DIY无线调频发射机测试

 

照片显示的是无线调频发射，袖珍收音机和黄色的磁盘大小比较。 对着发射机和别人听到你的任何调频收音机。 变送器可以建在一个下午的简单，经济实惠和广泛使用的部分。 施工乐趣和可以学习的虽然性能适中; 例如，你的声音变得困难距离超过25英尺的听到。

 

 

动机与受众

我们与这些电路的长期目标是在远程控制和数据采集。 触摸音调可以被发送到无线打开/关闭机械手的致动器。 传感器数据可以转换成像声音莫尔斯码和由微控制器解密以无线方式监视环境。 本教程的观众会通过此类应用中也激励。 构建一个简单的FM发射器将是朝着这样的目标的第一步。

不给你虚假的期望，这调频发射机是远远不够完善提供轻微的性能。 首先，调整发射器，可令人沮丧。 在可变电容器即使是轻微的匝可能会导致大的频率变化。 第二，发射器调谐往往导致谐波频率。 相反，打算108兆赫例如，电容器调整产生了216 MHz的发射频率。 除了听到你的声音人们可以稍微听到电台广播。

 

一个答案是多少可以了解到这个教程是与基础数学appendixed计算像（1）tranmitter频率，输出功率和范围（2）天线长度和（3）所需线圈绕组的参数。 经常在网络上，一位刚刚发现的示意图。 通过添加分析（高中水平数学），可以设想在发射机性能的改善。

本教程的观众因此电子爱好者谁：

• 没有太多的FM或射频（RF）的经验
• 想建立一个FM发射器
• 想了解这种发射器是如何工作的
• 要学习如何选择组件，例如计算圈数当建立一个空芯线圈，天线长度等

 

 

本教程再次强调，发射器的性能是温和的，但据悉在其建设。 本教程明细如下：

 

• 部件列表和来源
• 建筑/示意图
• 理论
• 操作
• 从这里去哪里
• 作者信息

 

部件列表和来源

总部设在美国的供应商包括Jameco公司，JDR，KEY订购和Radio Shack的。 中文注：Boondog与这些供应商没有任何关联。 试图获得所有部件从一个单一的供应商。 普通电阻的部分号码。

 

努力找到一个单一来源供应商的所有部分。 Jameco公司有表中列举的几乎每一个部分。 详情建设空芯电感使用麦当劳的苏打稻草将在下一节描述。

建设

的组合wirewrapping和焊接被用来构建FM发射器。 Jameco公司的原型卡（非关键）部分安置提供了足够的空间。 您应该尽量保持所有部件并拢，保持引线短。 下面的照片说明部分的位置（左）和焊接面（右）。

 

 

原理图

fmTx031402a.pdf Acrobat文件相同的原理。 您将需要Adobe的免费Acrobat Reader来查看它。

电路的原理图和建设是相对直线前进。 接下来给出了一些亮点和澄清对电路结构。

驻极体传声​​器

驻极体麦克风上有两个引脚，它连接到电池的正，负引线。 正如下面在附图中示出，其中一个看起来驻极体麦克风的底部。 身体接触垫麦克风的外壳连接到电池的负极引线。

 

 

电池

您可以更换的纽扣电池，通常在计算器和手表，定期1.5V AA，C或D细胞。 然而，硬币细胞更少的空间，可以焊到面包板。

2N2222A晶体管

的2N2222A是一种很常见的NPN晶体管。 （Jameco公司＃38236），这里使用的是金属，可以键入（TO-18外壳）。 它的三个引脚三极管的基极（B），集电极（C）和发射极（E）。 有没有标准引出线晶体管。 因此，要求订货时识别引出线晶体管的规格表，或者如果你拥有一台万用表与晶体管测试仪，用它。

2N2222A还配备一个黑色的塑料外壳（TO-92风格），如果你想要，你可以使用。 该T0 18是首选，因为罐头有一个小标签， 一般 的发射极引脚。

确保你正确识别2N2222A的引出线和正确接线的基极，集电极和发射器在原理图中。 通常情况下，电路故障，因为销误接线。

可变电容器

导致可变电容不适合在正常0.1英寸的面包板。 可以DREMEL钻入插孔引线合适的。 另外，您可以焊锡丝的线索，但如果你这样做，保持线尽可能短，以避免杂散电容。

电感

电感器只是一个线圈，该电路需要风。 一个电感器，其特征在于它的长度，半径和在线圈的导线的数量的匝数。 磁铁的线（Radio Shack的的部分278 1345）被用于构建电感，但你可以使用标准的固链22的AWG规格的铜线。

