Esquema del miniemisor modulado.
01- Miniemisor Carkit 109, modulado con tono, tres transistores, de muy pequeña potencia
02- Miniemisor modulado Sales Kit 74, modulado con tono, un transistor y un 555
03- Emisor de 27 MHz - 350 mW, Carkit 14, 2 transistores, no modulado, dos transistores.
Se muestra aquí un pequeño emisor modulado en AM por un tono para la banda de 27 MHz (Banda ciudadana), útil para el ajuste de receptores de 27 MHz e incluso como baliza de pequeña potencia y corto alcance en 27 MHz. Es un pequeño emisor controlado en frecuencia por un cristal de cuarzo de la banda de 27 MHz, por lo que presenta una muy elevada estabilidad de frecuencia. Su potencia de transmisión es de sólo unos pocos milivatios (2-3 mW), y su alcance bastante limitado.
Este circuito corresponde a un kit de la antigua firma española de kits electrónicos Carkit, de los años 1970-80's, el Carkit nº 109.
A continuación se describe este circuito, según la documentación original que acompañaba a este kit:
Cuando se desea ajustar un receptor cualquiera en la banda de los 27 Mgc/s se debe de utilizar un generador de radiofrecuencia que posea la citada onda. Este instrumento de alto precio casi nunca está en poder de un aficionado. Por otra parte, también se puede ajustar el receptor sobre señales recibidas, pero estas son generalmente de corta duración y de intensidad variable, con lo cual, por un lado, no se tiene el tiempo necesario para realizar el ajuste y por otro, este no es correcto.
CARKIT ha creído por lo tanto conveniente el diseñar esta pequeña emisora o generador, con modulación incorporada, a base de un tono de baja frecuencia de valor regulable. A continuación vamos a comentar el circuito teórico de esta emisora, que consta de tres partes diferentes.
A) Oscilador de baja frecuencia. Constituido por el transistor TR1 BC148. La frecuencia de oscilación es regulable por medio del potenciómetro ajustable R1 de 4K7. La variación de la frecuencia está comprendida entre 1000 y 3000 ciclos/segundo aproximadamente.
B) Amplificador-Modulador. Constituido por el transistor TR2 BC158. Este paso amplifica las señales adecuadamente para atacar al paso oscilador de radiofrecuencia, Asimismo separa un circuito de otro con el fin de evitar interacciones entre ellos.
C) Circuito oscilador-emisor. Está formado por el transistor TR3 MC140, asociado a la bobina L1 y al cristal de cuarzo X1. Este oscilador, al estar controlado por el citado cristal, tiene una estabilidad muy buena. En serie con la bobina de sintonía L1, se encuentra la bobina L2, que compensa las diferencias de longitud de unas antenas a otras. Esta bobina adapta toda clase de antenas cuya longitud esté comprendida entre 0,5 y 1 metro.
La tensión de alimentación de este conjunto es de 9 V, con el polo negativo a masa, proporcionados por un conjunto de 6 pilas de 1,5 V o bien dos pilas de petaca de 4,5 V en serie. El consumo de todo el montaje es de 8 mA solamente, con lo cual la duración de las pilas está más que asegurada.
El circuito impreso está fabricado en fibra de vidrio.
Como antena se puede utilizar un trozo de hilo rígido de 1,5 mm con una longitud de 70 cm. También se puede utilizar una antena telescópica de las utilizadas en los receptores a transistores comerciales.
No requiere ninguna precaución especial, pero conviene prestar atención a los siguientes puntos:
1- Prestar atención al conexionado del transistor TR3 MC140. El punto blanco existente en un costado indica la conexión del colector, en el centro se encuentra la de la base y en el otro extremo, la del emisor.
2- Respetad la posición de las bobinas en la placa de circuito impreso.
3- Soldad el cristal de cuarzo con rapidez. Un calentamiento excesivo del mismo, lo podría deteriorar.
4- Respetad la polaridad del condensador electrolítico.
5- No utilizar ni pastas de soldar ni ácidos ni desengrasantes.
