Простой радиомикрофон FM диапазона своими руками.
Возникла необходимость по быстрому сварганить простой радиомикрофон, который бы работал в диапазоне 88…108 МГц и его можно было слушать на бытовой приемник с диапазоном FM.
Вся дальнейшая информация выложена исключительно в ознакомительно-познавательных целях!
Для повторения выбрал одну из множества простых схем, которыми изобилует интернет.
Этот радиомикрофон был разработан для работы в диапазоне 66…73МГц, поэтому его схему пришлось слегка переработать чтобы заставить его работать в диапазоне 88-108 МГц.
Вместо электретного микрофона МКЭ-3 был применен телефонный электретный капсуль-таблетка. Вместо древнего транзистора П416 применил СВЧ транзистор КТ363АМ.
Здесь на транзисторе VT1 собран микрофонный усилитель. Низкочастотный сигнал после усилителя поступает на оконечный каскад на транзисторе КТ363АМ. В базовой цепи этого транзистора имеется варикап КВ109Г, при помощи которого осуществляется частотная модуляция.
Каскад на транзисторе VT2-это, собственно генератор высокой частоты, работающий примерно в диапазоне 88…108 МГц. Частота колебаний задается емкостью конденсатора С7 и индуктивностью катушки L1. Конденсатор С8 необходим для обеспечения положительной обратной связи как условия возникновения генерации.
Радиомикрофон работает при напряжении питания 3 В, хотя его работа проверена в диапазоне питающих напряжения 1,5…9В. Вместо КТ363АМ работает даже КТ326Б, но напряжение питания должно быть не ниже 6…9 В.
Катушка L1 имеет 4 витка провода диаметром 0,5…0,7 мм и намотана на оправке диаметром 6 мм.
Задача передачи информации на большие расстояния не ставилась, поэтому антенна сделана спиральной и имеет 13 витков эмалированного провода диаметром 0,6 мм намотанного на оправке диаметром 8 мм. Этого оказалось вполне достаточно.
Антенна выглядит так:
Все детали радиомикрофона размещены на печатной плате размерами 95х12 мм. Плату специально сделал узкой и длинной, чтобы можно было поместить её в какой-либо трубчатый корпус:
Размещение основных элементов на плате:
Налаживание и проверка работы.
После подачи питания проверяем напряжение на коллекторе транзистора VT1. При необходимости, резистором R2 выставляем в этой точке напряжение примерно равное половине напряжения питания.
Далее проверяем наличие генерации в каскаде на транзисторе VT2. Это можно сделать либо по контрольному приемнику, либо используя УКВ волномер, либо при помощи осциллографа. Я воспользовался для этой цели простым УКВ волномером, конструкция которого будет описана в отдельной статье.
Генератор заработал сразу. Частоту генерации, а следовательно и частоту на которой работает радиомикрофон, можно изменить растягивая или сжимая витки катушки L1. В состоянии как на фото выше, то есть витки этой катушки практически не растянуты, у меня получилась частота генерации примерно 90 МГц. Как раз то, что нужно-участок ниже 95 МГц в моей точке приема совершенно свободен от радиовещательных станций.
Вот такая вот конструкция выходного дня.
Простой стабильный радиомикрофон
Предлагаю схему очень стабильного радиомикрофона.
К созданию данной схемы подтолкнула необходимость в качественном жуке, со стабильной частотой, не уходящей при приближении человека, или перемещении устройства. В итоге была разработана и собрана данная схема. Даже если вертеть устройство в руках, скручивать и раскручивать антенну- частота совсем не уходит. О том, как добиться стабильности, будет сказано ниже.
Итак, отличительные качества данного радиомикрофона:
— регулируемая звуковая чувствительность
— крайне стабильная работа
— регулируемая мощность
Характеристики:
Мощность: 30-300мВт
Напряжение питания: 3-15В
Диапазон: 70-140МГц
Описание работы схемы
Через R1 подается питание на электретный капсюль, далее с помощью C1 полезный сигнал отделяется от постоянной составляющей питания и попадает на базу VT1. На VT1 собран УЗЧ, необходимый для предварительного усиления сигнала с микрофона. Обыкновенный каскад с общим эмиттером, в котором R3 задает смещение базе, а R2 является нагрузочным.