一些网上和印刷的文章描述绕组导线周围的铅笔。 不幸的是，在不同直径的铅笔来使用，因此麦当劳的苏打稻草黄红白条纹稻草，发现在每一个麦当劳在世界上，是同样大小的。 秸秆的半径正是0.1325英寸（直径= 0.2650英寸）和1 / 4英寸的秸秆被剪掉。

 

接下来，一段直丝缠绕，解决这个1 / 4的寸片段六次，然后焊接在原型板上。 最终的结果是一个电感器（也被称为一个 空芯 线圈）与0.1325英寸半径。 如果你愿意，你可以申请一些妇女的清晰的指甲抛光线秸秆片段永久保留。

 

 

天线

30计固体stramd的铜线à22的英寸长的是一个合适的天线。 然而，当携带发射机，缠绕电线的风险。 因此，你可以拧一个可伸缩的天线，像找到了一个收音机，到原型板。

理论：调频发射机工作如何？

的可变电容器和自制的电感将在调频广播波段（88到108 MHz）频率振动。 驻极体麦克风有阻力，这取决于你如何大声对着它。 此麦克风是电池供电，并根据 V = IR 欧姆定律，电阻为固定电压的变化会导致电流的变化成比例。 该电流送入的2N2222 NPN晶体管的基极，其连接到可变电容器，电感器和天线。 净效果是取决于你的可变电容器的值，你的声音将被调制之间88和108兆赫的频率传输。 如果附近的一个口袋FM收音机调谐到这个频率，你会听到说话时，你的发射机。

电路中的元件值派生更好地了解调频发射机将如何工作。 基础数学其实很简单，可以发现在大多数本科大学物理课本。

空芯线圈电感

你的自制的电感器具有确定的值由其半径 r，全长 x 和数量的线匝 n.

 

对于麦当劳苏打秸秆电感， R = 0.1325 英寸， X = 0.25 英寸 N = 6时 的匝数和结果在 L = 0.171 微亨或0.000000171亨利。

该特定频率 f 产生由电容 C 和电感 L 测量在法拉和亨利分别为：

 

 

LC并联电路的谐振频率

FM电台工作88和108兆赫之间的频率。 的可变电容器和自制的电感构成LC并联电路的。 它也被称为一个 坦克 电路和在振动 共振 频率将被拾起你的口袋里的FM收音机。

在谐振电路的基本物理是一个电容器的电能存储在板之间的电场和一个电感器储存能量，由线圈绕组中感生的磁场。 等效的机械的飞轮中的能量平衡，平衡弹簧（势能）的角动量（动能）。 另一个例子是摆那里是一个动能与势能的能量平衡，决定了振荡周期（或频率）。

鉴于可变电容范围从4到34 PF，你的坦克电路之间的谐振66和192兆赫，以及FM收音范围内。 的不同值来计算这些值 C, n, r 和 x 创建一个简单的Excel电子表格，称为calcFreq.xls的。 只需输入值，并自动计算电感和频率。

 

天线长度

你建你的天线可以用一块固体链22的压力表线30英寸长或使用了伸缩伸缩天线。 它的长度应该是大约1 / 4的FM的波长;记得，乘以频率和波长的光的速度相等。 你最有可能会被你的发射机附近108兆赫，例如：

 

 

固定电容器

参照示意图， C2 和 C4 作为去耦电容，通常 0.01 UF （或 0.1 UF）被使用。 C4 电压的波动，在整个电路中，尽管电池的模具，以保持恒定的电压的尝试。

一个电容器可以被认为是作为一个与频率有关的电阻器（所谓的电抗）。 对话由不同的频率和电容 C1 阻碍他们。 净效应是， C1 调节进入晶体管的电流。 使用一个较大的值 C1 加强低音（低频），而较小的值提高高音（高频率）。

C3 电容跨越2N2222A晶体管保持坦克电路的振动。 从理论上讲，只要有一个电源的并联电感器和可变电容器的两端的电压，它应在谐振频率处的振动indefinetely。 然而在现实中，由于热损失的频率衰减。 C3 是用来防止衰减和2N2222A规格表表明之间的电容 4 至 10 PF.

