Bygga en FM sändare för rundradiobandet

[Nerre]

En PLL-baserad FM-sändare är antagligen enklare att förstå än den där kretsen, just eftersom i den där kretsen är det så många faktorer som påverkar.

[hcb]

Jag tycker att du har synnerligen bra anledningar att experimentera med radiobyggen. Några synpunkter nedan.
Du har valt att bygga för relativt höga frekvenser. Jag förstår att det beror på att du därmed kan använda en vanlig FM-rundradiomottagare för att lyssna på dina sändningar, men samtidigt komplicerar det byggena en aning eftersom strökapacitanser och dito induktanser kan ge avsevärda bidrag till sändarens egenskaper. Du har väl inte tillgång till någon radio som tar kortvåg, mellanvåg eller långvåg? Kommer man ner på några MHz eller så blir konstruktionerna genast mindre kritiska. Dock dyker då problemet med modulation upp, men det går rätt lätt att få användbar amplitudmodulering, och den kan tas emot med alla rundradiomottagare.
Allra enklast är förstås om mottagare kan detektera SSB eller CW (morse), men det gör genast urvalet av mottager mycket mera begränsat.

Edit: sändare enligt ovan är förstås precis lika olagliga som den du byggt, men har fördelen att de med en liten trådstump till antenn troligtvis inte går så långt. Dock räcker några hundra mW lätt till för interkontinental kommunikation på rätt band vid rätt konditioner, bara man har en lämplig antenn

[Anonym2]

Hej

Det är kanske så att sändaren har gjort "sitt" i dessa experimentsyften. I varje fall har jag lärt mig en del om hur en FM sändare fungerar, hur frekvens och modulation hänger samman, faktorer som påverkar en enkel oscilator och hur man lindar spolar.

Bifogar bild på en mer kompakt version av orginal versionen som jag tog från nätet.



Kortvåg verkar vara intresseant, jag ska nog fortsätta mitt projekt där med att se om det går att få tag i en billig mottagare, alternativt bygga en sådan. Vilket av banden på kortvåg är "där det händer"? 10m verkar vara dött, 40m?

//Alexander

[labmaster]

Ranstam, du alltså lärt dig att antennen påverkade frekvensen där sändaren stålar genom att dels klippa av en stump från antennen och dels genom att hålla handen runt antennen.

Denna kunskap har fått dig att bygga ett buffertsteg som du anslutit till punkten där du hade antennen tidigare och sedan anslutit antennen till buffertstegets utgång. Genom denna lösning har du konstaterat att sändaren blivit mera frekvensstabil. Samtidigt har du konstaterat att buffertstegets intåg i konstruktionen inte påverkat var sändaren strålar.

Du har även lärt dig att sändaren tillsammans med buffertsteget inte ändrar frekvens när du ändrar kapacitansen i LC-kretsen.

Du har också lärt dig att sändaren kan sluta fungera nu när du kopplat in ett buffertsteg utan att ha tillräcklig kunskap att kunna räkna ut om det kommer att fungera eller inte.

Nu till några frågor som baserar sig på ursprungskonstruktionen ty det är ju den enda konstruktion som skulle kunna vara någorlunda tillförlitlig. Dina modifieringar har du ju så att säga gjort lite på vinst och förlust vad jag kan förstå med avseende på det du har skrivit om detta.

1) Kan du variera sändarfrekvensen inom några MHz genom att ändra kapacitansen i LC-kretsen givet att antennen hänger stabilt och att antennens längd är konstant samtidigt som den inte påverkas av din eller någon annans kropp?

2) När du talar in i kondensatormikrofonen så för du in en signal i sändaren vars frekvens ligger omkring 1 000 Hz beroende på vilket röstläge du har. Kan du beskriva hur signalen som hörs i rundradiomottagaren alstras? Den signalen ligger ju en bit under 100 MHz, en avsevärd skillnad ned till cirka 1 000 Hz som talet genererar.

3) Kan du redogöra för hur signalen troligtvis ser ut som den alstrar i rundradiobandet då du talar i mikrofonen?