R4 ограничивает ток каскада, что необходимо для регулировки усиления каскада, а С4 шунтирует его по переменному току, тоесть пропуская только полезный сигнал. R5 ограничивает ток НЧ части, и вместе с С2 выступает в роли Г-фильтра, предохраняющего схему от самовозбуждения. Через С3 сигнал поступает на базу VT2, на котором выполнен ГВЧ. R6 и R7 задают смещение базе, R8 ограничивает ток каскада. С5 шунтирует базу на общий вывод, за что такой каскад получил название каскада с общей базой. С7 создает обратную связь, а С8 шунтирует R8, позволяя ВЧ сигналу свободно проходить. На L1 и C6 собран параллельный колебательный контур, от которого и зависит частота генерации. Через С9 уже сгенерированный VT2 ВЧ сигнал, и модулированный НЧ сигналом с VT1, он попадает на базу VT3, на котором собран УВЧ. R9 и R10 задают смещение на базе VT3. R11 ограничивает ток каскада и позволяет изменять выходную мощность устройства. L2 и С10 образуют колебательный контур аналогичный и резонансный контуру ГВЧ. Конденсатор С11 является разделительным, между УВЧ и антенной.
С12 шунтирует схему по ВЧ, что предупреждает самовозбуждение на высоких частотах.
Используемые элементы и взаимозаменяемость
VT1- 9014; VT2, VT3- 9018.
L1, L2- 6 витков проводом 0.5мм, на каркасе диаметром 3мм.
Антенна — кусок провода 20-60см.
Все резисторы 0.125-0.5Вт. Конденсаторы С1, С2, С3 и С4 электролитические, остальные керамические.
Источник питания: любой напряжением 3-15В, в моем случае 2 литиевые таблетки типоразмера CR2032.
VT1 можно заменить транзистором КТ315, BC33740 или практически любым маломощным транзистором NPN структуры имеющим достаточный коэффициент усиления. VT2, VT3 можно заменить транзистором КТ368, или любыми другими маломощными имеющими граничную частоту не менее 200МГц.
Настройка
Настройка сводится к установке чувствительности микрофона, установке частоты и настройке контура УВЧ в резонанс.
При помощи R4 необходимо настроить чувствительность каскада УНЧ так, чтобы разговор вблизи не вызывал перегрузки, а чувствительность была все еще достаточной чтобы слышать его в пределах комнаты или квартиры.
При помощи С6 производится грубый выбор частоты, для более точной подстройки необходимо изменять геометрию L1 путем растяжения витков. С помощью С10 контур УВЧ необходимо настроить в резонанс с несущей. От значения R11 зависит выходная мощность.
Сборка
Сборку необходимо производить выполняя основные правила ВЧ монтажа- выводы элементов максимально укорачивать, исключить большие и толстые дорожки и контакты способные к паразитным емкостям, применить экранировку.
В моем варианте сборки устройство было собрано на двустороннем фольгированном стеклотекстолите. На одной стороне непосредственно схема поверхностным монтажом, на второй были организованы колодки для 2х литиевых батареек таблеток типа CR2032. Одна из особенностей- использование ключа в качестве выключателя питания. Для того чтобы активировать устройство необходимо вставить ключ в разъем, это было сделано для удобного и надежного включения.
На фото собранный и обтянутый термотрубкой жук, а так же ключ.
К концу антенны был припаян кусочек жести, для возможности более удобного крепления конца антенны.
Печатную плату в формате Sprint-Layout вы можете скачать ниже
Методы повышения стабильности радиомикрофонов
Многие начинающие радиолюбители решившие попробовать простые и интересные схемы “жучков” часто не могут настроить схему после сборки. И столкнувшись с проблемой в лучшем случае докучают на форумах, в худшем- бросают эту затею. Одной из самых распространенных проблем в таких конструкциях является нестабильная работа и уход частоты.
В первую очередь рассмотрим факторы влияющие на работу ГВЧ, от которого и зависит стабильность несущей. Большинство “жуков” создается используя ГВЧ типа трехточки на одном транзисторе. Рассмотрим несколько факторов влияющих на стабильность генерации.
1. Случай в котором антенна цепляется непосредственно к ГВЧ и влияние антенны.
Антенна подключенная через конденсатор или индуктивную связь непосредственно к ГВЧ по сути становится приемной, а не только передающей, т.
к. ее емкость, а так-же расположение в пространстве и наводимые в нее посторонние ВЧ токи передаются в цепи ГВЧ и здорово влияют на его работу. Это все равно, что подключить к ГВЧ источник помех.
