DIY無線調頻發射機測試

 

圖為無線FM發射器，袖珍收音機和黃盤大小比較。 對著發射器和別人聽到你的任何調頻收音機。 變送器可以建在一個下午簡單的，負擔得起的和廣泛使用的部分。 施工樂趣，可以學到很多東西，雖然性能是適度的，例如，你的聲音變得很難聽到在距離大於25腳。

 

 

動機和觀眾

這種電路我們的長期目標是在遠程控制和數據採集。 觸音被發送到無線開啟/關閉機械手的執行器。 傳感器數據可以轉換成莫爾斯電碼似的聲音，破譯一個微控制器無線監控環境。 本教程的觀眾也將動機等應用。 構建一個簡單的FM發射器將是一個實現這樣的目標的第一步。

不給你虛假的期望，這調頻發射機是完美發售輕微的性能。 首先，調諧發射器，可令人沮喪。 即使是輕微的轉動可變電容器可能會導致大範圍的頻率變化。 其次，發射器調整往往導致諧波頻率。 而不是預期的108 MHz為例如，調諧電容器產生216 MHz發射頻率。 除了聽到你的聲音，人們可以稍微聽到電台廣播。

 

一個答案是，可以學到很多東西，本教程appendixed基礎數學，計算參數，如（1）的tranmitter頻率，輸出功率範圍（2）天線長度和（3）所需的線圈繞組。 經常在網絡上，一個剛剛發現的示意圖。 加上分析（高中水平的數學），可以設想發射機性能上的改進。

本教程的觀眾因此，電子愛好者：

• 不必多FM或射頻（RF）的經驗
• 要建立一個調頻發射機
• 想了解這種發射器是如何工作的
• 要學習如何選擇組件，例如計算圈數當建立一個空芯線圈，天線長度等

 

 

本教程再次強調，發射器的性能是溫和的，但據悉在其建設。 本教程明細如下：

 

• 部件列表和來源
• 建築/示意圖
• 理論
• 手術
• 從這裡去哪裡
• 作者信息

 

部件列表和來源

總部設在美國的供應商包括Jameco公司，JDR，KEY訂購和Radio Shack的。 中文注：Boondog與這些供應商沒有任何關聯。 試圖獲得所有部件從一個單一的供應商。 普通電阻的部分號碼。

 

努力找到一個單一來源供應商的所有部分。 Jameco公司有表中列舉的幾乎每一個部分。 詳情建設空芯電感使用麥當勞的蘇打稻草將在下一節描述。

結構

的組合wirewrapping和焊接被用來構建FM發射器。 Jameco公司的原型卡（非關鍵）部分安置提供了足夠的空間。 您應該盡量保持所有部件併攏，保持引線短。 下面的照片說明部分的位置（左）和焊接面（右）。

 

 

概要

fmTx031402a.pdf Acrobat文件相同的原理。 您將需要Adobe的免費Acrobat Reader來查看它。

電路的原理圖和建設是相對直線前進。 接下來給出了一些亮點和澄清對電路結構。

駐極體傳聲器

駐極體麥克風上有兩個引腳，它連接到電池的正，負引線。 正如下面在附圖中示出，其中一個看起來駐極體麥克風的底部。 身體接觸墊麥克風的外殼連接到電池的負極引線。

 

 

電池

您可以更換的鈕扣電池，通常在計算器和手錶，定期1.5V AA，C或D細胞。 然而，硬幣細胞更少的空間，可以焊到麵包板。

2N2222A晶體管

的2N2222A是一種很常見的NPN晶體管。 （Jameco公司＃38236），這裡使用的是金屬，可以鍵入（TO-18外殼）。 它的三個引腳三極管的基極（B），集電極（C）和發射極（E）。 有沒有標準引出線晶體管。 因此，要求訂貨時識別引出線晶體管的規格表，或者如果你擁有一台萬用表與晶體管測試儀，用它。

2N2222A還配備一個黑色的塑料外殼（TO-92風格），如果你想要，你可以使用。 該T0 18是首選，因為罐頭有一個小標籤， 通常 的發射極引腳。

確保你正確識別2N2222A的引出線和正確接線的基極，集電極和發射器在原理圖中。 通常情況下，電路故障，因為銷誤接線。

可變電容器

導致可變電容不適合在正常0.1英寸的麵包板。 可以DREMEL鑽入插孔引線合適的。 另外，您可以焊錫絲的線索，但如果你這樣做，保持線盡可能短，以避免雜散電容。

感應器

電感器只是一個線圈，該電路需要風。 一個電感器，其特徵在於它的長度，半徑和在線圈的導線的數量的匝數。 磁鐵的線（Radio Shack的的部分278 1345）被用於構建電感，但你可以使用標準的固鏈22的AWG規格的銅線。

