FM-передатчик на одном транзисторе: генератор и модулятор в одном каскаде

Простейший FM-передатчик собирается на одном ВