a tensão sobre o diodo varicap, de acordo com a intensidade do sinal de áudio é ajustada pelo&nbsp;trimpot&nbsp;P1.&nbsp;
Desta forma, obtemos na saída desta etapa sinais de alta freqüência modulados em freqüência (FM) que podem ser levados à etapa seguinte para amplificação. Esta etapa tem por base o transistor&nbsp;Q2.&nbsp;O sinal da etapa osciladora chega até a base deste transistor através da bobina L2.



Com a amplificação dada por este transistor, o sinal já adquire uma intensidade suficiente para excitar a etapa final de potência que utiliza dois transistores 2N3866 ligados em contra-fase (push-pull). Nesta configuração estes transistores são excitados&nbsp;alternadamente, cada um com um semiciclo do sinal de alta frequência.

Os sinais são levados às suas bases através de dois setores do enrolamento de L4, de modo a se obter uma inversão de fase. Assim, nos semiciclos positivos, a base de Q3 é polarizada de modo a ocorrer sua condução, enquanto Q4 permanece no corte.

No semiciclo seguinte, é a base de Q4&nbsp;que é polarizada de modo a ocorrer a condução, permanecendo Q3&nbsp;no corte.

Com a amplificação do sinal total, metade por cada transistor, o recuperamos em sua forma completa na bobina L5 que está ligada aos coletores dos&nbsp;dois&nbsp;transistores.
Veja que neste tipo de circuito os transistores&nbsp;são&nbsp;polarizados de modo a se manterem cortados&nbsp;(sem&nbsp;conduzir) até o momento que recebem o sinal.Dessa forma, não há um gasto de energia nem&nbsp;de calor que&nbsp;limita&nbsp;a potência do transistor e&nbsp;ocorre quando um transistor deve permanecerconstantemente polarizado conduzindo a corrente,&nbsp;para amplificar os&nbsp;dois semiciclos&nbsp;de um sinal.&nbsp;
Esta modalidade de operação é denominada «classe C» e permite obter é maior rendimento de um transistor como amplificador.
O&nbsp;sinal obtido sobre a bobina L5 transfere-se para a bobina L6 e dela para a, antena. Este sinal passa por CV4 que permite ajustar o acoplamento do transmissor com a antena e assim obter&nbsp;o&nbsp;maior rendimento possível para o transmissor.&nbsp;
A alimentação vem de uma fonte de 12 V que precisa ter boa&nbsp;filtragem e fios de conexão ao transmissor bem curtos, para que não ocorram roncos.

Recomenda-se que tanto o transmissor como a fonte sejam montados em caixas de metal separadas para minimizar este problema.

Ocorre neste caso que um componente de&nbsp;60 Hz da rede de energia elétrica mal filtrada pela&nbsp;fonte modula o sinal&nbsp;do&nbsp;oscilador, aparecendo então&nbsp;na forma de ronco quando captado pelo receptor.

Um choque de RF (XRF2) a uma filtragem adicional no receptor por meio de um eletrolítico e um capacitor cerâmico (C9 e&nbsp;C10)&nbsp;ajudam a eliminar este problema, ou pelo menos reduzí-lo a níveis aceitáveis.



Na figura 2, temos uma sugestão de fonte de alimentação que pode ser usada com este transmissor.

















Para os leitores que puderem ou desejarem&nbsp;uma transmissão&nbsp;livre&nbsp;de roncos, uma sugestão é a&nbsp;utilização de uma bateria de moto ou de carro.

Veja&nbsp;que a fonte empregada não é estabilizada, mas esta característica não é tão importante num transmissor semelhante ao que propomos.



MONTAGEM
O diagrama completo do transmissor, não incluindo a fonte de alimentação, é mostrado na figura 3.Os componentes do transmissor são montados numa placa de circuito impresso com a disposição mostrada na figura 4.&nbsp;
Observamos que em transmissores de alta freqüência, semelhantes a este, a disposição dos componentes é importante e as trilhas de interligações devem ser curtas para que não ocorram instabilidades ou mesmo problemas de ajustes.

Os transistores Q1 e Q2 podem ser tanto&nbsp;os&nbsp;BD135 como os 2N2218. O leitor deve tomar cuidado&nbsp;com sua ligação, pois eles possuem disposição&nbsp;de terminais diferentes.

Na verdade os 2N2218 são mais apropriados&nbsp;para a função, se bem&nbsp;que os BD135 possam encontrados com maior facilidade.Os transistores 2N3866 devem ser&nbsp;dotados&nbsp;de radiadores de calor do tipo de encaixe. Em operação, estes transistores devem aquecer devendo&nbsp;por isso haver um modo do calor desenvolvido ser transferido para o meio-ambiente.&nbsp;















As bobinas são enroladas em fôrmas de plástico que podem ser aproveita-das de transfor-madores de FI (freqüência intermediária) de velhos rádios ou televisores abandonados.&nbsp;



Em muitos ferros-velhos, oficinas o outros locais podem ser encontradas placas de televisores quebrados que contêm bobinas deste tipo. Essas bobinas podem ser aproveitadas.

