Avant de commencer:
Je suis bien conscient de la scène de radio pirate qui existe dans un certain nombre de pays. Alors que je suis à cent pour cent en faveur de la liberté d'expression, je suis aussi à cent pour cent convaincu que le spectre radioélectrique doit être organisée et contrôlée, afin d'éviter les interférences et de permettre un accès équitable à tous les intéressés. Pour cette raison, je demande à mes lecteurs à s'abstenir d'utiliser mon travail pour mettre en place toute sorte de clandestinité, pirate, station de radio non-autorisée. D'autre part, tous ceux qui jouent juste, et faire des choses selon la loi, est le bienvenu pour utiliser mon design.
Histoire de ce projet
Au Chili, une proportion importante des stations de radiodiffusion utilisent des émetteurs à la main. La qualité varie. Certains émetteurs sont bien faits, d'autres sont très pauvres, et il y a aussi certains qui sont bien conçus mais mal construit, qui est le résultat typique d'un mauvais technicien ayant essayé de copier un dessin fait par quelqu'un d'autre.
En 2002, on m'a demandé de réparer un émetteur qui était un exemple particulièrement médiocre du genre. Le propriétaire m'a dit que cette très mauvaise chose était le meilleur qu'il pouvait se permettre. Je lui ai dit qu'un bien meilleur émetteur pouvait être construit pour moins cher. Une chose a mené à la suivante, et je me suis engagé à développer un émetteur de haute qualité et peu coûteux pour les petites stations FM.
Au cours des prochains mois, je conçu, construit et déboguer les trois modules principaux de mon émetteur: Le processeur audio stéréo et carte codeur, l'excitateur synthétisé, et l'amplificateur de puissance. Mais quand j'étais à ce moment-là, mon cher ami avec l'émetteur moche est sorti des affaires, et il n'y avait donc aucune utilité réelle plus pour l'émetteur que je construisais! Cela a conduit au projet d'être mis de côté, en dépit du fait que seul le circuit de commande assez simple était toujours manquant.
Les trois modules complétés ont été couchés autour dans mon atelier pendant quatre ans. Dans ma ville, le cadran est rempli de stations qui transmettent la plupart du temps très faible musique de qualité, et tout le monde semble être d'accord qu'il n'y a tout simplement pas de place, ni le numéro de spectre sage ni d'auditeurs, pour une station supplémentaire qui transmet la bonne musique. .. Et de toute façon, je n'ai pas le temps d'exécuter une station de diffusion, pas même un semi-automatique! Donc, il n'y a pas de réelle motivation pour moi maintenant de terminer le projet de l'émetteur.
Au lieu de tout jeter et l'oublier (ce qui est quelque chose que je ne peux pas faire de toute façon!), Je l'ai maintenant décidé de mettre la conception dans le domaine public, donc au moins quelqu'un là-bas pourrait bénéficier à partir du moment j'ai investi.
Le concept:
Cet émetteur a été conçu à partir du sol pour fournir de très haute qualité sonore, couplé avec une excellente stabilité de fréquence, fiabilité, etc. Il peut être utilisé comme un émetteur autonome pour servir une ville de taille moyenne, ou comme un excitateur à conduire un kilowatt- amplificateur de puissance de classe au service d'une grande ville. Il est conçu pour fonctionner à partir de 13.8V tension nominale, de sorte qu'il peut être exécuté à partir d'une communication alimentation commune en parallèle avec une batterie de secours. En cas de coupure de courant, l'émetteur peut continuer à fonctionner de la batterie, à la puissance légèrement réduite que la tension baisse.
Il se compose de quatre modules, les trois plus importants sont prêts, testés et décrits ci-dessous. Le quatrième module n'a pas encore été construit, et pourrait ne jamais être construit, mais je vais décrire ses fonctions de base de sorte que vous pouvez le concevoir, si vous voulez.
Donc, nous allons commencer!
Le processeur audio et codeur stéréo
La manière classique de traitement et de codage d'un signal stéréo pour la transmission FM va comme ceci:
1) Prenez les deux canaux et passe-bas filtrer à 15kHz, avec rolloff raide;
2) Appliquer la préaccentuation. Selon la partie du monde, il devrait avoir une constante de temps de 75 µs ou de 50 µs;
3) limiter strictement le niveau audio pour veiller à ce que overdeviation ne peut pas arriver;
4) Créer une écurie, 38kHz propre onde sinusoïdale;
5) Soustraire le canal droit du canal gauche, et multiplier le résultat avec le porte-38kHz;
6) Créer une 19kHz onde sinusoïdale propre, à phase asservie à la 38kHz un;
7) Ajouter le canal gauche, canal droit, le LR) * signal (38kHz, et le signal de 19kHz, avec des amplitudes spécifiques.
