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    transmisor de radiodifusión estéreo 80 vatios FM

     

    Antes que empecemos:

    Soy muy consciente de la escena de radio pirata que existe en varios países. Mientras estoy cien por ciento a favor de la libertad de expresión, también estoy cien por ciento convencido de que el espectro radioeléctrico tiene que ser organizada y controlada, con el fin de evitar interferencias y permitir el acceso equitativo a todos los interesados. Por esta razón, pido a mis lectores a abstenerse de utilizar mi trabajo para la creación de cualquier tipo de clandestina, pirata, la estación de radio sin licencia. Por otra parte, cualquiera que juegue justo, y hacer las cosas de acuerdo a la ley, es hacer uso de mi diseño.

     


    La historia de este proyecto

    En Chile una proporción significativa de las emisoras que utilizan transmisores hechos a mano. La calidad varía. Algunos transmisores están bien hechas, otras son muy pobres, y también hay algunos que son bien diseñado pero mal construido, que es el resultado típico de un mal técnico de haber tratado de copiar un diseño hecho por otra persona.

    En 2002 me pidieron que reparara un transmisor que era un ejemplo particularmente pobre del género. El propietario me dijo que esta cosa muy mala era lo mejor que podía pagar. Le dije que se podría construir un transmisor mucho mejor por menos dinero. Una cosa llevó a la siguiente, y me comprometí a desarrollar un transmisor económico y de alta calidad para pequeñas estaciones de FM.

    Durante los próximos meses he diseñado, construido y depurando los tres módulos principales de mi transmisor: El procesador de audio y cartón codificador estéreo, la excitación sintetizada, y el amplificador de potencia. Pero cuando estaba en ese momento, mi querido amigo con el transmisor pésimo salió del negocio, por lo que no hubo un uso real más por el transmisor que estaba construyendo! Esto llevó a que el proyecto se archivó, a pesar del hecho de que sólo el circuito de control bastante simple todavía faltaba.

    Los tres módulos completos han sido por ahí en mi taller durante cuatro años. En mi ciudad el dial se llena con las estaciones que transmiten la música en su mayoría muy baja calidad, y todo el mundo parece estar de acuerdo en que hay sólo hay espacio, ni espectro-sabia ni en número de oyentes, para una estación adicional que transmitir la buena música. .. Y de todos modos, no tengo el tiempo para ejecutar una estación de radiodifusión, ni siquiera un uno semi-automatizado! Así que no hay motivación para mí ahora para completar el proyecto transmisor.

    En lugar de tirar todo por la borda y el olvido (lo cual es algo que no puedo hacer de todos modos!), He decidido poner el diseño en el dominio público, por lo que al menos alguien por ahí podría beneficiarse del tiempo he invertido.
     


    El concepto:

    Este transmisor ha sido diseñado desde cero para proporcionar una calidad de sonido muy alta, junto con una excelente estabilidad de frecuencia, fiabilidad, etc. Puede ser utilizado como un transmisor independiente para servir a una ciudad de tamaño medio, o como un excitador para conducir un kilovatio amplificador de potencia clase para servir a una gran ciudad. Está diseñado para trabajar desde 13.8V tensión nominal, de modo que se puede ejecutar desde una fuente de alimentación común de comunicaciones en paralelo con una batería de reserva. En el caso de un corte de energía, el transmisor puede seguir operando desde la batería, a potencia reducida ligeramente a medida que baja la tensión.

    Se compone de cuatro módulos, los tres más importantes de los cuales están dispuestos, probado, y se describe a continuación. El cuarto módulo aún no se ha construido, y nunca podría ser construido, pero voy a describir sus funciones básicas para que pueda diseñarlo, si lo desea.

    Por lo tanto, vamos a empezar!
     


    El procesador de audio y el codificador estéreo

    El libro de texto de manera de procesar y codificar una señal estéreo para la transmisión de FM es la siguiente:

    1) Tomar los dos canales y paso bajo filtrarlos en 15kHz, con atenuación empinada;
    2) Aplicar pre-énfasis. Dependiendo de la parte del mundo, debería tener una constante de tiempo de 75 µs o 50 µs;
    3) limitar estrictamente el nivel de audio para asegurar que overdeviation no puede suceder;
    4) Crear una onda sinusoidal 38kHz estable y limpia;
    5) Restar el canal derecho desde el carril izquierdo, y multiplicar el resultado con el portador 38kHz;
    6) Crear una onda sinusoidal 19kHz limpio, enganche de fase a la 38kHz uno;
    7) Añadir el carril izquierdo, canal derecho, el LR) * señal 38kHz (y la señal 19kHz, con amplitudes específicas.

