Esquema del emisor Cebek FM-2. (Clic en la imagen para ampliarla).
Pequeña colección de miniemisores de pequeña potencia para la banda de radiodifusión de FM (88-108 MHz), de corto alcance, para aplicaciones experimentales o de uso casero (micrófono inalámbrico, transmisión de voz y música a cortas distancias, etc...), pudiendo emplear receptores de radio ordinarios de FM para recibir sus señales.
Se trata de circuitos sencillos, con osciladores de RF libres, por lo que no son muy estables en frecuencia. Esta estabilidad disminuye si la antena está conectada directamente al oscilador de RF (miniemisores con un sólo transistor de RF), y aumenta si hay una etapa separadora-amplificadora de RF entre el oscilador y la antena, si se blindan las etapas de RF, empleando tensiones de alimentación muy estables (al menos para alimentar el oscilador), etc...
Por su sencillez, todos los transmisores aquí mostrados son monofónicos.
Algunos de los circuitos mostrados emplean como transistor oscilador de RF algún transistor tipificado para aplicaciones de baja frecuencia (tipos BC y otros) o de propósito general, pero ello es así porque actualmente muchos transistores tipificados para aplicaciones de baja frecuencia tienen una frecuencia de corte lo suficientemente alta como para poder oscilar en la banda de FM (y suelen ser algo más baratos que un transistor tipificado para aplicaciones de VHF-UHF de potencia similar).
Una advertencia: Tenga en cuenta que en muchos países es ilegal utilizar radiotransmisores sin licencia. Aunque no suelen haber problemas si se usan minitransmisores de pequeña potencia y corto alcance y no ocasionan interferencias a emisoras de radio comerciales en las radios del vecindario.
01- Emisor CEBEK FM-2, de alta potencia
02- Emisor Pantec nº 11, de alta potencia
03- Miniemisor de pequeña potencia para 1,5 voltios, alimentable con una única pila
04- Miniemisor experimental de pequeña potencia para 1,5 Voltios, con diodo túnel
Se trata de un miniemisor de FM de la firma CEBEK Electronic Circuits suministrado en forma de kit, que se vendía en las tiendas de electrónica españolas en la década de 1990.
Es un emisor de cierta potencia, de varios cientos de milivatios, debido a su oscilador de potencia, constituido por dos transistores tipo 2N2219 en configuración tipo multivibrador. Debido al consumo de corriente de los dos transistores, se debe equipar cada uno con un radiador de calor.
La bobina osciladora se realiza con 3 espiras (o mejor 4) de hilo plateado (a ser posible) de 1 mm de diámetro, bobinadas al aire con un diámetro interno de 10 mm y una longitud total de 10-15 mm. Se deberá ajustar la separación entre espiras experimentalmente. En el punto medio de la bobina se realizará una toma para la tensión de alimentación, y en el punto medio entre el anterior y uno de los extremos de la bobina se hará una toma para la antena.
El circuito se alimenta a 12 Voltios (admite 9 a 15 V) y consume unos 150 mA.
La sensibilidad de entrada de audio es de unos 300 mV, adecuada para conectar la salida de algún pequeño equipo de audio de baja potencia, y puede aumentarse la sensibilidad (para utilizar micrófonos dinámicos) disminuyendo el valor de la resistencia de entrada de audio (de 47 K marcada con * ; Valor mínimo: 10-15 K).
|
Circuito suministrado en kit por CEBEK Electronic Circuits |
Se trata de otro miniemisor de FM de potencia vendido en forma de kit por la firma Pantec (kit nº 11) en la década de 1980.
Utiliza una configuración del oscilador de RF similar al circuito anterior, proporcionando unos 3 W de potencia (según el prospecto del kit), por lo que debe manejarse este circuito con cuidado a causa de esta elevada potencia.
Su alimentación máxima es de 15 voltios, con un consumo de unos 250 mA. Debido a este elevado consumo, los transistores del oscilador (T3, T4) se calientan mucho y han de estar dotados de sendos radiadores de calor apropiados. La estabilidad de frecuencia del oscilador se resiente algo mientras se calientan los transistores cuando el emisor se pone en marcha.
Como transistores amplificadores de baja frecuencia (T1, T2) se utilizan tipos BC550C, y para los transitores del oscilador de RF (T3, T4) se utilizan tipos 2N3553.
La bobina osciladora está realizada en el propio circuito impreso, tal como se ve en la siguiente imagen.
|
| Placa impresa del emisor Pantec. (Haz clic en la imagen para ampliar). Una plantilla del circuito impreso a tamaño real para su impresión se muestra aquí. |
|
Circuito suministrado en kit por Pantec |
Se trata de un pequeño emisor en la banda de FM de unos pocos milivatios de potencia y de muy baja tensión de alimentación, pudiendo ser alimentado con una simple pila de 1,5 V e incluso con una pila miniatura Mallory de 1,3 V. Por su sencillez, permite ser montado como un pequeño microemisor miniaturizado.
Como micrófono se emplea un micrófono de cristal, el cual presenta una elevada impedancia y buena sensibilidad. Puede ensayarse cualquier otro tipo de micrófono, pero deberá proveerse de un condesador de 1- 10 µF de paso entre el micrófono y la base del transistor preamplificador de audio.
La bobina L consta de 4-5 espiras de hilo esmaltado o (mejor) plateado de 1 mm de diámetro, con diámetro interior de espira de 10 mm (puede arrollarse la bobina sobre un soporte provisional como un lápiz o bolígrafo ordinario, o una broca de 10 mm, que después será retirado), y espiras algo separadas (con una longitud total de la bobina de 20-25 mm). Se realizará la toma de la antena a 1,5-2 espiras del extremo de la bobina conectado a positivo de alimentación.
