Hola, en ésta práctica de hoy veremos como crear un transmisor de FM en la banda comercial con únicamente una bobina, un condensador y un amplificador de audio.
CIRCUITO.
El circuito en realidad tiene una potencia de menos de 3W, debido a que la polarización del transistor del circuito modulador no es suficiente como para proporcionar a la salida tanta potencia, por lo que el alcance de éste circuito es limitado.
Como señal moduladora me he decantado por utilizar un circuito amplificador integrado TDA2002 cuya potencia de salida ronda los 7W. Potencia más que de sobra como para excitar la base del circuito modulador y que la señal se mezcle con la frecuencia generada por la portadora del circuito resonante del colector del transistor y llevada hacia la antena.
El ensamblaje y el funcionamiento lo puedes ver en el siguiente vídeo:
FUNCIONAMIENTO.
Básicamente el amplificador actúa como la señal moduladora, es decir la señal de baja frecuencia que se va a mezclar con la señal de la portadora generada por el circuito antiresonante L-C del Colector del Transistor.
El circuito de la parte superior se puede dividir en tres partes:
- La moduladora
- El modulador
- La portadora ( Circuito L - C).
La moduladora.
Formada por el circuito integrado TDA2002, éste amplificador de baja frecuencia proporciona una potencia de salida de unos 7W sobre una carga de 4 óhmios. El siguiente enlace te muestra la hoja de características de éste componente.
La patilla 1 que tiene el signo + en el circuito de arriba, se acopla el condensador de la fuente de sonido a amplificar. Esta es la entrada no invertida del integrado.
La patilla 2, entrada inversora -, establece la realimentación de la señal de baja potencia.
La patilla 3, se conecta a masa o negativo.
La patilla 4, a través del condensador de salida proporciona la señal de salida.
La patilla 5, se conecta a la fuente de alimentación que en éste caso es de una pila de 9 voltios.
El condensador de realimentación C2, el de salida C1 y el de acoplamiento C3 ofrecen alta impedancia a la señal de alta frecuencia generada por el circuito resonante por lo que tanto para la corriente continua como para la alterna de alta frecuencia, los condensadores son un circuito abierto.
También he incluido un filtro parásitos en el circuito formado por C4 y R3 que reducirán el ruido de la salida del integrado y evitarán que picos molestos lleguen a la portadora.
El modulador.
No hay que confundir moduladora con modulador. La primera es la señal que modificará la portadora, mientras que el modulador es el circuito que se encarga de realizar la operación.
Por eso para la moduladora he escogido un circuito amplificador y será la señal de potencia de la salida del mismo la que utilizaré como moduladora.
La función básica del modulador es "batir" la señal de baja frecuencia con la de alta frecuencia del circuito resonante. Por lo que a la salida del modulador se habrán mezclado ambas señales para excitar la antena.
El circuito del modulador empieza con la resistencia R4 y C5. R4 de 4700 ohmios, se encarga de reducir la intensidad de la señal para que no se produzca una sobre modulación (cosa muy difícil porque la señal de salida es muy potente y se producirá. Pero éste es un circuito de prueba para que conozcas como funciona un transmisor).
R5 proporciona una polarización de la base del transistor del tipo 2N2219.
Observa que la señal de audio se inyecta directamente a la base del transistor polarizado por base. Y como la polarización de base proporciona una intensidad de base fija, cuando la señal de audio llegue a la base del transistor variará la corriente de base y por tanto la corriente de colector de acuerdo a la formula:
Ic = Ib x ganancia
Y como la ganancia se mantiene constante y la corriente de base varía, la corriente de colector variará de acuerdo a los pulsos positivos y negativos de la moduladora.
En su variación y amplificación de la señal trabajando a la saturación del transistor, como carga del modulador hay un circuito resonante paralelo formado por una bobina de 10 cm de largo y 1 cm de alto junto a un condensador variable.
Dicho conjunto L - C tiene una frecuencia de resonancia física en la cual la impedancia es mínima y por tanto la mayor parte de la corriente de colector pasará por dicho circuito L - C.
Y teniendo en cuenta que la corriente de colector varía de acuerdo a los valores de la fuente de sonido del amplificador, la señal moduladora circula por el interior del circuito resonante y modifica la frecuencia de resonancia del circuito L - C.
ACOPLAMIENTO A LA ANTENA.
El condensador entre el colector y el emisor C6 se encarga de absorber frecuencias por encima y por debajo de la resonancia, para que no afecten a la transmisión. A frecuencias distintas de la de resonancia, ofrece alta impedancia.
Lo ideal como antena sería cable apantallado o par trenzado de por lo menos 1,5 metros de largo. Debes de tener en cuenta que para que se produzcan ondas estacionarias en la antena por lo menos la antena ha de reproducir la mitad de la longitud de onda de la señal.
Y cogiendo una media de frecuencia de 90MHz, la longitud de onda viene establecida por la formula:
L = c / f
Siendo L, la longitud de onda en metros c, la velocidad de la luz en metros y f, la frecuencia en Hercios, establecemos que para una frecuencia de 90MHz la longitud de onda es de 3,333 metros.
Por lo tanto para transmitir adecuadamente necesitaremos una antena de mínimo 1 metro y medio. Aunque se pueden optar por antenas de 1/4 de la longitud de onda que también transmitirían correctamente.
AUMENTAR LA POTENCIA DE TRANSMISIÓN.
Para aumentar la potencia del transmisor, simplemente deberás de, o aumentar la alimentación del sistema de 9 voltios a 12, 15 ó 18 voltios, o cambias la resistencia de polarización de base del transistor y haces que la corriente de base sea mayor (menor valor de la resistencia de base). Ten en cuenta que debes de calcular la resistencia para que la moduladora pueda efectuar cambios en la corriente de colector, ya que si la corriente de polarización de base es muy grande, no se van a apreciar cambios en la salida del modulador.
Espero que te haya servido y hayas aprendido como transmitir señales de baja frecuencia de manera sencilla y barata.
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