Решением данной проблемы является простой каскад УВЧ, или же повторитель, то есть УВЧ практически не имеющий усиления, необходимый только для ограничения ГВЧ от обратной связи с антенной. Пример простейшего маломощного УВЧ приведен ниже.
2. Колебательный контур.
Влияние качества катушки колебательного контура на стабильность работы так же имеет место. Катушка из слишком тонкого провода, не имеющая корпуса и не залитая ничем будет менять свою геометрию при физическом воздействии на устройство, тоесть при перемещениях и прочих вибрациях. Изменение геометрии вызовет изменение индуктивности, а она в свою очередь уход частоты.
Решением данной проблемы является проклейка катушек, намотка их на каркас, намотка катушек более толстым проводом.
3. Питание.
Работа устройства в общем всегда зависит от источника питания.
Батареи со временем своей работы будут довольно значительно менять вольтаж, что так-же выразится постепенным уходом частоты.
Решением является использование стабилизаторов, и схемотехнических решений не имеющих сильной зависимости от источника питания.
4. Экранировка.
При приближении металлических или прочих предметов имеющих электропроводность они влияют на индуктивное и ёмкостное окружение схемы. Так например металлическая экранировка проходящая рядом с колебательным контуром будет влиять на его индуктивность, повышая ее, и понижая частоту. Постоянная экранировка с неизменяемой геометрией оказывающая постоянное воздействие проблемой не является, наоборот огораживает устройство от внешних воздействий. В другом случае, когда устройство кладут на металлическое основание, оно возможно окажет влияние на работу. Решением является применение экранировки, использование корпуса из толстого пластика, ограничивающего минимально возможное расстояние до платы.
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| VT1 | Биполярный транзистор | 9014 | 1 | КТ315, BC33740 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот |
| VT2, VT3 | Биполярный транзистор | 9018 | 2 | КТ368 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот |
| С1 | Электролитический конденсатор | 0. 47 мкФ | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| С2, С4 | Электролитический конденсатор | 10 мкФ | 2 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| С3 | Электролитический конденсатор | 1 мкФ | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| С5 | Конденсатор | 100 нФ | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| С6, С9-С11 | Подстроечный конденсатор | 35 пФ | 4 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| С7 | Конденсатор | 15 пФ | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| С8, С12 | Конденсатор | 470 пФ | 3 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R1, R2, R5, R6, R9 | Резистор | 9. | 5 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R3 | Резистор | 470 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R4 | Подстроечный резистор | 3 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R7, R10 | Резистор | 3 кОм | 2 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| Резистор | 150 Ом | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | ||
| R11 | Подстроечный резистор | 1 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| L1, L2 | Катушка индуктивности | 2 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | ||
| Антенна | Провод 20-60см | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | ||
| Микрофон | Электретный | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | ||
| Выключатель | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |||
| Батарея | 2xCR2032 | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | ||
| Добавить все | ||||||
1 кОмСкачать список элементов (PDF)
Теги:
- Радиомикрофон
- Sprint-Layout
Простой беспроводной FM-микрофон
FM-передатчик рассчитан на работу от 9-вольтовой батареи и состоит из легкодоступных деталей.
Основное использование этого простого FM-передатчика — радионяня. Он очень чувствителен и легко подхватывает разговор в любой части комнаты. Приведенные здесь размеры и значения обеспечивают прием без статического электричества по периметру большинства домов.
Согласно FCC, для этого небольшого передатчика не требуется лицензии. Если питание от 9-вольтовой батареи и при использовании с антенной длиной не более 30 см, мощность излучения передатчика будет в пределах, установленных Федеральной комиссией по связи США (полоса пропускания 200 кГц и напряженность поля менее 50 мкВ/м на расстоянии 15 метров от устройства).
Цепь
Звук улавливается из комнаты электретным микрофоном и усиливается Q1. Резисторы R2-R5 задают рабочее смещение постоянного тока транзистора Q1. Конденсатор C3 служит для улучшения отклика переменного тока на звуковое напряжение, а конденсатор C2 блокирует смещение постоянного тока и связывает переменный ток со следующим каскадом, где происходит воздействие РЧ.
Усиленное напряжение переменного тока от Q1 направляется на базу Q2. Транзистор Q2 и связанная с ним схема (C5 и катушка индуктивности) образуют генератор, работающий в диапазоне 80–130 МГц. Генератор модулируется звуковым напряжением, которое подается на базу Q2. Резистор R6 ограничивает вход в ВЧ-секцию, и его значение можно регулировать по мере необходимости, чтобы ограничить громкость входа. Это поможет контролировать уровень искажений на очень громком входе.