Il existe plusieurs façons de mettre en œuvre cet algorithme. transmetteurs fabriqués en usine modernes font souvent le tout numérique, dans un DSP. Mais il est encore moins cher et plus simple à faire dans le domaine analogique. Cela peut se faire de diverses manières trop, et beaucoup trop nombreux émetteurs ces jours-ci utilisent ultra, des méthodes médiocres bon marché comme multiplicateurs durs à commutation basés sur CMOS commutateurs. Ils font un travail, mais sont très bruyant! Ma conception utilise plutôt un vrai, de haute qualité multiplicateur analogique pour cette tâche. En conséquence, le signal de mon émetteur est aussi bon que les meilleurs signaux que je peux recevoir localement, et beaucoup mieux que la plupart d'entre eux!
Voici le schéma. Vous ne serez probablement pas capable de le lire à cette résolution, afin de mieux cliquez dessus, enregistrez-le en pleine résolution, l'imprimer, et de s'y référer pour l'explication suivante. Si vous avez des difficultés à ouvrir la grande version, cliquez-droit sur le diagramme, de sorte que vous pouvez enregistrer sur le disque, puis ouvrez-le en utilisant IrfanView ou toute autre image viewer BON. Ceci est valable pour tous les dessins sur cette page. Les dessins de pleine résolution sont grandes, et en fonction de la quantité de mémoire dans votre ordinateur, certains navigateurs Web ne peuvent pas les ouvrir et rendront compte un lien cassé.
Les deux signaux audio de niveau ligne single-ended entrent par des condensateurs de traversée, et sont accueillis par un filtre passe-bas LC pour se débarrasser de toute RF qui pourrait être sur eux. Dans chaque canal, il existe un étage de mémoire tampon, puis un pré-accentuation combinée étage limiteur souple. L'avantage de faire la limite et de la pré-accentuation en une seule étape est qu'il évite overdeviating des sons aigus forts, ou ayant sons de basse forts aplatir les aigus, sans la nécessité d'un limiteur multibandes. Le gain de la partie non limitée des signaux audio est réglable au moyen de potentiomètres. Vient ensuite un filtre passe-bas de six pôles qui élimine les signaux ci-dessus 15kHz.
Une puce 74HC4060 dérive les signaux 38kHz et 19kHz, sous forme d'ondes carrées, à partir d'un cristal de quartz sur mesure. Deux circuits résonnants en utilisant des noyaux de pot de ferrite transformer ces ondes carrées en très propre, à faible bruit des ondes sinusoïdales. Potentiomètres permettent de régler les niveaux, tandis que les noyaux réglables des inductances permettent le réglage précis. Les cavaliers permettent de désactiver chacun de ces signaux à des fins de test et de réglage.
Un peu démodé, mais à faible bruit et faible distorsion puce multiplicateur analogique modulent le signal LR, produit par un amplificateur différentiel ampli op, sur la sous-porteuse de 38kHz. Ce circuit comporte trois réglages pour la balance. Son niveau de sortie est réglable aussi. Les signaux qui sont nécessaires uniquement pour la stéréo peuvent être déconnectés pour les tests à l'aide d'un cavalier.
L'additionneur de sortie combine le signal de L, le signal R, (LR) * signal 38kHz, et le ton pilote. Les deux premiers signaux sont fixés à ce stade, tandis que le (LR) * 38kHz peut être ajusté par son propre potentiomètre et la tonalité pilote par le potentiomètre de réglage avant son circuit LC. Ensuite, il y a un réglage de niveau final, qui sert à régler l'écart de l'émetteur, puis un étage tampon à faible impédance de sortie, qui entraîne la sortie par l'intermédiaire d'une résistance pour éviter l'instabilité de la charge capacitive.
Il y a un circuit supplémentaire qui se compose essentiellement d'un détecteur à double superdiode avec une constante de temps et le conducteur de sortie réglable. Ce circuit capte le signal multiplex complet juste avant le contrôle de niveau final, et produit un signal continu à conduire directement un petit compteur, pour l'indication de déviation. Ceci est un outil le plus important pour l'opérateur de l'émetteur pour régler le niveau audio correct pendant les opérations de routine!
Voici le circuit imprimé. Cliquez dessus pour l'obtenir en haute résolution .... Il est vu "à travers le tableau", vous pouvez donc l'imprimer directement et placer l'encre en contact avec le cuivre pour obtenir un motif de cuivre recto verso correct.
L'ensemble du circuit est construit sur ce PCB simple face. Seuls quelques fils de connexion sont nécessaires, il est donc pas intéressant de faire un PCB double face pour cela.
Et cela est une superposition de pièces brutes, juste pour voir où une partie va. Exactement qui partie va où, est quelque chose que vous aurez à travailler avec le schéma! Ne soyez pas paresseux!
Et voilà comment le codeur stéréo complet ressemble. Ici, j'avais temporairement soudé une ancienne carte de connecteur phono aux entrées. Plus tard, le PCB doit être enfermé dans une boîte blindée, avec toutes les entrées et sorties passer par des condensateurs de traversée.
