Electronika
Een eenvoudige FM zender
TechTalk
Root server » TechTalk » Electronica » FM zender
Op de pagina radio zenders worden er een paar AM zenders getoond. Vaak hebben de moderne radio-toestellen geen AM band meer. Het is echter niet zo moeilijk een kleine FM zender te bouwen. Voor een bepaald zendvermogen is het bereik groter en zijn er minder storingen.
-

-

AM zenders op de middengolf hebben een relatief grote antenne nodig. De band is tegenwoordig sterk gestoord en de meeste commerciele zenders zijn uit de AM band verdwenen. De FM band zit op een hogere frekwentie en een antenne van een meter lang is in de meeste gevallen voldoende. Met een goede plaatsing in de hoogte is een bereik van een kilometer mogelijk met de hier voorgestelde zender (tot 4km indien direct zicht). Van zodra de signaalsterkte voldoende is, is de signaal/ruisafstand veel beter dan op AM.

Frekwentiemodulatie is complexer dan amplitudemodulatie: we moeten immers de frekwentie van de oscillator kunnen wijzigen door het muzieksignaal, zoder dat de frekwentie vanzelf verloopt.

De eerste schakeling is een principeschakeling waarbij men de parasitaire capaciteit van de transistor gebruikt. De capaciteit verandert lichtjes met de polarisatie. Het audio signaal wordt aan de basis aangevoerd en wijzigt de instelling van de transistor. Deze schakeling wordt gebruikt in de meest eenvoudige ontwerpen.

Met deze schakeling is een voldoende modulatiediepte niet mogelijk: de mogelijke frekwentiezwaai is eerder beperkt. Bij de ontvangst is het audiosignaal zwakker dan die van een broadcast zender. Het signaal wordt vervormd als je de modulatiediepte probeert te verhogen.

De frekwentie verloopt ook wat als de transistor warm wordt, de transistor dissipeert ongeveer 100mW bij een 6V voeding.

De BC547 (alsook de DC548) kunnen probleemloos op deze hoge frekwentie oscilleren. Het is aangeraden een exemplaar te voorzien met een hoge versterking ("B" of "C" versie). Als oscillator is een HF transistor niet noodzakelijk.

Indien men een betere audiokwaliteit wenst, dan moet men een varicapdiode gebruiken. Dit is een diode waarvan de capaciteit verandert als de reverse spanning gewijzigd wordt. Alle diodes hebben een soortgelijk effekt, maar bij een varicapdiode ligt de capaciteitsverandering binnen nauwe grenzen.

De tweede schakeling geeft een beter audiosignaal door de verschillende funkties door opeenvolgende transistoren te laten uitvoeren. De eerste transistor is onze oscillator met afgestemde kring. De tweede trap versterkt het signaal en stuurt de eindtrap. De eindtrap werkt in classe C en heeft een afgestemde kring op de uitgang nodig om de stroompieken om te zetten in een sinussignaal.

Dankzij de werking in classe C heeft de eindtrap een hoog rendement. Indien de eindrap goed afgestemd is op de antenne, dan wordt nagenoeg al het vermogen uitgestraald. Dit is belangrijk want de transistor zelf heeft een maximale dissipatie van 500mW.

Andere componenten:
t1: BC547C, BC548C
t2: BFR91A
t3: BFR96

l1: 4.5 wikkelingen
l2: 9.5 wikkelingen
l3: 4.5 wikkelingen
Dit zijn luchtspoelen met koperdraad van 0.7mm, binnendiameter 6mm, spoed 1mm (afstand tussen de wikkelingen).

Met de eerste potentiometer wordt de frekwentie geregeld. Men zorgt ervoor dat men ongeveer in het midden van de FM band zit met de potentiometer halverwege (95MHz). Eventueel moeten de wikkelingen bijgesteld worden (de frekwentie verhoogt als de wikkelingen wat uit elkaar gehaald worden). Een tik op de wikkeling veroorzaakt een luide klop in de luidspreker van de radio.

Met de tweede potentiometer regel je de modulatiediepte. Dit doe je best door te vergelijken met een andere zender.

De instelling van de antennekring moet heel secuur gebeuren, want die bepaalt hoeveel vermogen er effektief uitgestraald wordt. De instelling moet gebeuren met de schakeling volledig gemonteerd en met de antenne aangesloten op de antennekabel. Iedere wijziging kan de kring ontregelen. Voor de instelling gebruikt men een FM radio zonder antenne. De twee trimmers moeten ingesteld worden om een zo hoog mogelijke signaal te hebben (ontvangst zonder ruis).

Indien men op een andere frekwentie gaat zenden moet de antennekring opnieuw ingesteld worden.

Als antenne kan men een dikke koperdraad gebruiken (voedingsdraad), lengte ongeveer 1 meter. Een echte dipoolantenne is nog beter, maar dan moet men een balun voorzien om de impedantie aan te passen.

De schakeling moet gebouwd worden op een koperplaat (enkelzijdig) met SMD of klassieke componenten. Er wordt niet door de printplaat geboord.

De audiokwaliteit is vergelijkbaar met die van een broadcastzender. De condensator van 1.8nF zorgt voor de pre-emphasis (verhoging van de hoge tonen). We zenden niet in stereo uit, waardoor de signaal/ruisverhouding beter is, zelfs met een laag zendvermogen.

Het is aan te raden een gestabiliseerde voeding te gebruiken waarvan de spanning niet verloopt, want een verandering van de voedingsspanning veroorzaakt een frekwentieverandering. Indien de spanning onvoldoende gefilterd is, hoort men de netbrom in de radio.

Ik heb in de tijd zo'n zender gebouwd voor een tankstation in Calais, dit was voor de tijd van de tunnel. Normaal werd er gewoon muziek uitgezonden op laag volume, onderbroken door dienstmededelingen ("de ferry zal binnen 30 minuten vertrekken, maakt u klaar!"). Het bereik was voldoende zodat iederen op de parking het signaal kon ontvangen.

Tegenwoordig bestaan er complete schakelingen in de vorm van een IC. Deze schakelingen verzorgen zelfs de stereo-mpx, maar door een IC te gebruiken gaat de magie van een eigen zender bouwen wat verloren.

De basisinformatie over een stereo multiplex schakeling staat hier.

Links to relevant pages - Liens vers d'autres pages au contenu similaire - Links naar gelijkaardige pagina's

-