Som svar på min fråga vad syftet med radiosändaren är skriver du att målsättningen är att du vill lära dig att så bra som möjligt förstå hur en sändare är uppbyggd så att du kan klara av att bygga själv. Detta mål har du ju redan uppfyllt eftersom du har byggt en sändare som ger ifrån sig en signal i rundradiobandet som det var tänkt med konstruktionen. Därmed kan du alltså lägga experimentet på hyllan.

Om du däremot menar att du vill lära dig att förstå hur en sändare är uppbyggd så pass bra att du kan konstruera en sändare själv är läget något helt annat. Då har du definitivt valt fel projektplattform att jobba vidare med.

Radiosändare i dess rätta bemärkelse är relativt komplicerade apparater som innehåller olika byggstenar. Det är dessa byggstenar som du måste lära dig om du skall kunna konstruera och bygga egna radiosändare. Detta gäller faktiskt även om det bara handlar om hobbyverksamhet. Vägen till framgång handlar om att kombinera teoristudier med praktisk erfarenhet från experiment på labbänken. För de teoretiska studierna kan jag rekommendera två böcker som innehåller teori varvat med praktik. Dessa är:

• KONCEPT för radioamatörcertifikat, Radiokommunikation, teknik och experiment
• Experimental Methods in RF Design

Bägge böckerna innehåller experiment med sändare för amatörradiobanden och där är det extra känsligt om du sätter igång och sänder utan tillåtelse eftersom det är många som lyssnar där. Mot bakgrund av att du läst på högskola, enligt din egen utsago, så tror jag inte det är något problem för dig att läsa in det som behövs och avlägga prov för att erhålla ett amatörradiocertifikat. Fördelen är då att du kan experimentera i stort sett hur mycket du vill så länge du bara sänder inom amatörradiobanden och håller dig till de kulturella oskrivna regler som finns inom amatörradio. Att du inte har möjlighet att sätta upp antenner är ingen ursäkt för att låta bli att skaffa amatörradiocertifikat. Ty det behövs inga stora arrangemang i antennväg för att kunna experimentera med radioteknik.

Ovanstående böcker kan beställas från föreningen SSA och du hittar telefonnummer på hemsidan under "Om SSA". Pricet för KONCEPT är oförskämt lågt, bara drygt 80 kronor. Priset för EMRFD ligger runt 500 kronor, upp emot 600 kronor men den är värd varenda krona. Varje gång man läser i den och sätter sig vid labbänken med något av projekten i boken har man hur kul som helst.

[metric]

Priset för EMRFD ligger runt 500 kronor, upp emot 600 kronor men den är värd varenda krona. Varje gång man läser i den och sätter sig vid labbänken med något av projekten i boken har man hur kul som helst.

Den boken är bra men köp den på adlibris istället för 339:- inkl. frakt.


http://www.adlibris.com/se/product.aspx?isbn=087259923X

[hcb]

Efter vad jag hört är KONCEPT helt klart att föredra framför "Bli sändaramatör" eller vad den heter.

[labmaster]

Nja, det beror på vilken ambitionsnivå man har. Boken "Bli sändaramatör" har en bättre pedagogik och är såldes inte så tungrodd som boken KONCEPT. Bägge böckerna levererar den kunskap som krävs för att klara att få ett godkänt prov för amatörradiocertifikat. Det som skiljer dem åt är att KONCEPT går mera in på djupet när det gäller radiotekniken. Ur detta perspektiv är den således bättre än boken "Bli sändaramatör".

Om man redan är förtrogen med ellära och vidhängande mattematik så passar faktiskt "Bli sändaramatör" bättre eftersom den är mera rakt på sak utan för mycket detaljer. Man har ju så att säga inte så stort behov av fördjupning i teknikdelen om den redan är förvärvad på annat sätt. Reglementdelen mjuk och lättläst i boken "Bli sändaramatör". Jag har bägge böckerna och kan således jämföra.