À propos des composants: Toutes les résistances critiques sont à film métallique, tolérance de 1%, à la fois pour la stabilité et le faible bruit. Les amplificateurs opérationnels sont du type à faible distorsion et faible bruit, à l'exception de l'amplificateur opérationnel du circuit de mesure, qui est un simple type BiFET. Tous les trimpots sont des unités multitours de haute qualité. Les condensateurs sont principalement en polyester, mais dans le filtre passe-bas, j'ai utilisé des condensateurs à 5% de mica argent, simplement parce que j'en avais beaucoup et que je pouvais très bien correspondre aux valeurs! Faire correspondre les condensateurs est une bonne idée, car leur tolérance de 5% est un peu large pour obtenir une réponse de filtre parfaitement plate. Dans des endroits non critiques, vous trouverez des condensateurs céramiques et électrolytiques. Les étranglements sont ceux retirés d'un magnétoscope usé, mais des éléments similaires peuvent être achetés neufs. Les noyaux de pot de ferrite provenaient du décodeur stéréo d'une vieille radio (en bois!), Que j'ai eue dans un état trop incomplet pour être restauré. Je n'ai pas d'informations sur eux, vous devrez donc sélectionner vos propres noyaux et calculer le nombre de tours pour obtenir l'inductance indiquée sur le schéma. Sachez simplement que les noyaux des pots DOIVENT avoir un entrefer important, afin d'être suffisamment stables. Le cristal peut être commandé auprès de JAN Crystals, en spécifiant une fréquence de 2.432 MHz, un mode fondamental, une résonance parallèle, une capacité de charge de 30 pF, un support HC-49, avec des cotes de température, de stabilité et de tolérance standard.
Vous devez comprendre ce circuit pour être en mesure de calibrer correctement. Et vous avez besoin d'un oscilloscope, bien sûr! Le processus commence par prérégler tous les ajustements à leurs points médians, l'application d'une alimentation +/- 15V et une onde sinusoïdale audio 1kHz aux deux canaux, à un niveau de 1V crête à crête. Et fixer R5 R23 pour 4.5V pp exactement aux sorties des filtres passe-bas, comme indiqué sur le schéma. Ensuite, vous ajustez L4 et R44 répétitivement tout en regardant la sortie de U9A, réglant la bobine pour le signal maximum et le potentiomètre pour 4.4V pp exactement. Ensuite, vous appliquez le signal de 1kHz à une seule entrée de la carte, et vous court l'autre entrée sol. Avec l'oscilloscope à la sortie de U11A, vous devriez voir un signal deux tons classique. Maintenant, vous ajustez R60, R61 et R62 répétitivement pour le meilleur terrain de centrage, la symétrie et la linéarité. Ceci est plus facile à réaliser en utilisant un champ à canal double et mettre l'autre canal sur le signal d'entrée au multiplicateur analogique (sortie de U6A), superposant les deux traces. Après avoir réglé le gain des canaux de portée, le signal deux tons modulés doit remplir précisément la 1kHz onde sinusoïdale.
Maintenant, installez un cavalier sur JP2 et mettre le champ sur la sortie du U6B. Là, vous verrez la somme du signal de 1kHz et le signal à deux tonalités venant du multiplicateur. Ajustez le niveau de la (LR) * Signal de 38kHz avec R55, de sorte qu'il est exactement égal au niveau du signal 1 kHz. C'est très facile, car lorsque le réglage est correct, le signal 38 kHz se déplace toujours entre zéro volt et le niveau instantané de l'onde sinusoïdale de 1 kHz. Donc, il vous suffit d'ajuster le potentiomètre pour obtenir cette ligne zéro volt bien droite! Si vous n'avez jamais construit un circuit comme celui-ci, vous ne comprenez peut-être pas ce que je veux dire, mais cela deviendra clair immédiatement lorsque vous jouerez avec le réglage! Assurez-vous de faire ce réglage avec la meilleure précision, car la bonne séparation stéréo de cet encodeur en dépend!
Maintenant, enlevez le cavalier sur JP2 et l'installer sur JP1. Appliquer le signal 1kHz 1V aux deux canaux. Tune L5 pour le signal 19kHz maximum et définir R45 de telle sorte que le signal pilote sur la portée est d'environ 10% l'amplitude du signal de 1kHz. Maintenant, placez les deux sondes de portée sur les sorties de U9A et U9B, retirez le cavalier de JP1 et retouchez L5 pour aligner les phases des deux ondes sinusoïdales, de sorte que le passage à zéro se produit exactement au même moment. L'augmentation du gain de l'étendue du signal de 19kHz aide à obtenir les formes d'onde en parallèle pour obtenir une meilleure précision.
R68 sera ajusté une fois l'excitateur est terminée. Pour l'instant, le mettre à la mi gamme, ce qui donnera environ 1V à la sortie. Si vous avez déjà votre compteur pour le dosage de l'écart (toute mètres du panneau de 10uA à 1mA pleine échelle devrait fonctionner), vous pouvez dessiner une échelle pour elle et ajuster R73 afin qu'il se lise déviation% 100 (ou 75kHz, tout ce que vous préférez). Pour ce faire, avec un signal de plus de 1V appliqué aux entrées, de sorte que le signal est limité. Par ailleurs, la lecture doit être la même indépendamment du fait que vous appliquez le signal audio à une seule entrée, ou aux deux. Quand il n'y a pas d'entrée audio, le compteur devrait lire sur 10% de la valeur totale de la déviation. Ceci est la tonalité pilote, et vous voudrez peut-être pour marquer son niveau sur le compteur.