Con ayuda de un receptor que ya ha funcionado anteriormente y que tenga la misma frecuencia que la de este emisor (27,125 MHz) se retocará la bobina L1 hasta conseguir que el oscilador de radiofrecuencia arranque. Alejando el transmisor del receptor hasta que la recepción sea débil, retocaremos la bobina L2 hasta conseguir la mejor escucha en el receptor.
Finalmente con ayuda del potenciómetro ajustable se elegirá la frecuencia de la señal generada por el oscilador de baja frecuencia.
El conjunto se montará en una pequeña caja de aluminio junto con las pilas. En el costado de la caja se colocará un interruptor del encendido y en la parte superior de la misma una hembrilla aislada que servirá para la conexión dela antena. Esta se puede fabricar partiendo de un hilo plateado de 1,5 mm con una longitud de 0,7 m. En el extremo de este hilo colocaremos una banana, que se introducirá en la hembrilla colocada anteriormente.
Colocaremos el emisor muy cerca del receptor al comenzar el ajuste. Una vez haya arrancado el oscilador local del mismo y recibiéndose por lo tanto la señal del emisor, alejaremos este del receptor hasta que la señal casi se desvanezca. A medida que se prosigue el ajuste, la señal será cada vez más fuerte. En estos casos se recomienda alejar de nuevo el emisor, ya que un ajuste con poca señal es mejor que con mucha señal. Entonces, se retocarán todos los núcleos hasta conseguir la máxima recepción. Se deben de seguir las instrucciones que se dan para cada receptor en particular.
TRANSISTORES TR1 = Transistor BC148 TR2 = Transistor BC158 TR3 = Transistor MC140 RESISTENCIAS R1 = Ajustable 4K7 R2 = 150 ohm R3 = 27K R4 = 27K R5 = 330 K R6 = 4K7 R7 = 10 K R8 = 27K R9 = 100 ohm R10 = 2K2 R11 = 10K (Todas de 1/2 w, salvo R1) CONDENSADORES C1 = 15K / 250V placo C2 = 10K / 250V placo C3 = 10K / 250V placo C4 = 100K / 250V placo C5 = 100K / 250V placo C6 = 4K7 disco C7 = 4K7 disco C8 = 33 pF disco C9 = 4K7 disco C10 = 125 µF / 16V electrolítico OTROS 4 separadores de 10 mm. 8 Tornillos de 1/8×5 3 Terminales de espadines. Placa de circuito impreso. Bobina L1 Bobina L2.
Se incluye aquí el circuito impreso de este kit en tamaño real para su impresión, deducido a partir de la distribución de los componentes mostrada anteriormente. Su tamaño real es de 10 cm × 5 cm, y debe realizarse preferentemente en placa de fibra de vidrio (las placas de baquelita no son muy recomendables para circuitos impresos de alta frecuencias). La imagen mostrada ya está para su impresión a tamaño real:
Circuito impreso en formato TIFF
Circuito impreso en formato PDF
Datos de las bobinas: Ambas bobinas están realizadas sobre formitas plásticas de 6 mm de diámetro con núcleo de ferrita roscable, utilizando hilo de 5/10 mm esmaltado arrollado a espiras juntas:
No parece que las dos bobinas deban ir alojadas dentro de algún bote metálico blindado (similar a los de los transformadores de Frecuencia Intermedia de los receptores de radio, de 1,25 cm = 0,5 pulgadas de lado) para evitar las interacciones entre ellas dada la proximidad entre ambas. De hecho, si se blinda L1 con un bote de éstos, se bloquea la oscilación de RF. En todo caso, el blindaje sería aplicable únicamente a L2. Como alternativa, se puede disponer de algún tipo de aislamiento entre ambas bobinas, interponiendo entre ambas algún tipo de lámina metálica fina (hojalata, lámina de cobre) o de circuito impreso virgen de tamaño suficiente y conectada a masa, para disminuir las interacciones entre ambas bobinas. En el circuito impreso mostrado se han incluido una perforación (en pista de masa) para conectar a masa una lámina de separación entre bobinas.