Резисторы R7-R9 задают постоянное смещение Q2, еще одного 2N2222, который используется в качестве генератора и модулятора передатчика. Конденсатор C5 представляет собой подстроечный конденсатор емкостью 6–50 пФ, который используется для настройки контура ресивера генератора, а конденсатор C4 направляет ВЧ-сигнал от генератора на землю для предотвращения нестабильной работы.
Как его собрать
Прототип FM-передатчика собран на куске перфорированной строительной плиты с расстоянием между отверстиями 0,1 дюйма.
Расстояние между компонентами не критично, важно их размещение. Как правило, вы должны сделать передатчик как можно меньше. Кусок перфорированной доски с 12 отверстиями в ширину и 30 отверстиями в длину даст вам достаточно места для работы, но при этом получится небольшой блок. При сборке убедитесь, что провод заземления микрофона припаян к земле.
Катушка индуктивности изготавливается путем шестикратной намотки проволоки 24 калибра (диаметр проволоки около 0,5 мм) вокруг карандаша (диаметром около 5 мм). Конденсатор C7 должен быть размещен как можно ближе к L1-Q2, R9, чтобы уменьшить количество радиочастотной обратной связи, которую вы получите в остальной части схемы. Антенна (провод калибра 24) должна быть припаяна к сделанной вами катушке примерно на 2 витка вверх со стороны транзистора и должна иметь длину около 8-12 дюймов.
Эксплуатация
Чтобы использовать передатчик, установите радио на расстоянии не менее 10 футов от проекта. Найдите неиспользуемую частоту и включите радио погромче, чтобы слышать помехи.
Подключить 9-вольтовую батарею к передатчику и слушать радио. Медленно регулируйте накопительный конденсатор (C5), пока не «успокоите» приемник; это настроенное место.
Обратите внимание, что когда вы убираете руки с передатчика, вы несколько расстраиваете цепь. Обычно лучше оставить его расстроенным и настроить радио так, чтобы получить наилучший прием. Если вы не можете получить желаемый диапазон настройки, вы можете сжать катушки в контуре резервуара ближе друг к другу, чтобы понизить частоту, или немного раздвинуть их, чтобы повысить ее.
Схема работает лучше всего при питании от батареи, но если требуется питание от стены, убедитесь, что напряжение пульсаций как можно меньше, иначе в приемнике будет гудение.
Беспроводная связь своими руками, часть 2: передатчики и батареи
Крис Лайонс | 29 сентября 2020 г.
Беспроводная связь — одна из самых загадочных и непонятых частей аудио, но выбор и установка новых беспроводных микрофонов для небольшой школы, церкви или театра — это то, что вы, вероятно, можете сделать сами.
В первой части DIY Wireless мы обсуждали выбор частотного диапазона. В этой статье мы поговорим о передатчиках и батареях.
Поясные передатчики часто выполняют тройную функцию. Их могут носить ведущие на собрании школьного совета или на тренинге для персонала, студенты-актеры в спектакле или гитаристы на шоу талантов. Различные источники требуют различных устройств ввода. Убедитесь, что выбранный вами поясной передатчик оснащен входным разъемом, а не проводным микрофоном или гитарным кабелем. Таким образом, вы можете использовать разные микрофоны в разных сценариях, и если микрофон или кабель выйдет из строя, вы можете просто заменить его, а не отправлять весь передатчик в ремонт. Должен быть доступен выбор петличных микрофонов для ведущих, головных микрофонов для актеров, инструментальных микрофонов и гитарных кабелей для музыкантов, чтобы вы могли выбрать те варианты, которые вам нужны.
Ручной передатчик SLXD2
Ручной передатчик может держать в руке певец или ведущий, но его часто прикрепляют к гусиной шее на подиуме или кафедре, чтобы избежать опасности споткнуться о кабели, проходящие по полу.
Два риска при использовании беспроводных микрофонов (и как их избежать) звук пропадает посреди шоу? Это может произойти по нескольким причинам с беспроводным микрофоном. Самая частая причина — севший аккумулятор. Пользователи часто вставляют новые батареи в передатчик перед каждым мероприятием в качестве меры предосторожности. Чтобы не выбрасывать наполовину использованные батарейки, которые еще вполне годны, поместите их в мусорное ведро с пометкой «репетиционные батарейки» или что-то подобное и используйте их в некритических ситуациях. С перезаряжаемой батареей Shure система может отображать фактическое оставшееся время работы в часах и минутах на передатчике и/или приемнике, поэтому вам никогда не придется гадать, достаточно ли осталось энергии для проведения собрания или мероприятия.
