POTENTE TRANSMISSOR DE FM COM CIRCUITO INTEGRADO

Bom, seja bem-vindo ao Circuitos Analógicos. Aqui você deve encontrar muitos circuitos de constante necessidade. Para começar, apresento um interessante transmissor para a faixa de VHF, incluindo FM, que alimentado com uma tensão de 9 V, proporciona um alcance excelente para aplicações em campo aberto. O circuito também pode ser alimentado com 6 V (4 pilhas pequenas), tendo um alcance um pouco menor.

CARACTERÍSTICAS:
· Tensão de alimentação: 6 ou 9 V (opcional 12 V)
· Potência: 200 mW (tip)
· Faixa de freqüências: 88 a 108 MHz (ou VHF)
· Alcance: 500 m até mais de 1 km (conforme alimentação e antena)
· Corrente exigida: 50 mA a 100 mA (tip)

O que diferencia este circuito de outros projetos é o uso de um circuito integrado de alto ganho na modulação, capaz de proporcionar uma enorme sensibilidade na captação de sons ambientes. Esta característica torna o circuito muito interessante para muitas aplicações e ainda tem a vantagem do ganho poder ser programado pelo valor de um único componente.

Na transmissão usamos um transistor bastante potente que admite também alimentação com 12 V caso em que o alcance poderá ser ainda maior. Por outro lado, todos os componentes são de pequenas dimensões permitindo a instalação do aparelho numa pequena caixa plástica. Desta forma, pode ser transportado e usado em qualquer lugar, observe a figura 1.

Como Funciona

O circuito oscilador de alta freqüência que gera o sinal de rádio tem uma configuração convencional, bastante usada em outros projetos, com base num transistor de RF de média potência. Podemos usar o 2N2218, 2N2219 ou equivalentes como o BD135 que são os mais comuns no nosso mercado. Estes transistores possuem correntes máximas de coletor na faixa de 600 mA a 1 A o que é bem mais do que os 100 mA admitidos pelos transistores empregados normalmente neste tipo de projeto como os BF494 e BF495.

No circuito oscilador, L1 e CV determinam a freqüência de operação do transmissor. Em CV ajustamos o circuito para que esta freqüência caia num ponto livre da faixa de FM.

A realimentação que mantém as oscilações é feita por meio de C5. Este capacitor deve ser cerâmico de boa qualidade, dada a elevada freqüência de operação do circuito.

A polarização de base para o transistor vem dos resistores R6 e R7, enquanto a corrente de coletor e emissor e portanto a potência dissipada pelo transistor são determinadas por R8. Aumentando R8, diminuímos o consumo do transmissor, mas ao mesmo tempo diminuímos sua potência.

A modulação vem da etapa com um circuito integrado passando pelo capacitor C3.

O circuito integrado é um amplificador operacional bastante conhecido e cujo ganho de tensão pode chegar a 100.000 vezes.

Trata-se do 741, que pode ser encontrado com siglas antes do número como LM, uA que identificam o fabricante.

A entrada não inversora deste amplificador operacíonal é polarizada por uma rede formada por R3 e R4, de modo a manter neste elemento metade da tensão de alimentação.

Se quisermos maior ganho para o circuito e portanto, mais sensibilidade para os sons captados, num trabalho que necessite de mais sensibilidade por exemplo, podemos aumentar R5 para até 1 MW. Por outro lado, para o caso de sons fortes, quando falamos de perto e o excesso de ganho causa sobremodulação e com isto distorção, devemos reduzir este componente para valores como 22 kW ou 47 kW.

O transdutor é um microfone de eletreto que além de ser muito sensível, também é pequeno, podendo contribuir para as reduzidas dimensões finais do transmissor.

O sinal é irradiado por uma antena telescópica conectada a uma tomada da bobina osciladora de modo a haver melhor casamento de impedâncias e com isso maior rendimento e estabilidade.

A posição certa para a ligação deste antena deve ser obtida experimentalmente, mas estará entre a segunda e terceira espira da bobina osciladora.

MONTAGEM

Na figura 2, mostramos o diagrama completo deste transmissor.

Na figura 3, temos a disposição dos componentes numa placa de circuito impresso.

O circuito integrado, para maior segurança, deve ser instalado em um soquete DIL de 8 pinos e sua posição deve ser observada.

A bobina L1 consiste em 4 espiras de fio 22 comum ou esmaltado sem fôrma, com 1 cm de diâmetro. A tomada será feita entre a terceira e quarta espira. O trimmer pode ter capacitância máxima entre 20 e 50 pF e tanto podem ser usados os tipos plásticos como de base de porcelana.

Se o leitor encontrar muito dificuldade em obter o trimmer, pode enrolar a bobina numa fôrma de FI de rádio com núcleo ajustado, usando as mesmas 4 espiras, mas de fio mais fino (fio 26 ou 28) e em lugar do trimmer usar um capacitor fixo de cerâmica de 4,7 ou 3,9 pF. O ajuste de freqüência passará a ser feito no núcleo da bobina. A posição da tomada para a ligação da antena se mantém.

Os resistores podem ser de 1/8 W ou mais, com 5% ou mais de tolerância. Todos os capacitores, menos C1 e C2 são cerâmicos. Os capacitores C1 e C2 são eletrolíticos para 12 ou 16 V de tensão de trabalho.

O microfone de eletreto é de dois terminais e sua polaridade precisa ser observada, pois se for invertido ele não funciona.

Se usarmos na alimentação tensões de 9 ou 12 V, o transistor precisará de um radiador de calor de encaixe, que tanto pode ser adquirido ou feito com uma tira ou chapinha de metal e fixado da forma sugerida na figura 4.

Para o caso da alimentação ser feita por pilhas, utilize um suporte apropriado. O suporte pode ser de 4 ou 8 pilhas. Não recomendamos o uso de bateria de 9 V, pois a corrente exigida pelo aparelho é elevada e sua durabilidade seria muito pequena.

PROVA E USO

Para provar o aparelho, sintonize um receptor de FM em freqüência livre a uns 3 ou 4 metros de distância do transmissor. Em seguida, ligue sua alimentação o ajuste CV (ou o núcleo da bobina) para obter o sinal mais forte.

Veja que podemos obter mais de um sinal, alguns espúrios podem ser captados, daí termos de tentar descobrir o mais forte, afastando o receptor.

Um apito intenso pode ocorrer ao captarmos o s sinais mais fortes, é a microfonia ou realimentação acústica que é eliminada simplesmente reduzindo o volume do receptor.

LISTA DE MATERIAL

Semicondutores:

CI1 -- 741 - circuito int. - amplificador operacional
Q1 -- 2N2218 ou 2N2219 - transistor de RF

Resistores: (1/8 W, 5%)
R1 -- 4,7 kW,
R2, R3, R4, R8 -- 47 kW
R5 -- 22O kW
R6 -- 8,2 kW
R7 -- 6,8 kW

Capacitores:
C1 -- 4,7 mF x 12 V - eletrolítico
C2 -- 10 mF x 12 V - eletrolítico
C3 -- 47 nF - cerâmico
C4 -- 10 nF - cerâmico
C5 -- 4,7 pF ou 5,6 pF - cerâmico
C6 -- 10 pF - cerâmico
C7 -- 100 nF - cerâmico

Diversos:
MIC -- microfone de eletreto de dois terminais
S1- - Interruptor simples
L1 -- Bobina - ver texto
CV -- 20 a 50 pF - trimmer - ver texto
B1 -- 6 a 12 V - alimentação - ver texto
Placa de circuito impresso, suporte de pilhas, antena telescópica, caixa plástica para montagem, fios, solda, etc