Acerca de los transistores utilizados: Para TR1 y TR2 se pueden utilizar casi cualquier transistor NPN y PNP (respectivamente) de pequeña potencia y baja frecuencia de propósito general. Los tipos indicados (BC148, BC158), aunque un poco antiguos, se adaptan perfectamente al circuito impreso. Para cualquier otro transistor, se debe comprobar la asignación de las patillas (e, b, c) antes de soldarlo al circuito impreso. Los tipos SC148/158 indicados en la figura anterior, son de la desaparecida firma española Piher, y hace años que ya no se fabrican (por la desaparición de Piher en la década de los 90's). TR1 en particular ha de ser de elevada ganancia (Hfe= 100 o superior), ya que en caso contrario puede no entrar en oscilación. Puede ser sustituido por tipos de pequeña potencia y elevada ganancia tales como BC107/108/109 (un poco antiguos), BC237/238/239/547/548/549 (más modernos).
En cuanto a TR3, el kit original emplea el transistor MC140 de la firma Piher, que por el mismo motivo que los SC148/158, hace años que no se fabrica. Puede usarse en su lugar los tipos 2N6178 (directamente reemplazable), BD139, o cualquier otro transistor NPN similar para aplicaciones generales de mediana potencia (1-3 W) y frecuencia de corte suficientemente elevada (60 MHz mínimo).
Se recomienda también no soldar el cristal de cuarzo directamente al circuito impreso, recomendandose la colocación de un zócalo apropiado para enchufar el cristal de cuarzo, lo que permite la fácil y rápida sustitución del cristal de cuarzo por otro de otra frecuencia (dentro de la banda de 27 MHz) si se dispone de un conjunto de cristales de cuarzo de esta banda de radio.
En cuanto al ajustable R1, en el kit original se usa un potenciómetro ajustable vertical con sus tres patillas en línea (sobre media pulgada, 12,7 mm). Actualmente este tipo de ajustable es difícil de encontrar, los habituales tienen la segunda patilla algo desalineada de las otras dos. El circuito impreso presentado está retocado para insertar un potenciómetro ajustable vertical de los empleados actualmente.
El circuito sólo genera unos muy pocos milivatios de potencia (2-3 mW), por lo que su alcance es más bien de unas cuantas decenas o centenas de metros. Se puede probar conectar la salida del circuito (toma de antena A) a una antena exterior de 27 MHz para obtener alcances mayores. Se deberá entonces habilitar una toma de masa del circuito impreso para el conector de antena empleado. Pero la conexión directa de la antena (o a una carga de 50 ohmios para medidas de potencia) bloquea el transmisor (ya que ejerce demasidad carga al oscilador TR3, amortiguando su oscilación). Se sugiere intercalar un condensador de 10-15 pF entre la salida A del circuito y la toma central del conector de antena exterior que se emplee, para disminuir la carga sobre el oscilador, y éste pueda funcionar normalmente.
Puede aumentar algo la potencia de transmisión sustituyendo el transistor oscilador TR3 por algún tipo de transistor de VHF de potencia parecida (como el 2N4427), pero sólo se gana algún milivatio más, por lo que no vale la pena dedicar un buen transistor de RF para este circuito.
El consumo medido del circuito es de unos 6 mA a 9 Voltios (puede ser alimentado con una pila de 9 V), y en torno a los 9-10 mA a 12 Voltios.
En el montaje del autor, la frecuencia de transmisión está desviada de 1,6 a 2 kHz por encima de la indicada en el cristal de cuarzo, por lo que no está centrada en el correspondiente canal de CB (tener en cuenta si se emplea el circuito como generador de señal para el ajuste de receptores). No es problema del cristal de cuarzo (se ha comprobado este inconveniente con otros cristales de 27 MHz), se debe al modo en que se emplea el cristal en el oscilador (entre base y colector del transistor oscilador TR3). La solución encontrada para evitar este problema es sustituir el oscilador original por el del siguiente montaje, para ello basta sustituir R10 (de 2k2) por 4k7, C7 (de 4n7) por 68 pF y C8 (de 33 pF) por 15-18 pF, y conectar el cristal de cuarzo entre base de TR3 y masa (se deberá modificar la correspondiente pista de circuito impreso). Con esto, el miniemisor sale más centrado en la frecuencia nominal del cristal de cuarzo empleado.
