原创 FM转发器

2009-3-10 20:43 3260 6 6 分类: 模拟
     笔者是个FM爱好者,平时想玩FM发射都是直接到市场上去买成品的,老是感觉玩得不过瘾。于是在国庆期间自己动手做了这个93.6M的FM转发器,使用FM收音机来收听。经过一个月的使用感觉效果还可以,制做过程没有做任何调试。用手摸L1-L4同输出天线等都绝不会出现跑频的情况,我还特别用电烙铁烫了Q3数秒钟,用手摸Q3时在很烫手的情况下也没有出现跑频的情况,心里很是高兴,于是想到同广大的FM爱好者分享。因为所用的元件最为普通而且元件又比较少,还不用做任何调试。输入电压从2V到9V都可以正常工作,3.3V典型工作电压时的电流仅为28mA,就一般的5号电池也可以用较长的时间,所以特别适合业余爱好者或者大专院校的学生朋友来制做,稍有电子基础的朋友都会组装成功。
 

      工作原理如下:

      频率稳定的原因是因为采用了图中由L4;C9;C14;R13;C12;C19;Q3;R5;R16等所组成的改良型电容三点式频率振荡电路(其实笔者引用了电视机高频头本振电路)。音频信号经R6、C5耦合至Q3的基极,Q3的e、b极间电容随音频电压的变化而引起振荡频率的变化,从而实现频率调制。并不是最常见的在实际工作时频率十分不稳定的电感三点式架构。我当时用ORCAD仿真时的频率是97.800M(波形见图1),实际做出来时是93.6M,误差还是比较小的。经过实际使用证明,业余条件下,采用该改进型的电容三点式振荡器完全能胜任需求。其实大家可能在其它期刊上看到有用变容二极管与晶振所组成的振荡电路,原则上讲这种线路架构频率稳定性更好。但我为什么没有选用呢?主要是考感到在制做上比较会有难度,首先在业余条件下变容二极管同晶振都不好找,再者变容二极管同晶振架构的调制频偏不如电容三点式来的深,当用收音机收听时声音会比较小。听起来也不够圆润,给人的感觉是低音响应很差。并且还要比较高的调制信号输入,如果用驻极体话筒作输入,需要做两级以上的放大才会有比较好的效果。这并不是我在讲空话,因为曾经试过。Q5作缓冲放大;Q6作功率放大;Q10话筒输入放大。

 

      元件选择:

      电阻请按图中阻值选用,就一般的1/8W±5%碳质电阻就可以了,高频电容全部采用国产的陶瓷电容。电解电容也是国产的就可以了。三极管我在用ORCAD仿真时用的是BC547A,但我一时找不到这个型号,于是就用了比较常见的9018高频管来代用(1G的),大家也可以用其它频率更高的三极管来做效果将更好。其中的制做关键是电感线圈,为了制做方便我都选用一样的电感来做。其它元件也都尽可能选同样的,所以所用的元件种类会比较少。电感也没有专用的仪器来测,只能根据电子报以前介绍的方法来估算,L1-L4我是用直径0.8mm的变压器漆包线在圆珠笔上绕7圈,绕好后线圈的内径为3mm。圈与圈之间是紧靠在一起的,这样的电感差不多在80nH这个值,绕时要注意几个电感的方向要一至。要MK1选用小型的驻极体话筒。

 

      制做要点:

      如果要想调发射的频率就微调L4。发射距离要调L1;L2匝间间距以谐振子振荡频率,来获得最大输出功率,电感调好后请用蜡同海绵将它封好。关于如何调距离电子报其它期也有文章讲,大家可以去查下作参考,我就不用具体写了。如果只是在室内使用完全不用装天线。要想长期得到十分稳定的发射频率,在制做时元件最好都选用卧式安装的方式,电阻电容都选用小型化的,以便减小引线电感。焊接时的元件引脚尽可能的短些。如果要增加发射距离请使用0.7--1m的拉杆天线直接连在C4上作发射。但要垂直安装这样有利于增加发射距离。如果没有拉杆的也可以用1/4波长长度的软导线来代用。或者增加电源电压,或者将后级放大用的三极管Q6改用其它功率更大的,更换Q6时要记得最好重调Q6的偏置。当用小功率电源变压器供电时,最好增加图中LM7805作稳压滤波,要不收音机里会有较大的交流声音。MK1的引线也要记得用屏蔽线要不也会有一些杂音同交流声音。

该机缺点:当不采用图中的虚线部份做稳压时,工作频率会随工作电压变化而变化。所以要获得比较稳定的工作频率除了要注意以上其它因素外,最好是将输入电压提高到7.5V以上,再加上虚线内的稳压线路。

 

      线路图与3.3V工作电压时的ORCAD仿真波形同频率

 

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元件正面图,焊的不好见笑了。

 

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元件背面图。

 

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工作中:

 

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BOM表:

 



Description

Part Type

Footprint

Used

Designator

贴片电阻±5%

472

SMD1206

2

R27,R28

贴片电阻±5%

333

SMD1206

3

R6,R13,R11

贴片电阻±5%

684

SMD1206

1

R26

贴片电阻±5%

103

SMD1206

2

R9,R5

贴片电阻±5%

201

SMD1206

2

R1,R16

 

 

 

 

 

贴片电容

104

SMD0805

4

C5A,C10,C18,C16

 

 

 

 

 

电解电容

10UF/16V

 

1

C1

电解电容

1000UF/16V

 

2

C17,C11

电解电容

1UF/16V

 

1

C28

 

 

 

 

 

三极管

9018

TO-92

4

Q3,Q5,Q6,Q10

瓷片电容

22PF

 

7

C9,C14,C12,C19,C2,C3,C4

瓷片电容

5.6PF

 

2

C13,C15

电感

80nH

PIN=8mm

3

L1,L2,L4

USB-DIP

 

 

1

J2

DC JACK

 

 

1

J3

跳线

Φ0.6  PIN="7mm"

 

1

JP1

MICRO PHONE

 

 

1

MK1

音频输入插头

3.5mm

 

1

J1

天线

 

 

1

E1

线路板

FM001-A

 

1

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