一些網上和印刷的文章描述繞組導線周圍的鉛筆。 不幸的是，在不同直徑的鉛筆來使用，因此麥當勞的蘇打稻草黃紅白條紋稻草，發現在每一個麥當勞在世界上，是同樣大小的。 秸稈的半徑正是0.1325英寸（直徑= 0.2650英寸）和1 / 4英寸的秸稈被剪掉。

 

接下來，一段直絲纏繞，解決這個1 / 4的寸片段六次，然後焊接在原型板上。 最終的結果是一個電感器（也被稱為一個 空芯 線圈）與0.1325英寸半徑。 如果你願意，你可以申請一些婦女的清晰的指甲拋光線秸稈片段永久保留。

 

 

天線

30計固體stramd的銅線à22的英寸長的是一個合適的天線。 然而，當攜帶發射機，纏繞電線的風險。 因此，你可以擰一個可伸縮的天線，像找到了一個收音機，到原型板。

理論：調頻發射機工作如何？

的可變電容器和自製的電感將在調頻廣播波段（88到108 MHz）頻率振動。 駐極體麥克風有阻力，這取決於你如何大聲對著它。 此麥克風是電池供電，並根據 V = IR 歐姆定律，電阻為固定電壓的變化會導致電流的變化成比例。 該電流送入的2N2222 NPN晶體管的基極，其連接到可變電容器，電感器和天線。 淨效果是取決於你的可變電容器的值，你的聲音將被調製之間88和108兆赫的頻率傳輸。 如果附近的一個口袋FM收音機調諧到這個頻率，你會聽到說話時，你的發射機。

電路中的元件值派生更好地了解調頻發射機將如何工作。 基礎數學其實很簡單，可以發現在大多數本科大學物理課本。

空芯線圈電感

你的自製的電感器具有確定的值由其半徑 r，全長 x 和數量的線匝 n.

 

對於麥當勞蘇打秸稈電感， R = 0.1325 英寸， X = 0.25 英寸 N = 6時 的匝數和結果在 L = 0.171 微亨或0.000000171亨利。

該特定頻率 f 產生由電容 C 和電感 L 測量在法拉和亨利分別為：

 

 

LC並聯電路的諧振頻率

FM電台工作88和108兆赫之間的頻率。 的可變電容器和自製的電感構成LC並聯電路的。 它也被稱為一個 坦克 電路和在振動 共振 頻率將被拾起你的口袋裡的FM收音機。

在諧振電路的基本物理是一個電容器的電能存儲在板之間的電場和一個電感器儲存能量，由線圈​​繞組中感生的磁場。 等效的機械的飛輪中的能量平衡，平衡彈簧（勢能）的角動量（動能）。 另一個例子是擺那裡是一個動能與勢能的能量平衡，決定了振盪週期（或頻率）。

鑑於可變電容範圍從4到34 PF，你的坦克電路之間的諧振66和192兆赫，以及FM收音範圍內。 的不同值來計算這些值 C, n, r 和 x 創建一個簡單的Excel電子表格，稱為calcFreq.xls的。 只需輸入值，並自動計算電感和頻率。

 

天線長度

你建你的天線可以用一塊固體鏈22的壓力表線30英寸長或使用了伸縮伸縮天線。 它的長度應該是大約1 / 4的FM的波長;記得，乘以頻率和波長的光的速度相等。 你最有可能會被你的發射機附近108兆赫，例如：

 

 

固定電容器

參照示意圖， C2 和 C4 作為去耦電容，通常 0.01 UF 0.1 UF）被使用。 C4 電壓的波動，在整個電路中，儘管電池的模具，以保持恆定的電壓的嘗試。

一個電容器可以被認為是作為一個與頻率有關的電阻器（所謂的電抗）。 對話由不同的頻率和電容 C1 阻礙他們。 淨效應是， C1 調節進入晶體管的電流。 使用一個較大的值 C1 加強低音（低頻），而較小的值提高高音（高頻率）。

C3 電容跨越2N2222A晶體管保持坦克電路的振動。 從理論上講，只要有一個電源的並聯電感器和可變電容器的兩端的電壓，它應在諧振頻率處的振動indefinetely。 然而在現實中，由於熱損失的頻率衰減。 C3 是用來防止衰減和2N2222A規格表表明之間的電容 4 至 10 pF.