L'excitateur synthétisé
Errata: Les transistors identifiés comme 2SC688 dans le schéma sont vraiment 2SC668! Merci d'avoir signalé l'incohérence, Fausto!
L'excitateur a les fonctions de fourniture d'un faible bruit, signal RF stable fréquence sélectionnable, moduler le signal multiplex fourni par le conseil audio, et l'amplifier à une puissance de sortie contrôlable suffisante pour entraîner l'amplificateur de puissance. Mon excitateur utilise un synthétiseur de fréquence PLL, qui couvre la bande FM dans les étapes 100kHz. Le VCO ne couvre que quelques MHz sans réglage, ce qui entraîne un faible bruit. Modulation est effectuée indépendamment du contrôle de fréquence, et avec une attention particulière pour un faible bruit. La puissance de sortie peut être commandée à partir de zéro à 4 watts. Un détecteur de déverrouillage de PLL est inclus, pour arrêter l'émetteur en cas de dysfonctionnement.
Le foyer de l'excitateur est un Colpitts VCO. Il est alimenté par un régulateur de 9V local, et a la fréquence contrôlée par deux varactors back-to-back, résultant en charge minimale et le bruit de phase ainsi ultra faible. Un échantillon du signal VCO est divisée par un diviseur circuit intégré et appliqué à une puce de PLL, qui reçoit sa référence à partir d'un cristal de quartz sur mesure et qui divise le bas à 6250 Hz. La fréquence est définie de façon binaire par un commutateur DIP dix voies, qui contrôle le principal diviseur programmable. Si le PLL est déverrouillé, Q1 bascule sur une sortie qui devrait être utilisé pour désactiver l'amplificateur de puissance. La sortie du détecteur de phase de la PLL puce est filtrée et décalée en niveau par un amplificateur opérationnel, qui doit être injectée dans les varactors de commande de fréquence du VCO.
Le signal de modulation est appliqué à une diode à capacité variable séparée, qui est polarisé pour fonctionner dans une plage raisonnablement linéaire, et étant séparé du circuit de commande de fréquence, il est pas affecté par la tension de la PLL. Tout signal et commande de couplage de tension se fait par selfs, au lieu d'inducteurs, pour obtenir moins de bruit. La bande passante de l'entrée de modulation est suffisamment large, non seulement pour les canaux stéréo, mais aussi pour permettre l'addition ultérieure d'une sous-porteuse de service de signal (SCA).
La sortie du VCO passe par un étage tampon émetteur suiveur, puis à travers une classe largement accordé un amplificateur, suivi d'un pilote de classe B et un amplificateur de puissance de classe C, qui utilisent à moyen Q accordé des réseaux d'adaptation d'impédance. Ces deux dernières étapes sont alimentés à partir d'une entrée séparée, de sorte que la puissance de sortie peut être réglée entre zéro et 4 W en ajustant cette tension de zéro à 15V. L'intention est d'utiliser cette fonction pour le contrôle d'entraînement automatique de la phase finale, et la protection de l'émetteur.
Notez que la sortie de ce module n'a pas assez de filtrage des harmoniques de se connecter directement à une antenne. Si vous souhaitez utiliser cette excitatrice comme un émetteur de puissance autonome bas, vous devez ajouter un filtre passe-bas.
L'excitateur est construit sur un PCB double face, qui a son cuivre côté supérieur gauche essentiellement intact comme un plan de masse. Le cuivre est enlevé seulement autour des axes non mis à la terre. Les connexions de masse sont soudées sur la face supérieure, il est donc pas nécessaire d'avoir des trous métallisés.
Ce dessin montre les deux côtés de la carte, de sorte que vous pouvez l'imprimer et de le plier dans le milieu pour voir comment les deux parties alignées. Vous aurez à inverser l'image pour l'imprimer pour faire la planche, de sorte que l'encre entre en contact avec le cuivre.
Ce PCB est équipé de boucliers soudés tout autour et entre les étages, sur les deux côtés de la carte. Ils sont les mieux installés avant la peupler.
Cette image montre la disposition des pièces. Encore une fois, vous devrez savoir quelle partie est que, en utilisant le schéma. Il devrait être assez facile. Soyez prudent, car il est un composant sur le schéma qui ne figure pas dans la conception de la carte! Il a été ajouté plus tard, pendant le débogage, et soudé sous la planche! Pour rendre les choses plus intéressantes et vous défier un peu, je ne vous dirai pas quelle partie qui est! Vous découvrirez quand vous finissez par avoir une partie reste après l'assemblage de la carte! :-)
Les dessins des bobines sont un match assez proche de leur taille réelle.