    Hay varias formas de implementar este algoritmo. transmisores modernos fábrica hizo a menudo lo hacen todo el asunto digitalmente, en un DSP. Pero aún así es menos costoso y más fácil de hacer en el dominio analógico. Eso se puede hacer de varias maneras demasiado, y demasiado muchos transmisores en estos días utilizan métodos muy bajos, mediocres como multiplicadores de difícil conmutación basados ​​en CMOS cambia. Ellos hacen el trabajo, pero son muy ruidosos! Mi diseño en su lugar utiliza un verdadero, de alta calidad multiplicador analógico para esa tarea. Como resultado, la señal de mi transmisor es tan buena como las mejores señales que puedo recibir de forma local, y mucho mejor que la mayor parte de ellos!

    Aquí está el diagrama esquemático. Probablemente no va a ser capaz de leerlo en la presente resolución, así que es mejor hacer clic en él, guardarlo en la resolución completa, imprimirlo, y se refieren a él para el siguiente explicación. Si tiene problemas para abrir la versión grande, haga clic en el diagrama, para que puedas guardarlo en el disco, a continuación, abrirlo con IrfanView o cualquier otro visor de imágenes BUENO. Esto es válido para todos los dibujos de esta página. Los dibujos de resolución completa son grandes, y dependiendo de la cantidad de memoria en su ordenador, algunos navegadores web no pueden abrirlos y reportarán un enlace roto.

    Las dos señales de audio de nivel de línea de una sola terminal entran a través de los condensadores de paso de cables, y son recibidos por un filtro de paso bajo LC para deshacerse de cualquier RF que podrían estar en ellas. En cada canal hay una etapa buffer, y luego un pre-énfasis combinada y la etapa limitador suave. La ventaja de hacer el limitante y el pre-énfasis en un solo paso es que evita overdeviating de sonidos agudos fuertes, o tener el bajo volumen del sonido de aplanar los agudos, sin la necesidad de un limitador multibanda. La ganancia de la parte no limitado de las señales de audio es ajustable por medio de potenciómetros. Luego viene un filtro de paso bajo de seis polos que elimina las señales por encima 15kHz.

    Un chip 74HC4060 deriva las señales 38kHz y 19kHz, como ondas cuadradas, de un cristal de cuarzo a medida. Dos circuitos resonantes utilizando núcleos de ferrita olla convierten estas ondas cuadradas, ondas sinusoidales en bajo nivel de ruido muy limpias. Trimpots permiten establecer los niveles, mientras que los núcleos de los inductores ajustables permiten la sintonización precisa. Los puentes permiten desactivar cada una de estas señales para fines de prueba y ajuste. 

    Una vez pasado de moda, pero bajo nivel de ruido y el chip multiplicador analógico de baja distorsión modula la señal LR, producida por un amplificador diferencial del amplificador operacional, a la subportadora 38kHz. Este circuito tiene tres ajustes para mantener el equilibrio. Su nivel de salida es ajustable también. Las señales que son necesarios sólo para estéreo pueden ser desconectados para las pruebas por medio de un puente.

    El sumador de salida combina la señal L, señal R, (LR) * señal 38kHz, y el tono piloto. Las dos primeras señales se fijan en esta etapa, mientras que el (LR) * 38kHz se puede ajustar por su propio potenciómetro de ajuste, y el tono piloto por el potenciómetro de ajuste antes de su circuito LC. Entonces hay un ajuste final de nivel, que se utiliza para ajustar la desviación del transmisor, y luego una etapa tampón con baja impedancia de salida, que impulsa la salida a través de una resistencia para evitar la inestabilidad de las cargas capacitivas.

    Hay un circuito adicional que consiste, básicamente, de un detector de doble superdiode con una constante de tiempo y el conductor con salida ajustable. Este circuito recoge la señal múltiplex completa justo antes del control de nivel final, y produce una señal de CC para conducir directamente una pequeña metros, para la indicación de desviación. Esta es una herramienta más importante para el operador del transmisor para ajustar el nivel de audio adecuado durante la operación de rutina!


    Aquí está la placa de circuito impreso. Haga clic en él para obtenerlo en alta resolución ... Se ve "a través del tablero", por lo que puede imprimirlo directamente y colocar la tinta en contacto con el cobre para obtener un patrón de cobre de caras correcto.

    Todo el circuito está construido en este PCB de un solo lado. Sólo unos pocos cables de puente son necesarios, por lo que no vale la pena hacer un PCB de doble cara para esto.


    Y esto es una superposición de piezas en bruto, sólo para ver que una parte va. Exactamente que parte donde va, es algo que va a tener que trabajar con el esquema! No sea perezoso!


    Y así es como se ve el codificador estéreo completo. Aquí había soldada temporalmente una placa de conectores fono pasada de moda a las entradas. Más tarde, el PCB debe ser encerrado en una caja blindada, con todas las entradas y salidas de ir a través de los condensadores de paso de cables.