駐極體麥克風電阻

說，最大電流為Jameco公司＃136573駐極體麥克風的規格表 0.5毫安。 當電池供電 6V，則兩端的電壓降 R1 is V1 = 1.92V。 通過話筒產生的電流低於額定最大自

 

電阻和2N2222A的

的2N2222A晶體管額定的最大值，因此要求用一個分壓器 R2 和 R3 和發射極電流限制 R4.

該2N2222A的最大額定功率 最大功率= 0.5 W。 這股力量，最終影響可以傳送的距離。 難以抗拒的晶體管會發熱，並摧毀它。 為了避免這種情況，可以計算FM發射器輸出約 124毫瓦 並遠低於額定的最大值。 的數學細節中給出rfMath.pdf的。

電源密切相關的傳輸範圍。 在 124毫瓦 和30％的輻射效率，你的FM發射器和電池供電的無線電之間的最大距離範圍上存在著兩種不同的35 112腳。 計算給出在rfDistance.pdf。

手術

首先，使用 電池供電的袖珍收音機 作為一個接收器。 交流供電熱潮盒和家用音響（110或V 220） 任何監管機構都不批准 建議使用電池供電的收音機接收傳輸比交流供電單位要好得多。

 

1. 調整你的收音機 靜控氣FM收音機頻段內的頻率，即是無聲的，或只有一些嘶嘶聲。 附近的頻率， 108 MHz 是典型的死氣。 無線電定位器網頁列出了當地的廣播電台，在您的區域。 這可以幫助您確定死氣頻率。
2. 打開你的FM發射器，擴展其天線和，保持發射機，調頻收音機遠離約2英尺。 對著麥克風，同時 慢慢地 調節變量帽。 用指甲或非金屬螺絲刀，直到你聽到自己在電台。 這個過程是令人沮喪的單調乏味，需要小心電容調諧。 一旦你聽到嚎叫（也稱為調諧 熱話筒），這表明發射器 - 接收器的反饋。
3. 增加無線電發射機之間的距離。 恭喜你 - 你有一個無線麥克風！

從這裡去哪裡

如前所述，性能是適度的。 筆者的經驗，在大城市工作與電池供電的收音機調諧在108 MHz（美國費城）產生戶外約25的英尺，室內50的腳。 此外，除了作者的聲音，可以稍微聽到電台廣播。

為了調整性能，頻譜分析儀都可以使用。 這是一個視覺上顯示頻率是最主要的設備。 筆者發現約200發送電路，而不是所需的220兆赫到108 MHz！ 兆赫216是諧波，即兩倍所需108兆赫。 因此，傳輸範圍降低，容易受到雜音（電台廣播）。

要傳輸在所需的108兆赫，筆者認為以下幾點：

 

• 手工製作的線圈0.1 UH很難測試。 電感米來衡量，微亨利範圍是昂貴的。
• 米測量皮法電容也很昂貴。
• 購買à0.111 UH空芯線​​圈，電感器製造商COILCRAFT。
• 頻譜分析儀花費數千美元。 一個可行的替代方案是一個$ 130美元Elenco F-2800的頻率計數器。 這是一個很好的單位收購，如果你打算建立調頻發射機，更嚴重的是。

在大多數情況下，頻率計數器顯示的近似兆赫200甚至COILCRAFT電感！ 因此，最有可能的可變電容器是不是真正給人一種的4到34的pF範圍內。 由於傳輸頻率保持關閉到200 MHz，calcFreq.xls顯示，可變電容實際上貼近4的PF，而不是往上走，以在額定34 PF。 這應該是意料之中的，因為很少是精確公差電容。 淨效應是無皮法分辨率的電容，你會在216 MHz的諧波高產減少範圍傳輸和易受噪聲。

最後的話

本教程連同附錄細節充分單個晶體管調頻發射機建設和基礎數學。 該電路可建在一個下午少於$ 10美元的公用部分，導致在25到50英尺的傳輸範圍。

喜歡的作者，讀者可能會感到興奮有關調頻發射機建設前景。 存在許多電路的設計和原理圖上線和打印，但不經常提供大量的分析。 本教程試圖填補這一空白，特別是首次FM發射建設者。 分析允許一個學習電路中扮演什麼樣的角色和他們的價值觀。 這種分析提供了讀者對改進或定制電路步進點。

說明了數學和現實世界中的操作是本教程的價值。 從下面的參考資料，對學習更多的一些材料可能被收購。 建築快樂！

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