Et voici à quoi ressemble l'excitateur assemblé! Vous remarquerez peut-être la pièce en aluminium usinée qui renferme le transistor de sortie. Je l'ai fait sur mon tour de passe-temps. C'est un moyen assez sophistiqué pour connecter le transistor à boîtier TO-5 à un dissipateur thermique externe! Un support plus simple fonctionnera également. Mon idée initiale était de placer ce module sur le bord d'un châssis ou contre une paroi d'armoire, pour l'utiliser comme dissipateur thermique. Quoi qu'il en soit, le circuit est si efficace que le transistor a à peine besoin d'un dissipateur thermique supplémentaire! J'ai fait tous les tests sans rien ajouter de plus que ce qui est montré ici.
La plupart des pièces proviennent de l'équipement ferraillé. Cela inclut les tondeuses et les selfs de croisement. Mais les pièces compatibles sont disponibles nouvelle. Le cristal a été faite par cristaux JAN. Pour le commander, spécifier une fréquence de 6.4000 MHz, mode fondamental, résonnant parallèle, 30pF capacité de charge, porte-HC-49, les cotes de température, de stabilité et de tolérance standard.
La sortie est connectée via une prise BNC. Toutes les autres connexions passent par des condensateurs de traversée. Le bouclier est complété par des couvercles enfichables, fabriqués dans le même matériau que celui utilisé pour les parois de bouclier illustrées ici. Ce n'est rien d'autre que des boîtes de conserve de café, ouvertes et aplaties! Certains chocolats et biscuits sont également disponibles dans des boîtes adaptées!
L'alignement de ce circuit n'est pas difficile. Commencez par régler tous les trimmers sur la plage moyenne et programmez la fréquence. Pour cette tâche, vous ajoutez simplement les poids des commutateurs: le commutateur le moins significatif produit 100 kHz, le second ajoute 200 kHz, le prochain 400 kHz, et ainsi de suite, jusqu'au huitième, ce qui ajoute 12.8 MHz. Le neuvième se connecte en fait à deux entrées de la puce PLL, il ajoute donc 76.8 MHz, le dixième commutateur ajoutant 102.4 MHz. Pour calculer les paramètres de commutation pour une fréquence donnée, il vous suffit de la décomposer en ses composants binaires et de définir les commutateurs appropriés. Notez qu'un commutateur qui est ON n'ajoute PAS sa contribution en fréquence! Par exemple, si vous souhaitez émettre sur 96.5 MHz, vous devez régler les commutateurs 9, 8, 7, 3 et 1 sur OFF, les autres sur ON. La gamme complète de fréquences que vous pouvez définir dans le synthétiseur couvre toute la bande de diffusion FM et un peu plus, mais le reste du circuit a été conçu uniquement pour la bande de diffusion.
Maintenant vous devez vous connecter une alimentation 15V à l'entrée d'alimentation principale seulement, avec un voltmètre à la sortie de U3, et un compteur de fréquence au niveau du collecteur d'Q4. Si vous obtenez la bonne fréquence, vous êtes en grande chance et devrait aller jouer à la loterie! Habituellement, le VCO sera hors de portée de capture. Si le voltmètre autour 14V, cela signifie que la fréquence est trop faible. Si il lit proche de zéro, cela signifie que la fréquence est trop élevée. Le compteur de fréquence devrait accord avec cela. Vous avez besoin d'ajuster la fréquence centrale VCO pour l'amener à portée. Pour cette tâche, vous avez deux points de réglage: On est C20, l'autre se penche L4! Habituellement, la tondeuse ne suffit pas à donner une fourchette assez, alors n'hésitez pas à plier la bobine. Lorsque vous avez réglé le VCO à peu près droite, le PLL se verrouille, et vous obtiendrez une fréquence de sortie stable, très proche de celui que vous voulez. Réglez L4 et C20 de telle sorte que le voltmètre à peu près 9V. Une telle tension varactor relativement élevé est pratique pour une meilleure performance de bruit, parce qu'il garde les varactors d'entrer dans la conduction au niveau des pics RF. Idéalement, vous devriez ajuster la bobine de sorte que la coupe est proche plage centre avec la tension à 9V. Cela vous donne plus simple correction ultérieure.
Maintenant, vous pouvez définir le cristal de référence à la fréquence précise, en ajustant C12 sorte que la fréquence sur le comptoir est exactement la bonne.
Passons à des étages de puissance: Connecter un appareil de puissance RF et une charge fictive 50 ohms à la sortie, et d'appliquer quelques volts à la tension d'entrée variable. Réglez C28, C32, C37 et C38 pour plus de puissance. Si vous exécutez hors de portée dans une débroussailleuse, de rectification et que par pliage des bobines qui lui sont connectés: L5, L7, L11, L10. Maintenant augmenter la tension et retoucher ces tondeuses. Vous devriez obtenir 4 à 5 watts de sortie à 15V de tension d'alimentation.
Pour éviter les bruits microphoniques, après avoir terminé le réglage, vous devez sceller la bobine de l'oscillateur, et peut-être aussi les autres bobines à air, avec de la cire d'abeille ou un autre matériau approprié. Un léger réajustement des coupe-bordures peut être nécessaire après cela.