Como antena se podrá emplear un trozo de alambre de 20-30 cm de longitud, conectada a la toma media indicada en la bobina.
El trimmer de 10 pF se ajustará para que el emisor entre en oscilación, mientras que el trimmer de 20 pF ajusta la frecuencia de transmisión (aunque ésta también es afectada por el trimmer de 10 pF). También puede modificarse la frecuencia de oscilación expandiendo o comprimiendo algo la longitud de la bobina.
Los transistores empleados son NPN de pequeña potencia y baja corriente, tipos BC121 o 2N3493 para el preamplificador de audio (Hfe = 50, Ic = 100 mA max), y tipo BF194 o equivalente para el oscilador de RF.
Se trata en este caso de otro microemisor de pequeña potencia, del orden del milivatio o fracción de milivatio, alimentado a 1,5 V, por lo que puede ser alimentado con una simple pila de 1,5 voltios.
Este microemisor es bastante antiguo, pero se incluye aquí por ser muy particular, ya que usa como oscilador un diodo túnel (también llamado diodo Esaki). Este tipo de diodo se caracteriza por presentar en su curva de corriente frente a tensión directa un tramo de "resistencia negativa", esto es, un tramo en el que al aumentar la tensión, disminuye la corriente que circula por el diodo (es una resistencia negativa de tipo dinámico).
El tramo de resistencia negativa del diodo túnel tiene lugar entre dos valores de la tensión de polarización del diodo (Tensión de pico Vp y tensión de valle Vv), por lo que se deberá ajustar la polarización del diodo para que éste quede polarizado dentro de su tramo de resistencia negativa. En este tramo, el diodo entra en autooscilación añadiendo los elementos adecuados asociados, básicamente el circuito LC de sintonía. Y esto es lo que se aprovecha en este microemisor FM.
Mientras en un oscilador normal en el circuito LC de sintonía la descarga oscilante del condensador C a través de la bobina L se mantiene gracias a la realimentación positiva que introduce el transistor oscilador, que compensa las pérdidas óhmicas en el circuito LC que extinguirían rápidamente la oscilación, en un oscilador con diodo túnel es su resistencia dinámica negativa la que compensa estas pérdidas, manteniendo así el circuito LC la oscilación.
La siguiente gráfica muestra las curvas características de un diodo túnel:
A continuación, el esquema del transmisor:
El uso de diodos túneles como osciladores permite realizar microemisores muy simples de pequeña potencia (en torno al milivatio), pero tiene el inconveniente de que estos diodos no se encuentran fácilmente, apenas se fabrican ya que apenas tienen uso práctico. El tipo de diodo túnel utilizado aquí es el tipo 1N2930. Si se quiere ensayar otro tipo distinto, puede que sea necesario reajustar la polarización del diodo modificando los valores de las resistencias de polarización (la de 270 o la de 22 ohmios, que fijan la tensión de polarización del ánodo del diodo túnel) para que quede polarizado en su tramo de resistencia negativa. Podemos sustituir, por ejemplo, la de 270 ohmios por una de 180 ohmios en serie con un pequeño trimmer de 100 ohmios.
Normalmente, en los diodos túnel el tramo de resistencia negativa está comprendido entre los 60 mV (Vp) y los 300-400 mV (Vv) típicamente, aunque se deberán consultar las características específicas del diodo que se quiera emplear. Un ejemplo de oscilador con diodo túnel con regulación de polarización (que permite llevar y ajustar el diodo túnel en su tramo de resistencia negativa), es el siguiente, el cual emplea un diodo túnel tipo 1N3720 (más "potente" que el 1N2390):
Salvo algunos tipos, los diodos túneles son de muy baja corriente directa (IF), por lo que son diosdos delicados, y se ha de tener en cuenta al calcular el divisor de tensión para la polarización del diodo. Sin embargo, tampoco es recomendable que este divisor de tensión tenga una resistencia óhmica demasiado elevada. A pesar de las pequeñas corrientes que requiere un diodo túnel, para su funcionamiento óptimo se requiere que el origen de su tensión de polarización tenga una resistencia óhmica suficientemente baja.
Volviendo a nuestro emisor, la bobina de oscilación se realizará como la de cualquier otro emisor de la banda de FM: típicamente 4-5 espiras de hilo esmaltado o (mejor) plateado de 1 mm de diámetro, con diámetro interior de espira de 10 mm (puede arrollarse la bobina sobre un soporte provisional como un lápiz o bolígrafo ordinario, o una broca de 10 mm, que después será retirado), y espiras algo separadas (con una longitud total de la bobina de 20-25 mm). Como antena se puede emplear una varilla metálica o un alambre rígido de 30-50 cm de longitud.
El trimmer de 25 pF permite ajustar la frecuencia de oscilación. También puede modificarse ésta expandiendo o comprimiendo algo la longitud de la bobina.
El transistor amplificador de audio utilizado aquí es un tipo 2N1192, que es un PNP de germanio de pequeña potencia. Dado que actualmente casi no se fabrican transistores de germanio, se puede probar sustituirlo por un transistor PNP de silicio de pequeña potencia y baja corriente de propósito general y ganancia similar (Hfe = 40-135 a Ic= 10 mA), pero entonces posiblemente se deberá modificar experimentalmente el valor de alguna de las resistencias de polarización de base debido a la diferente caída de tensión base-emisor de un transistor de silicio (0,6 V) respecto a uno de germanio (0,3 V), que afectará a la corriente de polarización de base y por tanto a la tensión de polarización de emisor. En todo caso, lo recomendable es que la tensión de emisor quede ajustada a un valor algo inferior a la tensión de alimentación (que ya de por sí es baja).
|
Circuitos recopilados por Fernando Fernández de Villegas (EB3EMD) |