驻极体麦克风电阻

说，最大电流为Jameco公司＃136573驻极体麦克风的规格表 0.5毫安。 当电池供电 6V，则两端的电压降 R1 is V1 = 1.92V。 通过话筒产生的电流低于额定最大自

 

电阻和2N2222A的

的2N2222A晶体管额定的最大值，因此要求用一个分压器 R2 和 R3 和发射极电流限制 R4.

该2N2222A的最大额定功率 最大功率= 0.5 W。 这股力量，最终影响可以传送的距离。 难以抗拒的晶体管会发热，并摧毁它。 为了避免这种情况，可以计算FM发射器输出约 124毫瓦 并远低于额定的最大值。 的数学细节中给出rfMath.pdf的。

电源密切相关的传输范围。 在 124毫瓦 和30％的辐射效率，你的FM发射器和电池供电的无线电之间的最大距离范围上存在着两种不同的35 112脚。 计算给出在rfDistance.pdf。

操作

首先，使用 电池供电的袖珍收音机 作为一个接收器。 交流供电热潮盒和家用音响（110或V 220） 不能 建议使用电池供电的收音机接收传输比交流供电单位要好得多。

 

1. 调整你的收音机 死气FM收音机频段内的频率，即是无声的，或只有一些嘶嘶声。 附近的频率， 108 MHz 是典型的死气。 无线电定位器网页列出了当地的广播电台，在您的区域。 这可以帮助您确定死气频率。
2. 打开你的FM发射器，扩展其天线和，保持发射机，调频收音机远离约2英尺。 对着麦克风，同时 慢慢地 调节变量帽。 用指甲或非金属螺丝刀，直到你听到自己在电台。 这个过程是令人沮丧的单调乏味，需要小心电容调谐。 一旦你听到嚎叫（也称为调谐 热话筒），这表明发射器 - 接收器的反馈。
3. 增加无线电发射机之间的距离。 恭喜你 - 你有一个无线麦克风！

从这里去哪里

如前所述，性能是适度的。 笔者的经验，在大城市工作与电池供电的收音机调谐在108 MHz（美国费城）产生户外约25的英尺，室内50的脚。 此外，除了作者的声音，可以稍微听到电台广播。

为了调整性能，频谱分析仪都可以使用。 这是一个视觉上显示频率是最主要的设备。 笔者发现约200发送电路，而不是所需的220兆赫到108 MHz！ 兆赫216是谐波，即两倍所需108兆赫。 因此，传输范围降低，容易受到杂音（电台广播）。

要传输在所需的108兆赫，笔者认为以下几点：

 

• 手工制作的线圈0.1 UH很难测试。 电感米来衡量，微亨利范围是昂贵的。
• 米测量皮法电容也很昂贵。
• 购买à0.111 UH空芯线圈，电感器制造商COILCRAFT。
• 频谱分析仪花费数千美元。 一个可行的替代方案是一个$ 130美元Elenco F-2800的频率计数器。 这是一个很好的单位收购，如果你打算建立调频发射机，更严重的是。

在大多数情况下，频率计数器显示的近似兆赫200甚至COILCRAFT电感！ 因此，最有可能的可变电容器是不是真正给人一种的4到34的pF范围内。 由于传输频率保持关闭到200 MHz，calcFreq.xls显示，可变电容实际上贴近4的PF，而不是往上走，以在额定34 PF。 这应该是意料之中的，因为很少是精确公差电容。 净效应是无皮法分辨率的电容，你会在216 MHz的谐波高产减少范围传输和易受噪声。

总结

本教程连同附录细节充分单个晶体管调频发射机建设和基础数学。 该电路可建在一个下午少于$ 10美元的公用部分，导致在一个25到50英尺的传输范围。

喜欢的作者，读者可能会感到兴奋有关调频发射机建设前景。 存在许多电路的设计和原理图上线和打印，但不经常提供大量的分析。 本教程试图填补这一空白，特别是首次FM发射建设者。 分析允许一个学习电路中扮演什么样的角色和他们的价值观。 这种分析提供了读者对改进或定制电路步进点。

说明了数学和现实世界中的操作是本教程的价值。 从下面的参考资料，对学习更多的一些材料可能被收购。 建筑快乐！

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