Maintenant, vous pouvez connecter la carte audio de l'excitateur. Appliquer un signal 1kHz à la carte audio (les deux canaux est le meilleur), assez forte pour conduire le conseil en limitant modérée, et d'ajuster R68 sur le port audio pour obtenir + / - écart 75kHz. Si vous n'avez pas un mètre écart, vous pouvez obtenir près en accrochant une portée à la sortie audio d'un récepteur FM, de l'adapter à plusieurs stations locales, noter les niveaux audio produites par eux, et puis de syntoniser votre émetteur et mettre sa déviation pour correspondre à ce niveau. Mais ce système est très imprécise. Il est préférable d'obtenir ou de faire un mètre écart réel.
Si jamais vous voulez changer la fréquence, vous devez reprogrammer les commutateurs DIP et retoucher tous les potentiomètres, et éventuellement les bobines, sauf pour C12, qui ne devrait nécessiter de retouche après plusieurs années, lorsque le cristal a vieilli.
L'amplificateur de puissance Watt 80
Il s'agit d'une conception assez classique, utilisant des transistors bipolaires dans un circuit de classe C au point. Merci à l'utilisation de deux étapes, l'amplificateur peut être conduit à pleine puissance avec moins de puissance 1 conduite watts, de sorte que quelques grands résultats marge de gain dans ce transmetteur.
Les transistors bipolaires de puissance VHF ont une affinité pour les basses fréquences graves auto-oscillation. Pour obtenir la stabilité dans cet amplificateur, j'ai employé plusieurs techniques, par exemple en plaçant les résonances de base et selfs de collection éloignés, amortir les selfs avec des résistances, en utilisant des combinaisons RC pour l'absorption des fréquences indésirables, en utilisant des condensateurs feedtrough pour contourner le conseil d'administration, etc . Il a fallu quelques ajustements, mais l'amplificateur fini inconditionnellement stable.
Le réseau d'adaptation d'impédance entre les deux transistors appelle à un tel faible inductance, qu'il ne serait pas pratique de le faire avec du fil réelle. Donc, j'ai utilisé un micro stripline gravé sur le PCB. En outre, la puissance et le capteur de ROS à la sortie a été faite avec striplines micro.
Cliquez sur le schéma pour obtenir une version pleine résolution, qui comprend également des détails sur les lignes triplaques micro et d'autres parties.
Cet amplificateur comprend un filtre passe-bas à la sortie, résultant en un signal propre suffisante pour être directement relié à une antenne. Le ROS-mètre a été placé avant le filtre, afin de nettoyer les harmoniques produites par ses diodes. Dans tous les cas, tandis que le signal est suffisamment propre pour satisfaire facilement habituelles exigences juridiques et techniques, ce transmetteur ne doit pas être utilisé sur un site émetteur multi-filtrage à bande étroite, sans autres! Il en est ainsi parce que tous les autres signaux forts sur des fréquences voisines seraient captés par l'antenne et couplé au transistor de puissance, ce qui serait le mélanger avec le signal propre, la création d'un large éventail de produits d'intermodulation, dont certains seraient ré- rayonnée! Il s'agit d'un problème commun et très grande dans les sites multitransmitter nombreux. Dans ces endroits, même pas un émetteur devrait être autorisée à l'air sans filtrage à bande étroite! Filtrage telle est facilement réalisable au moyen d'une seule cavité syntonisé, qui peut être construit à partir de tubes en cuivre ou une feuille.
Voici le schéma de montage, y compris le microbandes. Le panneau est 20cm long et est à double face, avec la face arrière étant un plan de masse continue à l'exception de deux petits tampons à la base du transistor pilote et le collecteur. J'ai découpé ces tampons avec un couteau, plutôt que de faire un dessin à l'ordinateur entier pour ça!
Vous aurez à percer et découper les ouvertures pour les transistors. Le transistor de puissance est monté par le haut, tandis que le transistor d'attaque, en raison de son faible hauteur, est monté sous le châssis. Deux transistors sont montés après feuilles de cuivre à souder dans les ouvertures de BPC, de joindre les plans de masse supérieur et inférieur, et le transistor d'attaque a aussi des sangles de cuivre tels reliant les plots de base et de collecteur à la face supérieure de la planche. Ici vous pouvez voir comment les transistors sont soudés à la carte, et les entretoises j'avais l'habitude de lui donner la bonne hauteur. Ma première monté le bord et les transistors à l'dissipateur thermique, puis soudé le transistor de sortie en lacet, puis soudée collant émetteur du transistor d'attaque de conduit de dessus, à travers l'ouverture, puis à nouveau retiré de la carte et brasée du transistor pilote entièrement. De cette façon, le bon ajustement mécanique est assurée. Assurez-vous que le transistor de montage surfaces sont plates! Mon transistor de puissance est venu avec une surface légèrement arrondie, alors je devais d'abord le sable à plat! Cela est essentiel pour un bon transfert thermique. Bien sûr, utilisez une bonne couche de graisse thermique quand, finalement, de montage de l'amplificateur sur le radiateur.