    Acerca de los componentes: Todas las resistencias críticas son de película metálica, tolerancia del 1%, tanto para estabilidad como para bajo nivel de ruido. Los amplificadores operacionales son del tipo de bajo ruido y baja distorsión, a excepción del amplificador operacional del circuito de medición, que es un tipo BiFET simple. Todos los trimpots son unidades multivuelta de alta calidad. Los condensadores son en su mayoría de poliéster, pero en el filtro de paso bajo usé 5% de mica plateada, simplemente porque tenía muchos de ellos y podía igualar los valores muy bien. Hacer coincidir los condensadores es una buena idea, porque su tolerancia del 5% es un poco amplia para obtener la respuesta de filtro óptimamente plana. En lugares no críticos encontrará condensadores cerámicos y electrolíticos. Los estranguladores son de inmersión extraídos de un VCR desechado, pero se pueden comprar nuevos similares. Los núcleos de ferrita provienen del decodificador estéreo de una radio vieja (¡en caja de madera!), Que obtuve en una condición demasiado incompleta para restaurar. No tengo información sobre ellos, por lo que tendrá que seleccionar sus propios núcleos y calcular el número de vueltas para obtener la inductancia indicada en el esquema. Solo tenga en cuenta que los núcleos de las ollas DEBEN tener un espacio de aire significativo para que sean lo suficientemente estables. El cristal se puede pedir a JAN Crystals, especificando una frecuencia de 2.432 MHz, modo fundamental, resonante paralelo, capacitancia de carga de 30pF, soporte HC-49, con clasificaciones estándar de temperatura, estabilidad y tolerancia.

    Usted tiene que entender este circuito para poder calibrar correctamente. Y se necesita un osciloscopio, por supuesto! El proceso se inicia por el preajuste de todos los ajustes a sus puntos medios, la aplicación de una fuente de alimentación +/- 15V, y una onda sinusoidal de audio de 1kHz a ambos canales, a un nivel de 1V pico pico a. Establecer R5 y R23 exactamente pp 4.5V en las salidas de los filtros de paso bajo, como se indica en el diagrama. Luego de ajustar L4 y R44 repetidamente mientras mira a la salida del U9A, sintonizando la bobina para la máxima señal y el potenciómetro de ajuste exactamente pp 4.4V. A continuación, se aplica la señal 1kHz a una sola entrada de la junta, y que corta la otra entrada de suelo. Con el osciloscopio en la salida del U11A, debería ver una señal de dos tonos clásicos. Ahora ajustar R60, R61 y R62 repetitivamente a la mejor centrado de suelo, la simetría y la linealidad. Esto es más fácil de hacer mediante el uso de un ámbito de doble canal y poner el otro canal de la señal de entrada al multiplicador analógico (salida de U6A), la superposición de las dos trazas. Después de ajustar la ganancia de los canales de osciloscopio, la señal de dos tonos modulados debe llenar con precisión la onda sinusoidal 1kHz.

    Ahora instale un puente en JP2 y poner al alcance de la salida del U6B. Allí verá la suma de la señal 1kHz y la señal de doble tono procedente del multiplicador. Ajuste el nivel de la señal * 38kHz con R55 (LR), por lo que es exactamente igual al nivel de la señal de 1 kHz. Eso es muy fácil, porque cuando el ajuste es correcto, la señal de 38 kHz siempre se mueve entre cero voltios y el nivel instantáneo de la onda sinusoidal de 1 kHz. Por lo tanto, ¡solo tiene que ajustar el potenciómetro para obtener esta línea de cero voltios agradable y recta! Si nunca ha construido un circuito como este, es posible que ahora no entienda lo que quiero decir, ¡pero se aclarará inmediatamente cuando juegue con el ajuste! ¡Asegúrese de realizar este ajuste con la mayor precisión, porque de ello depende la buena separación estéreo de este codificador!
     
    Ahora quitar el puente JP2 e instalarlo en JP1. Aplique la señal 1kHz 1V a ambos canales. Tune L5 para la señal 19kHz máximo, y establecer R45 de modo que la señal piloto en el ámbito de aplicación es sobre 10% de la amplitud de la señal 1kHz. Ahora coloque las dos sondas de osciloscopio en las salidas de U9A y U9B, quite el puente de JP1, y retocar L5 para alinear las fases de las dos ondas sinusoidales, de modo que el paso por cero ocurre exactamente al mismo tiempo. El aumento de la ganancia de alcance de la señal de 19kHz ayuda a conseguir las formas de onda más paralelos y obtener una mejor precisión.

    R68 se ajustará una vez que el excitador está completo. Por ahora, sólo configurarlo a alrededor de gama media, que dará sobre 1V en la salida. Si ya tiene su medidor para la medición de la desviación (cualquier medidor de panel de 10uA a 1mA gran escala debería funcionar), se puede dibujar una escala para ello y ajustar R73 para que se lea% de desviación 100 (o 75kHz, lo que usted prefiera). Hacer esto con una señal de más de 1V aplicada a las entradas, de modo que la señal está siendo limitado. Por cierto, la lectura debe ser la misma independientemente de si se aplica la señal de audio a sólo una insumos, o para ambos. Cuando no hay entrada de audio, el medidor debe leer sobre 10% del valor de la desviación total. Este es el tono piloto, y es posible que desee marcar su nivel en el medidor.