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| Versión realizada por el autor. (Clic en la imagen para ampliarla). Se ha dispuesto de un trozo de placa impresa virgen conectada a masa para separar ambas bobinas, con el fin dedisminuir las interacciones entre ambas. El circuito se aloja en una caja de plástico donde además se han equipado una toma RCA para antena exterior, una toma hembra de banana para antena de varilla, una toma de alimentación externa con desconectador de la pila de 9 V (estos a la izquierda), un interruptor de encendido y un LED azul de bajo consumo indicador de encendido (estos a la derecha). |
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Por Fernando Fernández de Villegas (CB Macuto) (Barcelona - España) |
Se trata de otro miniemisor monocanal para la banda de 27 MHz (Banda Ciudadana), de pocos milivatios de potencia, modulado en amplitud con un tono de frecuencia ajustable entre 300 y 700 Hz, útil como oscilador de pruebas para ajuste de equipos de CB (27 MHz), como pequeño emisor de radiomando, o como pequeño emisor portátil para la "caza del zorro" (Radiogoniometría deportiva) en CB. Como el anterior, está controlado por cristal de cuarzo, por lo que su estabilidad de frecuencia es muy alta.
Este circuito fue comercializado en forma de kit por la firma española de kits electrónicos Sales Kit en los años 1970-80's, con el número de kit nº 74. Desde los años 90's Sales Kit no comercializa este miniemisor, y el kit mº 74 fue asignado a un pequeño receptor de radiocontrol en 400 MHz.
Básicamente es un oscilador a cristal de cuarzo en la banda de 27 MHz, cuya alimentación es controlada por la salida de un chip temporizador 555 (salida que oscila entre 0 V y la tensión de alimentación), el cual oscila a una frecuencia de entre 300 y 700 Hz, ajustable por el trimmer R2.
La salida de antena (A) también está conectada a un sencillo detector de diodos de germanio (OA95, AA119 o similar) al cual se conecta un miliamperímetro o voltímetro (seleccionando una escala de voltaje baja), y que sirve para los ajustes de potencia de transmisión de este miniemisor.
La frecuencia de emisión depende del cristal de cuarzo de 27 MHz utilizado (X1).
Bobina: En una formita plástica de 6 mm diámetro, dotada de núcleo roscable de ferrita, bobinar 13 espiras juntas de hilo esmaltado de 5/10 mm de diámetro.
Ajustar la posición del núcleo de ferrita de L1 a máxima lectura del miliamperímetro o voltímetro conectado entre los terminales S y M.
Antena: Utilizar una varilla de 25 cm o más.
Consumo: 25 mA a 9 Voltios
Potencia RF : unos 50 mW.
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Por Fernando Fernández de Villegas (CB Macuto) (Barcelona - España) |
Se trata de un sencillo emisor a cristal comercializado en kit en los años 1970's por la desaparecida firma Carkit (kit nº 14), útil para realizar pequeños transceptores o radiomandos en la frecuencia de 27 MHz. La frecuencia de transmisión es controlada por un cristal de cuarzo de 27 MHz, por lo que es muy estable.
Incluye un circuito de ajuste de la potencia de salida, con un miliamperímetro que permite comprobar la potencia transmitida durante los ajustes.
El consumo del circuito es de unos 100 mA (±20%) para una alimentación de 12 Voltios. El circuito también funciona a +9 V de alimentación (por consumo, no se recomienda entonces alimentarlo con una pila ordinaria de 9 Voltios).
Para la alimentación se aplican +12 V en el terminal + del oscilador, y al terminal +M a través de un modulador de amplitud (por ejemplo, un transformador de modulación, de manera que al modular con una señal de fonía, se lleguen a medir +9 V en el punto +M.