Vous pouvez voir que il ya aussi quelques endroits où les choses plus se connecter par l'intermédiaire du conseil d'administration pour une meilleure mise à la terre. Bien sûr, le bouclier autour de la carte se joint également les deux plans de masse.
Et voici la superposition des pièces, comme d'habitude, sans l'identification des pièces!
C'est ainsi que l'amplificateur de puissance complet ressemble d'en haut. Vous pouvez voir les lignes triplaques, comment les bouchons feedtrough (utilisé comme collecteur de découplage bouchons) sont installés, etc Notez les condensateurs mica cuivre plaqués dans le filtre passe-bas en haut à droite.
Mais regardons les choses de mieux examiner en détail certains domaines intéressants:
Ici vous pouvez voir les deux transistors et le réseau de correspondance entre eux. Je ne pouvais pas trouver de soutiers qui se tiennent la quantité de RF courant présent dans ce circuit! Chaque coupe fabriqués en usine, j'ai trouvé ferait fondre en bas! J'ai donc fait mes propres tondeuses de compression de mica, en utilisant le laiton et la feuille de cuivre, plaque de base en laiton, rondelle de compression en laiton, et des feuilles de mica à l'origine destinés à TO-247 capsule de montage. Toutes les connexions dans les trimmers sont soudés, et pas seulement rivés comme dans de nombreux soutiers usine faites. Cela a résolu le problème, mais même ces tondeuses se réchauffer en cours d'utilisation!
Noter la façon dont les tondeuses à la fois l'entrée et la sortie du transistor de puissance ont leurs connexions de terre très proche de l'émetteur conduit.
Le réseau de correspondance de sortie utilise le même type de trimmers. Celui qui apparaît en bas au milieu de l'image est celui qui prend le plus de courant, plus de 15 ampères de RF! En service continu, et en VHF où la profondeur de peau est très petite, il s'agit d'un courant important. Il en va de même pour le réservoir "coil", qui est constitué d'une bande de tôle de cuivre de 0.5 mm pliée en forme de "U". Malgré sa bonne connexion thermique à la planche, elle chauffe suffisamment pour devenir impossible à toucher! Bien sûr, de toute façon, vous ne devriez pas le toucher lorsque l'émetteur est allumé, car en plus d'une brûlure de chaleur, vous obtiendrez une brûlure RF encore plus méchante!
Un problème similaire s'est produit avec les condensateurs pour le filtre passe-bas de sortie. J'ai essayé d'utiliser RF-notés croisement condensateurs au mica argent, comme le montre la photo ci-dessus dans son coin supérieur droit, mais ils ont eu si chaud qu'ils ont commencé odeur! Sûrement leurs électrodes d'argent sont trop minces. Ils n'auraient pas duré longtemps dans ce service.
Je n'ai pas de condensateurs de meilleures RF sur la main, et au lieu d'ordonner travaux lourds condensateurs métalliques de mica recouvertes de plusieurs dollars chacun, j'ai décidé de faire le mien. Voici un exemple, montré à côté d'un transistor TO-92 pour comparaison de taille. I utilisé pour la feuille de cuivre 0.5mm l'électrode externe, une feuille de cuivre 0.1mm pour l'intérieur de l'un, et de mica découpée dans A-247 isolateurs.
Voici un gros plan sur l'un de mes condensateurs au mica gainé de cuivre, tenu dans les mâchoires d'une pince à vêtements en bois pour la photo!
Étant donné que l'épaisseur de ces isolants en mica pour le montage des semi-conducteurs varie beaucoup, la fabrication de ces condensateurs est un processus de coupe et d'essai. J'ai mesuré l'épaisseur du mica du mieux que j'ai pu, calculé la surface nécessaire pour les condensateurs, les ai construits, puis les ai mesurés, à l'aide d'une bobine de test et d'un dip mètre de grille. J'ai écrit la valeur sur chacun et j'ai continué à fabriquer des condensateurs jusqu'à ce que certaines valeurs soient suffisamment proches pour mon filtre passe-bas. Le reste j'ai gardé en stock pour d'autres projets!
Il est amusant de remarquer que les condensateurs de cuivre mica recouvertes construits de cette manière effectuer aussi bien que ceux fait en usine que vous pouvez faire n'importe quelle valeur vous avez besoin, et qu'ils coûtent environ% 1 autant que les belles brillantes ceux de marque!
Dans le filtre passe-bas, ces condensateurs mica cuivre plaqués obtenir à peine tiède. Comme ils sont bien soudés à plat à la carte, je ne sais pas si ils mènent leur perte de chaleur dans le conseil d'administration, ou si elles sont seulement réchauffé par les bobines de filtre! Parce que ces bobines sûrement pas se réchauffer en cours d'utilisation, en dépit d'être la plaie de fil très épais.