Retire os transformadores das placas, dessoldando-os com cuidado, abra-os e desenrole as bobinas existentes, enrolando as novas com as especificações de nossa lista de materiais.

O fio esmaltado também pode ser obtido de componentes fora de uso ou aproveitados dessas placas, tais como choques, outras bobinas e transformadores, desde que não se apresentem enegrecidos, o que é sinal de que estão com o isolamento danificado (queimado).

Os&nbsp;trimmers&nbsp;podem ser do tipo plástico ou de base de porcelana com valores máximos entre 20 e 50 pF.

Os resistores são, em sua maioria, de 1/8 W de dissipação, mas existem alguns que devem ser um pouco maiores, pois tendem a aquecer quando o transmissor estiver em funcionamento. Esses resistores tem suas dissipações mínimas indicadas na lista de materiais.

Para o diodo D1 pode ser usado qualquer varicap comum, eventualmente aproveitado de um seletor de canais de TV. Eventualmente, conforme as características do diodo, se não for o original, pode ser necessário um sinal um pouco mais forte para ser obtida a modulação total, ou ainda pode ser necessário um ajuste um pouco mais crítico de P1.

Os capacitores são todos cerâmicos exceto o de 1000&nbsp;mf que é um eletrolítico para 25 V ou mais. A fonte de alimentação também emprega capacitores eletrolíticos.

No caso&nbsp;dos&nbsp;capacitores é muito importante que o montador observe os valores, pois confusões de nF com pF, ou ainda com os códigos usados em capacitores cerâmicos são a principal causa de não funcionamento deste tipo de aparelho.

Para a fonte de alimentação, o transformador tem enrolamento primário de 110 V ou 220 V, conforme a tensão da rede, de energia e secundário de 9 + 9 V com pelo menos 1,5 A de corrente. Os diodos são do tipo 1N4002 ou equivalentes e o capacitor eletrolítico de 2 200 uF deve ter uma tensão de trabalho de pelo menos 16 V.&nbsp;Será importante montar a fonte e o transmissor em caixas de metal separadas ou então numa caixa única que tenha uma divisão metálica que separe estes dois&nbsp;setores de modo a evitar a produção de roncos. Para caixas separadas, estas devem ter os pólos negativos ligados a sua estrutura&nbsp;(0&nbsp;V) de modo a servirem de blindagem.

Para a entrada de modulação use um jaque RCA e para a saída de antena, um conector fêmea de cabo coaxial de 75W.

Confira cuidadosamente a montagem antes de ligar e provar o transmissor.



PROVA E USO

Ligue o transmissor na fonte de alimentação e nas proximidades sintonize um receptor de FM em freqüência livre. Como antena para&nbsp;o&nbsp;transmissor use um pedaço de fio rígido comum de uns 20 cm de comprimento.

Uma outra forma de executar o ajuste consiste em fazer um «Anel de Hertz» com 4 espiras de fio comum e uma lâmpada de lanterna de 6 Volts, verifique a figura 6.

Este anel será colocado de modo a ficar alinhado com as bobinas L5 e L6 da saída de sinal do transmissor.

Ajuste inicialmente CV1 para que o sinal seja captado no receptor, ou seja, para ter a freqüência de operação do transmissor.
O ajuste de CV1 pode ser acompanhado do&nbsp;ajuste do núcleo da bobina correspondente e em&nbsp;ambos os casos não deve ser usada ferramenta demetal, mas sim uma chavinha de plástico ou madeira,&nbsp;normalmente umempregada neste tipo de operação&nbsp;e que pode ser adquirida nas casas especializadas.&nbsp;
Depois, ajuste CV2&nbsp;e CV3 de modo a obter máxima intensidade de sinal na saída, ou seja, o&nbsp;máximo brilho da lâmpada ligada ao anel.Com este ajuste, ligue na entrada do transmissor uma fonte de sinal de áudio, como por exemplo, a&nbsp;saída de um pré-amplificador, de um mixer oumesmo&nbsp;um microfone comum de bom&nbsp;rendimento.&nbsp;Com fontes de sinal, ajustando P, deve ser conseguido&nbsp;um ponto em que o som tenha boareprodução no receptor sem distorções.

























Feito isso, o aparelho estará pronto para uso e&nbsp;pode&nbsp;ser usada uma antena externa.&nbsp;Com a antena externa, ajuste CV4 para obter máximo rendimento, agora usando um medidor de intensidade de campo ou mesmo um receptor comum como referência.



POTÊNCIA E ALCANCE&nbsp;

A idéia de que quanto maior for a potência de um transmissor maior será o seu alcance, já foi analisada em alguns artigos desta série de projetos, sugerimos que os leitores os consultem. No entanto, voltamos a insistir que isso não é verdade.

O alcance de um transmissor depende de diversos fatores além de sua potência, como por exempio, a qualidade da antena, a existência de obstáculos para a propagação do sinal, as condições de propagação para os sinais daquela freqüência em que o aparelho opera, além de outros.