Men den som klagar på innehållet i "Bli Sändaramatör" med avseende på ambitionsnivån att man skall kunna konstruera sändare och mottagare har rätt i sak. Den kunskapen ger inte boken.

[Anonym2]

Hej

Tack för boktipsen!

1. Frekvensen går att justera med trimkondensatorn, 2-10pf (ungefär 5Mhz), utanför det tar det dock stopp någonstans. Prov med både annan spole och större/mindre kondensator har gett dåliga resultat, ett fall med ytterst svag sändning och ett par där oscillation verkar ha uteblivit.

2. Om mina rudimentära elektronikkunskaper(10p analog elektronik på sjöbefälshögskolan) inte sviker mig fungerar moduleringen på följande sätt. En pendlande i/urladdning mellan kondensator och spole i LC kretsen utgör själva bärvågen. Som jag förstår det så är den mot EMK som uppstår i spolen när spänningen sjunker(kondensatorn tom) som återigen laddar upp kondensatorn. När mot EMK har släppt laddar kondensatorn ur och hela processen upprepas. Detta händer ca 90mljoner gånger per sekund i detta fallet. För att svängningen inte skall dö ut så är den återkopplad med en 10p kondensator över transistorn.

Kondensormicen genererar en svag spänning på ca 50mV som går in i basen på audiotransistorn. Tillsammans med en koppling till collektorn lyfts denna upp till 0.6v som behövs för att transistorn ska vara i sitt "aktiva" läge och förstärka. När svängingar på spänningen in på basen uppträder(från micken)(spänningen över bas-emitter på audio transistorn) kommer spänningsfallet över collector/emitter att sjunka, varpå spänningen collector - emitter(på audiotransistorn) sjunker. Detta leder till att spänningen över 100n kondensatorn sjunker och den laddar ur.

När detta händer borde spänningen på basen på FM-transistorn minska och strömmen genom basen minska. Detta borde ge upphov till att FM-transistorn slutar att läcka igenom ström(kollektor - emitter) och dränera kondensorn i LC-kretsen. Då kommer följaktligen frekvensen som LC-kretsen generar att ändras till att gå något snabbare.

Frekvensskillnaden mellan tal och bärvåg kommer ju göra att en svängning på basen på FM-transistorn tar ca 90.000svängningar att trycka igenom på bärvågen i form av ökad/minskad frekvens.


(får man lov att göra länka så?)

Jag har letat en hel del efter en förklaring liknande detta(fast som stämmer förståss), säkert ute och cyklar, är det någon som har bättre förstånd? Tyvärr har jag inte tillgång till osciloskåp, men dessa går kanske inte så högt som 90mhz.


//Alexander

[Jonyverse]

Har du även koll på skillnaden mellan AM och FM?

Dagens kontrollfrågor:

Vad händer i oscillatorn när ljudspänningen på basen varierar upp och ner, förutom att frekvensen ändras?

Om kondensatorns i resonanskretsens värde ändras, ändras såklart frekvensen. En kapacitansdiod är en diod som ändrar kapacitans beroende på spänningen över den. Om man låter en sådan ingå i resonanskretsen kan man uppenbart justera frekvensen genom att variera spänningen över denna på samma sätt som att vrida på trimkondingen.

Vad händer om ljudförstärkarens utgång är den spänningen?

[Anonym2]

Ja, det har tidigare påpekats att sändaren generar både AM och FM. AM modulering ändrar ju topvärdet(amplituden), och då fungerar det rimligen så att mot EMK från spolen bestämmer amplituden, och att denna blir mindre/högre beroende på mängden energi sparad i kondensatorn.

Att låta audiosignalen styra en variocap borde ge en liknande funktion som att ha en transistor som gör det. Frågan är om detta på något sätt skulle ge en ren FM modulation? I såfall borde transistorkopplingen på schemat påverka den mot-emk som fyller kondensatorn och på så sätt generera AM och FM.