Pour les tests que j'ai monté la platine ampli sur un dissipateur de chaleur assez importante. Il est constitué d'une plaque de cuivre 10 * 20 cm d'épaisseur 6mm, dans laquelle I soudée ailettes 20, faits de tôle de cuivre, mesurant également 0.5mm 10 * 20cm chacune, ayant des bords en forme de L à souder. J'ai fait ce dissipateur de chaleur, quelques mois avant à des fins d'enquête (voir ma page de conception thermique), et depuis il a été traîner, je l'ai utilisé. Mais avec la dissipation de puissance totale de cet amplificateur étant quelque chose comme watts 50, un dissipateur thermique beaucoup plus faible serait assez bon, si un petit ventilateur est utilisé. Pourtant, un dissipateur de chaleur en cuivre est une bonne idée, parce que le transistor de puissance est utilisé à sa puissance maximale.
Les résultats
Cette photo montre l'émetteur étant testé sur mon plan de travail certes pas très bien rangé! Vous pouvez voir l'excitateur dans le coin inférieur gauche, et l'amplificateur avec son dissipateur de chaleur trop grande debout sur des supports en aluminium peigne pour éviter de plier les ailettes minces. Il est mon pouvoir Aiwa et ROS-mètre, et une huile de grande-peut mannequin charger en toute sécurité avaler les watts 80 (en fait, que la charge fictive peut prendre un kilowatt pendant quelques minutes). Un multimètre analogique est montrant le courant, et le reste sont des boîtes de pièces, outils, etc Le conseil audio fini en dehors de la photo, avec le multimètre numérique, compteur de fréquence, oscilloscope, etc Il a été tout un gâchis, mais elle a travaillé très bien!
J'ai couru plusieurs tests sur l'émetteur. Un test d'endurance a consisté à courir à 80 watts de sortie pendant une semaine non-stop. Aucun problème n'a été remarqué. D'autres tests inclus la température décalage, les vibrations (pour vérifier microphonie), en variant les tensions d'alimentation, etc L'émetteur semble être très bien comporté dans tous les sens.
Ensuite, les tests qualitatifs ont été réalisés. La séparation stéréo, mesurée par mon récepteur FM maison, est sorti comme 52db. C'est mieux que la plupart. Le rapport signal / bruit était au-delà de mes capacités de mesure, qui sortie par le haut à 82dB! C'est mieux que presque tout ce que l'on peut entendre des stations commerciales! La distorsion était également trop faible pour être mesurée, à la suite de l'équilibre délicat de la non-linéarité varactor résiduelle avec l'effet de la capacité série.
Puis le test d'oreille est arrivé! J'ai branché mon lecteur CD, l'émetteur, le récepteur FM, l'amplificateur et les haut-parleurs, afin de pouvoir faire basculer le son entre le signal d'origine du CD et le signal passant par l'émetteur, à quelques mètres d'air (le le rayonnement des bobines de filtre passe-bas est bien plus que suffisant pour cette distance), et le récepteur. J'ai joué un CD de Roby Lakatos, le roi des violoneux Gypsy, que j'aime beaucoup et qui est parfait pour les tests en raison de son son net, propre et plein. J'ai été assez impressionné par le fait que je pouvais basculer entre le signal d'origine et le signal transmis, sans détecter de différence à l'oreille! Je suis donc heureux de dire que cet émetteur préserve toute la qualité audible d'un signal CD de premier ordre! La séparation stéréo moins que parfaite n'est pas du tout un problème, car aucun auditeur, même en mode critique, ne peut discerner entre une séparation de 50 dB et une séparation parfaite!
Le quatrième module: Pour se faire!
Ce qui manque, pour compléter cet émetteur est un quatrième module, un très simple, qui devrait mettre en œuvre les fonctions suivantes:
1) un convertisseur continu-continu pour accepter l'entrée et à produire 13.8V nominale + / - 15V pour l'audio et planches d'excitation. Cela pourrait être une entrée standard 12V, l'unité fait en usine ou un circuit maison.
2) Circuit de commande de puissance. Il convient de lire le signal de puissance de sortie délivrée par le capteur ROS / puissance sur la carte amplificateur, le comparer à la fixation d'un potentiomètre en face avant, et d'ajuster un régulateur d'alimentation passe les deux dernières étapes de l'excitateur de manière à régler la sortie puissance à la valeur désirée. En plus. ce circuit devrait mettre en œuvre des fonctions de protection: Il faut réduire la puissance si le signal SWR dépasse une certaine valeur, si la température du radiateur est trop élevé (une thermistance ou un autre capteur de température seraient nécessaires), et il devrait couper l'alimentation tout à fait si le PLL est verrouillé, comme indiqué par le signal correspondant provenant de l'excitateur. La puissance doit être ajusté à la baisse rapide, et reculer lentement, afin d'avoir la meilleure protection.
3) Eventuellement l'écart pourrait être suivi, en émettant un signal sonore ou même couper l'alimentation si l'écart admissible est dépassé.
Peut-être qu'un jour je trouver la motivation pour construire ce quatrième module, et de les mettre tous dans une seule boîte. Si / quand je fais, je vais terminer cette page web avec des informations sur ce module, et une photo de l'émetteur terminé!
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