Простейший FM-радиомикрофон (на основе генератора Колпитца)

Схема FM-радиомикрофона на генераторе Колпитца (емкостная трехточка)

Основой данного радиомикрофона служит генератор Колпитца, известный также как емкостная трёхточка. В общем-то каждую такую схему нужно настраивать индивидуально, поскольку на частоту влияет буквально всё: емкости переходов транзистора, емкости между дорожками платы и т.д. Но все же при соблюдении приведенных ниже рекомендаций настроить схему на FM диапазон (88-108 МГц) достаточно просто.

Скачать печатную плату (AutoCAD2000i)

Используемые детали:

  1. Микрофон — любой электретный. Печатная плата нарисована для микрофона от Sony-Ericsson K610i, но, даже не переделывая ее, сюда можно подключить и многие другие микрофоны.
  2. Конденсатор C1 — SMD электролит или керамика 0,1 мкФ.
  3. Конденсатор С2 — 1..10 нФ; этот конденсатор шунтирует микрофон и следовательно определяет его чувствительность: чем меньше емкость — тем выше чувствительность и наоборот. Для микрофона от K610i при емкости 1 нФ будет различим негромкий разговор с расстояния пару метров, а при емкости 6,8 нФ вы услышите только то, что говорят непосредственно в микрофон. Вообще эту емкость подбирают в зависимости от микрофона и расстояния с которого должен быть слышим звук.
  4. Транзистор VT1 — это довольно распространенный СВЧ транзистор 2SC3356 (маркировки R22, R23, R24, R25), fГ=7 ГГц. Можно использовать и другие СВЧ транзисторы, запомните главное — чем выше граничная частота и коэффициент усиления — тем лучше, чем они ниже — тем труднее будет налаживать схему. Чтобы не париться — лучше брать транзисторы с граничной частотой от 1 ГГц.
  5. Резисторы R1 и R2 задают рабочую точку транзистора. Их номиналы нужно подбирать в зависимости от напряжения питания и потребляемой мощности. Для питания от 3-х вольтовой литиевой батарейки и тока потребления 4 мА для транзистора 2SC3356 их номиналы равны: R1=4,7 кОм, R2=200 Ом. Попробуйте поэкспериментировать с номиналами (например, R1=1…10 кОм, R2=100…300 Ом) — понаблюдайте, что будет меняться.
  6. Конденсатор С5 — это конденсатор связи, своего рода фильтр, который пропускает СВЧ колебания и гасит все остальные. Его емкость должна быть где-то 1…50 пФ. Чем она ниже — тем меньше влияют внешние факторы (например, прикосновение рукой к антенне) на уход частоты, но одновременно падает излучаемая мощность.
  7. Катушка L1 и конденсаторы С3, С4. В идеальном генераторе именно параметры этих элементов определяют частоту ВЧ-генератора (несущую).
  8. формула для определения частоты генерации емкостной трёхточки

    Таким образом, если мы уменьшаем индуктивность катушки, то, для сохранения частоты, мы должны увеличить емкость конденсаторов, и наоборот, увеличивая индуктивность катушки, мы, для сохранения частоты, должны уменьшить емкость конденсаторов. Вообще для этой схемы они могут лежать где-то в пределах 0,05…1 мкГн и 5…100 пФ. Экспериментируйте, подбирайте.

    При L1=0,15 мкГн, С3=С4=20 пФ получается частота порядка 100 МГц. (Если подставить эти значения в формулу, то получим частоту порядка 130 МГц, но реально будет где-то 100 МГц, т.к. нужно еще учесть емкости p-n переходов и т.п.)

    На представленной печатной плате используется SMD индуктивность снятая то ли со старого винчестера, то ли с модема. Маркировку SMD индуктивностей (и других компонентов) смотрите здесь.

    Можно намотать индуктивность самому, но сравнимую по размерам с SMD вы вряд ли сделаете — следовательно, при самодеятельности, размеры платы придется увеличивать.

  9. Антенна — кусок провода длиной от 5 до 30 см.
  10. В принципе схема работает при напряжении питания +2…+7 В. Представленная печатная плата предполагает питание от литиевой таблетки. Чтобы не возникало проблем с таким питанием прочитайте эту статью.

Если у вас нет волномера, то его можно с успехом заменить обычным осциллографом. Скручиваете кусок проволоки в спираль (пару витков для жесткости) площадью побольше (ну, сантиметра 4 в диаметре), к концам проволоки подключаете щупы осциллографа — вот вам и волномер. Подносите его к антенне и меряйте частоту. Можно также примерно оценить, что происходит с мощностью излучения при каких-то изменениях. Амплитуда колебаний на экране осциллографа выросла — следовательно мощность излучения тоже выросла, и наоборот.

Готовый девайс:

Фото FM-радиомикрофона на генераторе Колпитца (емкостная трехточка)

Добавить комментарий