La placa de circuito impreso está disponible (para su impresión a tamaño real) aquí (formato TIFF) y aquí (formato PDF) (enlaces locales). Tamaño real de la placa: 90 mm × 40 mm .
L1 debe ajustarse de manera que arranque el oscilador (TR1), retocando la posición del núcleo de ferrita de la bobina.
C6 y L3 deberán ajustarse a máxima potencia, que será indicada por el miliamperímetro m conectado a la salida de D1.
R1 : 2K7
R2 : 6K8
R3 : 68 ohm
R4 : 100 ohm
R5 : 15 K
C1 : 4n7 disco cerámico
C2 : 33 pF cerámico
C3 : 4n7 disco cerámico
C4 : 470 pF cerámico
C5 : 1 nF disco cerámico
C6 : 10-60 pF Trimmer ajustable
C7 : 120 pF disco cerámico
C8 : 10 pF tubular (o cerámico)
C9 : 39 nF placo
C10 : 4n7 disco cerámico
X1 : Cristal de cuarzo de 27 MHz de la frecuencia deseada
TR1 : MC140
TR2 : MC140 con un pequeño radiador de calor
D1 : Diodo OA95, AA119... (diodo de germanio)
Bobinas L1 y L3 : Realizadas sobre formitas plásticas de 6 mm de diámetro
con núcleo de ferrita roscable, los arrollamientos se
realizan con hilo de 5/10 mm esmaltado:
L1 : Primario: 13 espiras juntas
Secundario: 2,5 espiras juntas, arrolladas sobre el lado más
a negativo de alimentación del primario.
L3 : 18 espiras juntas
L2 : 11 espiras juntas de hilo de 5/10 esmaltado, sobre un diámetro interno
de 8 mm (puede usarse una broca adecuada o un lápiz redondo como soporte
para arrollar la bobina). La bobina se tenderá horizontalmente.
L4 : Choque 47 µH - 200 mA
Antena: telescópica 1,30 metros
Conviene separar la etapa osciladora de la amplificadora final para evitar acoplamientos indeseados entre bobinas de ambas etapas. Un trozo de placa virgen de circuito impreso (o una lámina metálica) conectada a masa y de altura suficiente entre ambas etapas será suficiente.
Si al ir ajustando el trimmer C6 a máxima potencia de salida se observa un aumento brusco de potencia (visible en el miliamperímetro m, o con un medidor de campo situado cerca de este miniemisor), posiblemente se esté produciendo una autooscilación del transistor TR2 en alguna frecuencia extraña ajena a los 27 MHz. Se recomienda entonces modificar la bobina L2 (por ejemplo, separando algo más sus espiras) y volver a reajustar C2.
El transistor empleado en ambas etapas es un viejo tipo NPN para aplicaciones generales de mediana potencia MC140, que dejó de fabricarse en los años 90 al cerrar la firma española que lo fabricaba (Piher). Su reemplazo más óptimo sería el tipo americano 2N6178, que es totalmente compatible a nivel de encapsulado (TO126) y de asignación de sus patillas. Otros transistores ensayados son el 2N1711 y el 2N2222 (o 2N2222A) como transistor oscilador (TR1) y el BD137 o BD139 para la etapa amplificadora (TR2), pero no son compatibles a nivel de patillaje con el MC140. TR2 siempre se le deberá dotar de un pequeño radiador de calor. Si se emplea el 2N2222 (o 2N2222A) como transistor oscilador (TR1), también se le debería dotar de un pequeño radiador de calor adecuado a su encapsulado (TO18 metálico).
Con estos juegos de transistores, el emisor parece que proporciona más potencia de transmisión (y consumo de corriente) que el indicado en el kit original. Y opcionalmente, si quiere usar estos transistores como alternativa al antiguo MC140 (o el 2N6178), debería modificar ligeramente el circuito impreso original para adaptarlo al patillaje de los transistores que quiera emplear.
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Por Fernando Fernández de Villegas (CB Macuto) (Barcelona - España) |
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Circuitos recopilados por Fernando Fernández de Villegas (CB Macuto) (Barcelona - España) |