Мини-передатчик с частотной модуляцией, беспроводные микрофоны и другие подобные устройства уже много раз публиковались в различных периодических изданиях и в интернете. Однако эта конструкция одно из немногих решений с нормальной модуляцией. Принципиальная схема мини-передатчик частотной модуляцией приведена на рисунке.
Мини-передатчик частотной модуляцией не является самым простым и маленьким передатчиком среди множества опубликованных схем в других источниках или сделанных самостоятельно. Однако описанный передатчик имеет много значительных преимуществ, полученных за счет минимального усложнения схемы. Во-первых, было исключено использование дублированного в простых передатчиках решения, заключающегося в получении частотной модуляции косвенно, путем модуляции рабочей точки транзистора в ВЧ-генераторе, который обычно является единственным активным элементом всего передатчика.
В этой схеме было решено реализовать следующие принципы:
— использование чистой частотной модуляции, обеспечивающей эффективный спектр модулированного сигнала ЧМ
— обеспечение простого, но эффективного отделения антенны для минимизации ее воздействия на резонансный контур генератора.
Методы и возможности реализации вышеуказанных требований в представленном мини-передатчике будут предложены в следующей части, а теперь для объяснения их целесообразности — несколько предложений о явлениях в одно транзисторных передатчиках с модуляцией рабочей точки генератора. Емкости транзисторного перехода являются одним из элементов, определяющих параметры LC-резонансного контура, определяющего частоту колебаний. Явление изменения емкости перехода транзистора естественно связано с изменениями тока в его рабочих цепях в практической генерирующей системе, от которой дополнительно требуется излучать значительную мощность.
Решение с модуляцией рабочей точки транзистора, которое чаще всего реализуется в базовой цепи, позволяет получить значительную девиацию частоты [2 (дельта) F] при практически прямом подключении электретного микрофона, и даже динамическом, что выгодно по соотношению сигнал / шум и динамике. Однако преимущества этого решения скорее потенциальные, чем практические.
Модуляция рабочей точки транзистора генератора вызывает изменение амплитуды генерируемых колебаний. В этом случае паразитная АМ-модуляция достигает значительной глубины — нескольких десятков процентов, от которой могут избавиться только УКВ ЧМ-приемники среднего и высшего класса с достаточно высоким уровнем сигнала. Неэффективный тип модуляции на практике означает уменьшение рабочего диапазона микрофона, несмотря на то, что передатчик излучает относительно высокую мощность. Еще одна проблема с однокаскадным передатчиком, который делает его генератором энергии, — это компромисс в связи с антенной. Чаще всего с резонансным контуром генератора. Невозможно одновременно связать генератор такого типа с антенной, не влияя на его стабильность частоты и спектр сигнала.
Особенно если речь идет о портативных устройствах. Антенна представляет собой очень переменную нагрузку LC-характера. На практике очень слабая емкостная связь со значениями от 0,2 пФ до 2 пФ используется для диапазона ниже 120 МГц. Слабая связь не позволяет передавать в антенну более десятка или около того процентов мощности, которая при заданных условиях мощности может генерировать генератор. Генератор, используемый в представленном передатчике, модулируется по частоте за счет изменения емкости, которая создает параметры резонансного контура генератора. Варикап D1 который управляется напряжением с помощью сигнала электретного микрофона. Используемый варикап типа BB105 имеет хорошую линейность в диапазоне низких напряжений смещения. Условия работы диода определяются постоянной составляющей напряжения эмиттера T1. Напряжение в этой точке стабилизируется автоматическим срабатыванием отрицательной обратной связи.
Напряжение смещения варикапа ниже 3В позволяет использовать более крутой диапазон емкостной характеристики. В этом диапазоне линейность характеристики хуже, но для модуляции используется очень короткий участок. Низкочастотный сигнал, на катоде D1 достигает амплитуды в несколько десятков милливольт. Изменения емкости D1, несмотря на то, что они ограничены емкостью C5, допускают отклонение около 150 кГц. Слабосвязанный каскад с транзистором Т2 очень эффективно отделяет антенный контур от генератора и в то же время компенсирует потери мощности. Вариант печатной платы мини-передатчик частотной модуляцией, а также расположение компонентов приведена на рисунке.
Поскольку возможность настройки генератора в диапазоне от 68 МГц до 98 МГц и простота конструкции переносной антенны (25 см или 50 см кабеля) затрудняют использование антенного фильтра, был использован усилительный каскад в усиленном режиме. «Класс» со значительной отрицательной обратной связью в цепи эмиттера. Такие условия работы не являются сверхэкономичными, но позволяют поддерживать амплитуду усиленного радиосигнала в пределах линейного диапазона транзистора Т2, не ухудшая спектр сигнала генератора. Катушка, используемая в передатчике, имеет 7 витков провода 0,6мм на оправке ф3,5мм после установки в плату растянуть на 30%, т.е. до 6мм дроссель индуктивностью 18 мкг.