No caso de transmissores de FM, considerando apenas as condições locais, o que se tem não é realmente uma proporção direta entre o alcance e a potência.

Em&nbsp;princípio, podemos dizer que para dobrar o alcance de um transmissor, na realidade é preciso quadruplicar sua potência.

Isso ocorre porque a intensidade do sinal que chega a um local, onde está o receptor com sua antena&nbsp;é inversamente proporcional ao quadrado da distancia que os separa. Assim, um receptor recebe um sinal 9 vezes mais fraco quando&nbsp;o&nbsp;afastamos a uma distância três vezes maior do transmissor, pois&nbsp;32&nbsp;(3 elevado ao quadrado, ou seja, 3 x 3) é nove.

Isso significa que nem sempre compensa investir em potências mais elevadas para obtenção de maior alcance, quando podemos obter os mesmos efeitos simplesmente concentrando os sinais por meio de uma antena apropriada.

PIRATARIA NO AR, CUIDADO!

A operação de transmissores de rádio ou de qualquer outro tipo de aparelho sem a permissão legal consiste em uma infração grave, Se for localizada uma transmissão considerada clandestina ou «pirata», o equipamento é aprendido e o proprietário deve responder a um processo.

Mesmo considerando brincadeira, uma vez que muitos leitores gostariam de ser DJ (disc&nbsp;Jokeys),&nbsp;transmitir em FM com potência elevada sem permissão é uma infração grave que deve ser considerada. Quando publicamos diagramas de transmissores de FM, como ocorre neste livro, alertamos para o fato de que se tratam de projetos experimentais que de modo algum devem ser colocados «no ar», caracterizando uma rádio clandestina.Assim, os transmissores devam ser operados com restrições respeitando a lei. O que significa isto?Isto significa que estes transmissores devem ser colocados no ar em condições de alcance limitado de tal forma que não venham a causar qualquer tipo de interferência nos serviços regulares de radiodifusão ou de telecomunicações de outras faixas de freqüências.
Assim, para um morador urbano isso&nbsp;significa&nbsp;a eliminação da antena para que os sinais não ultrapassem&nbsp;alguns metros ou no máximo algumas dezenas de metros, pois mais que isto poderia perturbar&nbsp;a&nbsp;recepção de sinais pelos vizinhos.
Para um morador rural ou em condições da operação&nbsp;em&nbsp;regiões desabitadas, podemos&nbsp;ir&nbsp;um pouco além e até usar uma antena externa, mas não com potência muito alta. Os sinais, que neste caso, poderiam alcançar quilômetros, numa região nestas condições dificilmente poderiam afetar a recepçãp de outras pessoas, causando problemas. O importante no caso é não interferir ou caracterizar a operação de uma emissora clandestina.



LISTA DE MATERIALSemicondutores:&nbsp;Q1,&nbsp;Q2&nbsp;- 2N2218 ou BD135 - transistores de NPN de média potência de RF ou áudio (ver texto).Q3, Q4 - 2N3866 - transistores de RF de média potência.D1 - BB809&nbsp;ou BB909 - diodo varicap.
Resistores:&nbsp;(1/8 W, 5% ou conforme indicação)R1 - 6,8 kR2 - 4,7 kR3 - 47 x 1/2 W&nbsp;R4&nbsp;- 10 k&nbsp;R5&nbsp;- 3,9 kR6 - 22 x 1/2 WR7 - 470&nbsp;R8 -&nbsp;22 x 1 WP1 -&nbsp;47 kCapacitores:C1 - 10 nF - cerâmicoC2 - 10 pF - cerâmicoC3 - 6,8 pF ou 5,6 pF - cerâmicoC4&nbsp;- 120 pF ou 150 pF - cerâmicoC5 - 1 nF - cerâmicoC6&nbsp;- 47 nF - cerâmicoC7 - 100 nF ou 120 nFC8 - 1 nF ou 1,2 nF - cerâmico&nbsp;C9&nbsp;- 100 nF ou 120 nF - cerâmicoC10 - 1 000&nbsp;mF ou 1500 uF x 16 V - eletrolíticoCV1 a CV4&nbsp;-&nbsp;trimmers&nbsp;de 2-20 pF a 5-50 pF.Diversos:&nbsp;XRF1, XRF2 - 100&nbsp;mH a 220&nbsp;mH - microchoques comunsL1, L3 - 5 espiras de fio 22&nbsp;(*)L2&nbsp;- 4 espiras de fio 22 (*)L4&nbsp;- 4 espiras de fio 22 com tomada central (*)L5 - 6 espiras de fio 22 com tomada central (*)L6 - 6 espiras de fio 22 (*)(*) Todas as bobinas são enroladas em formas de 0,5 cm com núcleo ajustável, sendo L1/L2 na mesma fôrma; L3/L4 na mesma fôrma eL5/L6 na mesma fôrmaJ1 - jaque de microfone ou tipo RCAJ2 - Tomada de cabo coaxial fêmeaPlaca de circuito impresso, caixa para montagem, material para a fonte de alimentação, fios, solda, etc.