Точное измерение заряда аккумулятора также помогает выжать из аккумуляторов каждый бит энергии перед их перезарядкой. Дисплей приемника SLXD4, показывающий оставшееся время работы от батареи
Второй причиной отказа беспроводных микрофонов является простая ошибка пользователя. Беспроводные передатчики часто попадают в руки начинающих пользователей, которые думают «что делает эта кнопка?» Они могут непреднамеренно отключить питание передатчика или изменить частоту, не зная об этом (и у вас не будет времени исправить это). На некоторых передатчиках кнопки могут быть заблокированы электронным способом, чтобы предотвратить отключение питания или изменение настройки частоты. неавторизованным пользователем. Излишне говорить, что это может стать огромным стимулом для вашего душевного спокойствия.
Преимущества аккумуляторов для беспроводных микрофонов Аккумулятор SB903
Любой, кто какое-то время пользовался беспроводными микрофонами, привык тратить деньги на щелочные аккумуляторы и испытывать чувство вины за то, что выбрасывает груды мертвых (или даже частично использованных) аккумуляторов.
батареи неделя за неделей. К счастью, литий-ионные перезаряжаемые аккумуляторы имеют примерно такой же размер, как пара щелочных батареек типа АА, и служат так же долго. Литий-ионная химия также устраняет «эффект памяти», характерный для старых NiMH или NiCd аккумуляторов, и их обычно можно перезаряжать 500 и более раз, даже если каждый раз они использовались всего час или два.
Если ваши передатчики имеют внешние зарядные контакты, то в конце дня вообще не нужно вынимать аккумулятор – просто поместите передатчик в зарядную док-станцию, и через несколько часов он снова готов к работе. Даже если вы забудете, литий-ионные батареи обычно заряжаются примерно наполовину за час или около того, чего часто бывает достаточно для короткой встречи или мероприятия.
Двойное стыковочное зарядное устройство SBC203 с передатчиками SLXD1 и SLXD2
У перезаряжаемых батарей есть еще одно преимущество, которое не поддается количественной оценке. Вы не будете ежемесячно выбрасывать ведра мертвых щелочных элементов на свалку, поэтому вы будете поддерживать усилия вашей организации по повышению экологической осведомленности.
Реальная экономия на перезаряжаемых батареях для беспроводных микрофонов Приблизительная экономия на перезаряжаемых батареях
Хотя это может показаться дорогим, первоначальная стоимость аккумуляторной батареи и зарядного устройства для беспроводного микрофона окупается довольно быстро. Если перезаряжаемая батарея стоит 55 долларов, а зарядное устройство — 70 долларов, общая сумма инвестиций составит 125 долларов. Если аккумулятор используется в течение восьми часов 500 раз, это составляет 4000 часов работы. Это составляет 125 долларов за 4000 часов или 3,1 цента в час. (На передатчиках SLXD вы можете проверить, сколько циклов зарядки прошла батарея, и проверить состояние батареи по сравнению с новой батареей.)
Если предположить, что батарейки АА стоят 50 центов каждая оптом, а передатчику нужны две батарейки, то это 1 доллар за восемь часов использования или 12,5 центов в час. Таким образом, использование щелочных батареек AA на 500 мероприятий стоит в четыре раза дороже, чем вариант с перезарядкой, и приводит к тому, что 1000 батарей выбрасываются на свалки.
При тщательном подходе к покупке вы найдете беспроводную микрофонную систему с функциями передатчика и вариантами аккумуляторов, которые делают систему простой в использовании и управлении. В статье «Беспроводная связь своими руками: Часть 3. Беспроводные микрофонные приемники» мы обсудим выбор функций приемника, обеспечивающих бесперебойную работу системы в вашей среде.
Прочтите другие сообщения из этой серии:Беспроводная связь своими руками, часть 1: выбор частоты
Беспроводная связь своими руками, часть 3: приемники
Беспроводная связь своими руками, часть 4: антенны
Беспроводная связь своими руками, часть 5: как выбрать и установите собственную беспроводную систему за 7 простых шагов
Крис Лайонс — ветеран Shure с 30-летним стажем, который занимал различные должности в сфере маркетинга и связей с общественностью. Его специальность — сделать сложные аудиотехнологии простыми для понимания, обычно с помощью аналогий с автомобилями или едой.