     


    El excitador sintetizado

    Fe de erratas: Los transistores identificados como 2SC688 en el esquema son realmente 2SC668! Gracias por informar de la inconsistencia, Fausto! 

    El excitador tiene las funciones de proporcionar un bajo nivel de ruido, la señal de RF de frecuencia seleccionable estable, modulan con la señal múltiplex proporcionada por la placa de audio, y amplificarlo a una potencia de salida controlable suficiente para conducir el amplificador de potencia. Mi excitador utiliza un sintetizador de frecuencia PLL, que cubre la banda de FM en pasos 100kHz. El VCO cubre sólo unos pocos MHz sin reajuste, lo que resulta en bajo nivel de ruido. La modulación se realiza de forma independiente de control de frecuencia, y con especial consideración para bajo nivel de ruido. La potencia de salida se puede controlar desde cero a 4 vatios. Un detector de desbloqueo PLL está incluido, para apagar el transmisor en caso de un mal funcionamiento.
    El corazón de la excitatriz es un VCO Colpitts. Se alimenta desde un regulador 9V locales, y tiene la frecuencia controlada por dos condensadores variables de regreso a la espalda, lo que resulta en una carga mínima y por lo tanto el ruido de fase ultra baja. Una muestra de la señal de VCO se divide por un pre-escalador IC y se aplicó a un chip PLL, que recibe su referencia de un cristal de cuarzo por encargo y lo divide hacia abajo para 6250 Hz. La frecuencia se establece en forma binaria por un interruptor dip de diez vías, que controla el principal divisor programable. Si se desbloquea el PLL, Q1 conecta una salida que se debe utilizar para desactivar el amplificador de potencia. La salida del detector de fase del chip PLL se filtra y el nivel desplazada por un amplificador operacional, que se inyecta en los varactores de control de frecuencia del VCO.

    La señal de modulación se aplica a un varactor separado, que está sesgada para funcionar en un rango razonablemente lineal, y ser separada desde el circuito de control de frecuencia, que no está afectado por la tensión de PLL. Todo el voltaje de la señal de acoplamiento y control se realiza a través de las estrangulaciones, en lugar de inductores, para obtener un ruido más bajo. El ancho de banda de la entrada de modulación es lo suficientemente ancha no sólo para estéreo, pero también para permitir adición posterior de una señal (SCA) de subportadora de utilidad.

    La salida del VCO pasa a través de una etapa tampón de seguidor de emisor, a continuación, a través de una clase ampliamente sintonizado Un amplificador, seguido de un controlador de clase B y un amplificador de potencia de clase C, que utilizan medio-Q sintonizado redes de adaptación de impedancia. Estas dos últimas etapas son alimentados desde una entrada separada, de modo que la potencia de salida puede ser controlado desde cero a 4 W mediante el ajuste de esta tensión de cero a 15V. La intención está utilizando esta característica de control de la transmisión automática de las etapas finales, y la protección del transmisor.

    Tenga en cuenta que la salida de este módulo no tiene suficiente filtrado de armónicos para conectarlo directamente a una antena. Si desea utilizar este excitador como transmisor de energía autónoma bajo, se debe añadir un filtro de paso bajo.


    El excitador está construido sobre una PCB de doble cara, que tiene su parte superior de cobre del lado izquierdo en su mayoría sin ser molestados como plano de tierra. El cobre se extrae solamente alrededor de pasadores sin toma de tierra. Las conexiones a tierra se sueldan en la parte superior, por lo que no es necesario tener taladros metalizados.

    Este dibujo muestra las dos caras de la placa, de manera que se puede imprimir y doblar por la mitad para ver cómo se alinean las dos partes. Usted tendrá que invertir la imagen a imprimir para hacer la junta, de modo que la tinta entra en contacto con el cobre.

    Este PCB está equipado con escudos soldadas alrededor y entre etapas, a ambos lados de la junta. Ellos son los más instalados antes de poblarlo.


    Esta imagen muestra la disposición de las partes. Una vez más, tendrá que saber qué parte es la que, utilizando el esquema. Debe ser bastante fácil. Tenga cuidado, porque hay un componente en el esquema que NO está incluido en el diseño de la placa! Se añadió más tarde, durante la depuración, y suelda debajo de la tabla! Para hacer las cosas más interesantes y que desafiar un poco, no le dirá qué parte de que es! Va a encontrar cuando al final tener una parte que queda después de montar el tablero! :-)

    Los dibujos de las bobinas son una razonablemente cerca partido a sus tamaños reales.