//Alexander

[Jonyverse]

I en koppling med varicap i resonanskretsen ligger AF-spänningen över varicappen som är DC-isolerad med en konding. Oscillatorn ser bara kapacitansen ändras upp och ner i takt med spänningsförändringen. Alltså blir oscillatorns hf-signal opåverkad i nivå, men inte i frekvens.
(=FM)

[MiaM]

Ett helt lagligt sätt att laborera med sändare är att låta sändaren skicka signalen in i en konstlast. För att få nån slags koll på hur utsignalen ser ut så vill man ha en (rejält dämpad) utgång för att leda utsignalen till t.ex. frekvensräknare, spektrumanalysator och/eller en vanlig mottagare.

Vad gäller den här "fulsändaren" så verkar någon klåpare ha skrivit PN 2222 istället för 2N2222 i schemat, men det spelar ju ingen roll för oss som bor där europeiska BC547 är vanligast.

Om du ska skicka in signal från en extern ljudkälla, t.ex. dator eller hörlursuttag på mobiltelefonen, så är det troligtvis en bra idé att ändra på kopplingen för den vänstra transistorn så att den istället blir en emitterföljare.

För övrigt så skulle jag nog säga att "man gör inte sådär" gällande transistorkopplingarna.

Den vänstra transistorn är kopplad enligt "andra försöket att bygga förstärkarsteg med bipolär transitor"-schemat från läroböcker. ("Första försöket" är att låta 1M-motståndets övre ända gå direkt till plus - det ger en ännu sämre förstärkare).

Det jag direkt kan se som skulle göra den här kopplingen stabilare är två saker. Den ena är bygga en "riktig" "fyramotståndsförstärkare" kring den vänstra transistorn, fast det är bara intressant om man ska använda en kondensatormikrofon och inte istället tänker använda en linjesignal från t.ex. dator, mp3-spelare eller liknande. Den andra är att få det högra steget lite stabilare. Det kan enklast fixas genom att ersätta 47k-motståndet med två motstånd som tillsammans utgör en spänningsdelare. En smartare variant är att konstruera det vänstra transistorsteget så att utsignalen har en likspänningsnivå som passar att mata direkt in på basen på det högra transistorsteget. Då kan man skippa 100n-kondensatorn. Oavsett hur man gör så bör 1n-kondensatorn behållas. Det kan också vara bra att ha en motsvarande kondensator mellan den vänstra transistorns bas och jord för att kortsluta bort radiostrålning som plockas upp av mikrofonen (eller linjesignal in).

De här tipsen baserar jag i princip helt på det jag kan om lågfrekvens/ljudkopplingar. Jag har inte så bra koll på HF-kopplingar men gissar att det kan vara en bra idé att börja med att lära sig lågfrekvens/ljudfrekvenskopplingar.

[Nerre]

En sändare strålar kanske inte bara från utgången, att koppla utgången till en konstlast dämpar alltså inte alla signaler.

Det är väl i såna fall bättre att sitta i ett skärmat rum. Fram med foile och tejp?:)

[Jonyverse]

Nerre: Ett alternativ till att skärma rummet med aluminiumfolie kan vara att bygga in sändaren i en skärmad aluminiumlåda. Så brukar jag gjöra.

Om man har sändaren i en burk, jordar rätt internt och kopplar en konstlast som MiaM föreslår så strålar det minimalt. Era PC-datorer och plasma-TV strålar mer kan jag som radioamatör lova.

En bra grej med konstlast är att om den är 50 ohm så är det lätt att gå vidare och optimera sändaren för ett 50 ohms transmissionssystem, dvs filter, antennanpassning, kabel, antenn. Så att den fungerar som en riktig sändare ska.

[labmaster]

Den absolut bästa lösningen är att skaffa sig ett amatörradiocertifikat och sedan börja experimentera med sändare inom amatörradiobanden.

Då har man dessutom större förutsättningar för att utveckla sitt kunnande enär det finns mycket litteratur i ämnet för just amatörradio. Då slipper man dessutom lägga pengar på en massa aluminiumfolie och den tid det tar att bygga en bur.