    ¡Y así es como se ve el excitador ensamblado! Es posible que observe la pieza de aluminio mecanizada que encierra el transistor de salida. Lo hice en mi torno de hobby. Es una forma bastante sofisticada de conectar el transistor con carcasa TO-5 a un disipador de calor externo. Un soporte más simple también funcionará. Mi idea original era colocar este módulo en el borde de un chasis o contra la pared de un gabinete, para usarlo como disipador de calor. De todos modos, el circuito es tan eficiente que el transistor apenas necesita un disipador de calor adicional. Hice todas las pruebas sin agregar nada más de lo que se muestra aquí.

    Muchas de las piezas procedían de equipos de chatarra. Eso incluye los condensadores de ajuste y los inductores de cruce. Pero piezas compatibles están disponibles nuevo. El cristal fue hecho por cristales JAN. Disponiéndolo especificar una frecuencia de 6.4000 MHz, modo fundamental, en paralelo resonante, 30pF capacidad de carga, soporte de HC-49, con puntuaciones estándar de temperatura, estabilidad y tolerancia.

    La salida se conecta a través de una toma BNC. Todas las demás conexiones pasan por condensadores de alimentación. El escudo se completa con tapas a presión, hechas del mismo material utilizado para las paredes del escudo que se muestran aquí. ¡No es más que latas de café, abiertas y aplanadas! ¡Algunos chocolates y galletas también vienen en latas adecuadas!

    La alineación de este circuito no es difícil. Primero configura todos los potenciómetros a rango medio y programa la frecuencia. Para esta tarea, simplemente agregue los pesos del interruptor: el interruptor menos significativo produce 100 kHz, el segundo agrega 200 kHz, el siguiente 400 kHz, y así sucesivamente, hasta el octavo, que agrega 12.8 MHz. El noveno en realidad se conecta a dos entradas del chip PLL, por lo que agrega 76.8 MHz, y el décimo conmutador agrega 102.4MHz. Para calcular la configuración de los interruptores para una frecuencia determinada, simplemente descompóngala en sus componentes binarios y configure los interruptores adecuados. Tenga en cuenta que un interruptor que está ENCENDIDO NO agrega su contribución de frecuencia. Por ejemplo, si desea transmitir en 96.5 MHz, debe configurar los interruptores 9, 8, 7, 3 y 1 en OFF y los demás en ON. La gama completa de frecuencias que puede configurar en el sintetizador cubre toda la banda de transmisión de FM y bastante más, pero el resto del circuito fue diseñado solo para la banda de transmisión.

    Ahora usted debe conectar una fuente de alimentación 15V sólo a la entrada principal de alimentación, con un voltímetro a la salida del U3, y un contador de frecuencia en el colector del Q4. Si obtiene la frecuencia correcta, usted está en suerte grande y debe ir a jugar a la lotería! Por lo general, el VCO estará fuera del rango de captura. Si el voltímetro marca alrededor 14V, significa que la frecuencia es demasiado baja. Si se lee cerca de cero, significa que la frecuencia es demasiado alta. El contador de frecuencia debe estar de acuerdo con esto. Es necesario ajustar la frecuencia central del VCO para ponerla en rango. Para esta tarea tiene dos puntos de ajuste: Uno es C20, el otro se inclina L4! Por lo general, el condensador de ajuste por sí solo no da suficiente rango, así que siéntete libre para doblar la bobina. Cuando haya ajustado el VCO más o menos bien, el PLL se bloqueará en, y obtendrá una frecuencia de salida estable, muy cerca de la que usted desea. Ajuste L4 y C20 por lo que el voltímetro lee más o menos 9V. Tal tensión relativamente alta varactor es conveniente para un mejor rendimiento de ruido, ya que mantiene los varactores de entrar en la conducción en los picos de RF. Lo ideal es ajustar la bobina de modo que el condensador de ajuste es de rango cercano centro con la tensión en 9V. Esto le da más sencillo de corrección posterior.

    Ahora se puede establecer el cristal de referencia a la frecuencia precisa, ajustando C12 modo que la frecuencia en el mostrador es exactamente la correcta.

    Vayamos a las etapas de potencia: conectar un medidor de potencia de RF y una carga ficticia 50 ohmios a la salida, y se aplican unos pocos voltios a la entrada de voltaje variable. Ajuste C28, C32, C37 y C38 de alto poder. Si se ejecuta fuera de rango en cualquier condensador de ajuste, que correcta, doblando las bobinas conectadas a ella: L5, L7, L11, L10. Ahora aumentar la tensión y retocar estos condensadores de ajuste. Debe obtener 4 5 de salida vatios a 15V de tensión de alimentación.

    Para evitar ruidos microfónicos, después de completar el ajuste se debe sellar la bobina del oscilador, y quizás también las otras bobinas enrolladas por aire, con cera de abejas o algún otro material adecuado. Después de eso, puede ser necesario un ligero reajuste de los recortadores.

    Ahora se puede conectar la placa de audio al excitador. Aplicar una señal 1kHz al panel de audio (ambos canales es mejor), lo suficientemente fuerte como para impulsar la placa en la limitación moderada, y ajustar R68 en el puerto de audio para obtener +/- desviación 75kHz. Si usted no tiene un medidor de desviación, puede acercarse al enganchar un margen para la salida de audio de un receptor de FM, la sintonización a varias estaciones locales, tenga en cuenta los niveles de audio producidos por ellos, y luego sintonizar su transmisor y establecer su desviación para que coincida con ese nivel. Pero este sistema es muy impreciso. Lo mejor es obtener o hacer un verdadero medidor de desviación.

    Si alguna vez desea cambiar la frecuencia, usted tiene que volver a programar los interruptores DIP y luego retocar todos los condensadores de ajuste y, posiblemente, las bobinas, a excepción de C12, que sólo debería requerir retoque después de varios años, cuando el cristal ha envejecido.


     


    El amplificador de potencia 80 vatios

    Se trata de un diseño bastante convencional, usando transistores bipolares en un circuito sintonizado clase C. Gracias a la utilización de dos etapas, el amplificador puede ser conducido a plena potencia con menos de 1 vatios potencia de accionamiento, por lo que una gran resultados margen de ganancia en este transmisor.

    transistores de potencia VHF bipolares tienen una afinidad fuerte para la baja frecuencia de auto-oscilación. Para obtener una estabilidad en este amplificador, he empleado varias técnicas, como la colocación de las resonancias de base y el colector estrangulaciones muy separados, de amortiguación de los estranguladores con resistencias, usando combinaciones de RC para la absorción de frecuencias no deseadas, utilizando condensadores feedtrough para derivar en la pizarra, etc. . tomó algunos ajustes, pero el amplificador terminó incondicionalmente estable.

    La red de adaptación de impedancia entre los dos transistores exige una inductancia tan bajo, que no sería práctico hacerlo con cable real. Así que utilicé una línea de cinta micro grabado al agua fuerte en el PCB. Además, el sensor de potencia y los cables de acero en la salida se hizo con micro striplines.

    Haga clic sobre el esquema para obtener una versión de resolución completa que también incluye detalles sobre las lineas de bandas micro y otras partes.

    Este amplificador tiene un filtro de paso bajo en la salida, lo que resulta en una señal lo suficientemente limpia para ser conectado directamente a una antena. El medidor SWR se colocó antes del filtro, con el fin de limpiar los armónicos producidos por sus diodos. En cualquier caso, mientras que la señal es lo suficientemente limpia para satisfacer fácilmente los requisitos legales y técnicos habituales, este transmisor no debe utilizarse en un sitio multi-transmisor sin más filtración de banda estrecha! Esto es así porque las otras señales fuertes en frecuencias cercanas serían recogidos por la antena y acoplado al transistor de potencia, lo que mezclarlo con la propia señal, la creación de una amplia gama de productos de intermodulación, algunos de los cuales sería re- radiada! Este es un problema común y muy grande en muchos sitios multitransmitter. En esos lugares, ni siquiera uno transmisor debe estar permitido en el aire sin filtración de banda estrecha! Este filtrado se logra fácilmente por medio de una sola cavidad sintonizada, que puede ser construido a partir de tubos de cobre o lámina.


    Aquí está el diseño de la PCB, incluyendo las microbandas. El tablero es 20cm de largo y es de doble cara, con la parte trasera de ser un plano de tierra continua a excepción de dos pequeñas almohadillas en la base del transistor conductor y cobrador. Corté estas pastillas con un cuchillo, en lugar de hacer un dibujo de todo el equipo para eso!


    Usted tendrá que perforar y cortar las aberturas para los transistores. El transistor de potencia está montado desde arriba, mientras que el transistor conductor, debido a su pequeña altura, está montado debajo de la tabla. Ambos transistores están montados después de la soldadura de láminas de cobre en las aberturas de PCB, para unirse a los planos de tierra superior e inferior, y el transistor conductor también tiene este tipo de correas de cobre que conectan las almohadillas de base y colector a la parte superior del tablero. Aquí se puede ver cómo los transistores están soldados a la placa, y los espaciadores que utilicé para darle la altura correcta. Monté por primera vez el tablero y los transistores al disipador de calor, entonces el transistor de salida soldadas en encaje, luego repasar soldar los cables del emisor del transistor de activación desde arriba, a través de la apertura, luego otra vez extraído la placa y soldar el transistor conductor totalmente. De esta manera se asegura el ajuste mecánico apropiado. Asegúrese de que las superficies de montaje del transistor son planas! Mi transistor de potencia llegó con una superficie ligeramente redondeada, por lo que primero tuvo que lijar plano! Esto es fundamental para una buena transferencia de calor. Por supuesto, usar un buen lubricante térmico cuando finalmente montar el amplificador para el disipador de calor.

    Se puede ver que que hay también unos cuantos lugares donde las cosas se conectan a través de la placa a la mejor puesta a tierra. Por supuesto, el escudo alrededor de la junta también se une a los dos planos de tierra.


    Y aquí está la superposición de partes, como de costumbre, sin identificación de piezas!


    Así es como el amplificador de potencia completa se ve desde arriba. Se puede ver las líneas de cinta, cómo se instalan las tapas feedtrough (utilizado como colector condensadores de desacoplo), etc. Tenga en cuenta los revestidos de cobre de condensadores de mica en el filtro de paso bajo en la parte superior derecha.

    Pero vamos a ver mejor en detalle en algunas áreas interesantes: 


    Aquí puede ver los dos transistores y la red de adaptación entre ellos. No he podido encontrar los condensadores de ajuste que soportar la cantidad de corriente de RF presente en este circuito! Cada condensador de ajuste hecho en fábrica encontré derretiría abajo! Así que hice mis propias condensadores de ajuste de compresión de la mica, el uso de latón y hoja de cobre, latón placa base, la arandela de compresión de latón, y láminas de mica prevista originalmente para el montaje A-247 cápsula. Todas las conexiones de los condensadores de ajuste son soldados, no sólo remachado como en muchos condensadores de ajuste realizado en fábrica. Que resolvió el problema, pero incluso estas cortadoras de entrar en calor en uso!

    Nótese cómo los condensadores de ajuste, tanto a la entrada y la salida del transistor de potencia tienen sus conexiones a tierra muy cerca de los cables del emisor.


    La red de coincidencia de salida utiliza el mismo tipo de recortadores. El que aparece en el medio bajo de la imagen es el que toma más corriente, ¡más de 15 amperios de RF! En servicio continuo y en VHF donde la profundidad de la piel es muy pequeña, esta es una gran corriente. Lo mismo ocurre con la "bobina" del tanque, que está hecha de una tira de lámina de cobre de 0.5 mm doblada en forma de "U". A pesar de su buena conexión térmica con la placa, ¡se calienta lo suficiente como para ser imposible de tocar! Por supuesto, de todos modos, no debe tocarlo mientras el transmisor está encendido, porque además de una quemadura por calor, ¡obtendrá una quemadura de RF aún más desagradable!

    Un problema similar ocurrió con los condensadores para el filtro de paso bajo de salida. He intentado utilizar una clasificación-RF de condensadores de mica de plata, como se muestra en la foto de arriba en su esquina superior derecha, pero se puso tan caliente que empezaron a oler! Seguramente sus electrodos de plata son demasiado delgadas. Ellos no habrían durado mucho en este servicio.

    Yo no tenía nada mejor condensadores de RF en la mano, y en lugar de ordenar de metales pesados ​​de condensadores de mica revestida en varios dólares cada uno, decidí hacer mi propia. Aquí está un ejemplo, se muestra junto a un transistor ST-92 para la comparación de tamaño. Solía ​​lámina de cobre 0.5mm para el electrodo externo, lámina de cobre 0.1mm para el uno en el interior, y el corte de la mica aislante para-247. 


    Aquí hay una mirada de cerca a uno de mis condensadores de mica revestidos de cobre, ¡sostenido en las mandíbulas de un broche de madera para la foto!


    Dado que el grosor de esos aisladores de mica para el montaje de semiconductores varía mucho, la fabricación de estos condensadores es un proceso sencillo. Medí el grosor de la mica lo mejor que pude, calculé la superficie necesaria para los condensadores, los construí y luego los medí, usando una bobina de prueba y un medidor de inmersión de rejilla. Escribí el valor en cada uno y continué fabricando condensadores hasta que tuve algunos valores lo suficientemente cercanos para mi filtro de paso bajo. El resto lo guardé en stock para otros proyectos.

    Es divertido darse cuenta de que el cobre revestido de condensadores de mica construidas de esta manera realizar casi tan buenos como los hechos de fábrica, que puede hacer que cualquier valor que necesita, y que cuestan alrededor de 1% tanto como los buenos los de marca brillante!

    En el filtro de paso bajo, estos condensadores de mica revestidos de cobre quedan apenas tibia. Puesto que están bien soldadas a la placa plana, no sé si se llevan a cabo su pérdida de calor en la placa, o si son solamente calentado por las bobinas de filtro! Debido a que estas bobinas sin duda hacen entrar en calor en uso, a pesar de estar herida de alambre muy grueso.


    Para las pruebas he montado el tablero del amplificador en un lugar de gran disipador de calor. Se compone de una placa de cobre cm 10 20 de espesor * 6mm, a la que Soldé 20 aletas, hechos de lámina de cobre 0.5mm, midiendo también 10 * 20cm cada uno, que tiene bordes de soldadura en forma de L. Hice este disipador de calor algunos meses antes con fines de investigación (ver mi página de diseño térmico), y ya que estaba mintiendo alrededor, lo usé. Pero con la disipación de potencia total de este ser algo como amplificador vatios 50, un disipador de calor mucho más pequeña sería lo suficientemente bueno, si se utiliza un pequeño ventilador. Aún así, un difusor de calor de cobre es una buena idea, ya que el transistor de potencia se utiliza en su máxima calificación.


     


    Los resultados

    Esta foto muestra el transmisor está probando en mi mesa de trabajo es cierto que no muy ordenado! Se puede ver el excitador en la parte inferior izquierda, y el amplificador con su disipador de calor excesivamente grande de pie en el peine de aluminio soporta para evitar doblar las aletas delgadas. No es mi poder y el medidor de ROE Aiwa, y una gran carga de aceite puede maniquí de tragar con seguridad los vatios (80 realidad que carga ficticia puede tomar un kilovatio durante unos minutos). Un multímetro analógico está mostrando la corriente, y el resto son cajas de piezas, herramientas, etc. La tarjeta de sonido terminó fuera de la foto, junto con el multímetro digital, contador de frecuencia, osciloscopio, etc. Fue un buen lío, pero trabajó ¡muy bien!

    Me encontré con varias pruebas en el transmisor. Una prueba de resistencia consistía en correr a 80 de salida vatios durante una semana sin parar. No se observaron problemas. Otras pruebas incluyen cambio de temperatura, vibración (para comprobar si hay microfonía), la variación de las tensiones de alimentación, etc. El transmisor parece estar muy bien atendidos en todos los aspectos.

    A continuación, se realizaron las pruebas cualitativas. La separación estéreo, medido a través de mi receptor de FM hecho en casa, salió como 52db. Eso es mejor que la mayoría. La relación señal / ruido era más allá de mis capacidades de medición, que alcanzan un máximo de 82dB! Eso es mejor que casi cualquier cosa que uno puede saber de estaciones comerciales! La distorsión también era demasiado bajo para ser medido, un resultado de la cuidadoso equilibrio de la no linealidad varactor residual con el efecto de la capacitancia en serie.

    ¡Entonces llegó la prueba de oído! Conecté mi reproductor de CD, el transmisor, el receptor de FM, el amplificador y los parlantes, para poder alternar el sonido entre la señal original del CD y la señal que pasa por el transmisor, unos metros de aire (el La radiación de las bobinas del filtro de paso bajo es mucho más que suficiente para esta distancia) y el receptor. Escuché un CD de Roby Lakatos, el rey de los violinistas gitanos, que me gusta mucho y que es genial para probar por su sonido nítido, limpio y completo. Me impresionó bastante el hecho de que podía alternar entre la señal original y la transmitida, ¡sin detectar una diferencia de oído! ¡Así que me complace decir que este transmisor conserva la calidad audible completa de una señal de CD de primer nivel! La separación estéreo menos que perfecta no es un problema en absoluto, porque ningún oyente, incluso en modo crítico, puede discernir entre una separación de 50dB y una separación perfecta.


     


    El cuarto módulo: Para hacerse!

    Lo que falta para completar este transmisor es un cuarto módulo, un muy simple, que debe poner en práctica las funciones siguientes:

    1) Un convertidor DC-DC para aceptar la entrada nominal 13.8V y producir +/- 15V de las tarjetas de audio y de la excitatriz. Esto podría ser una entrada estándar 12V, unidad de hecho en fábrica, o un circuito casero.

    2) Un circuito de control de potencia. Se debería leer la señal de potencia de salida suministrada por el sensor de SWR / alimentación de la placa del amplificador, compararlo con el ajuste de un potenciómetro en el panel frontal, y ajustar un regulador pase alimentación de las dos últimas etapas del excitador con el fin de establecer la salida poder para el valor deseado. En adición. este circuito debe implementar funciones de protección: Se debe reducir la potencia si la señal de los cables de acero supera un cierto valor, si la temperatura del disipador de calor es demasiado alta (se necesitarían un termistor u otro sensor de temperatura), y se debe cortar la energía total si el PLL se desbloquea, como se indica por la señal correspondiente procedente del excitador. La alimentación debe ser ajustado hacia abajo rápidamente, y una copia de seguridad poco a poco, con el fin de tener mejor protección.

    3) Opcionalmente la desviación podría ser monitoreada, hacer sonar una señal de alarma audible o incluso el corte de la alimentación si se supera la desviación permisible.

    Tal vez algún día me da la motivación para construir este cuarto módulo, y poner a todos en una sola caja. Si / cuando lo haga, voy a terminar esta página web con información sobre ese módulo, y una foto del transmisor completado!

     

     

     

     

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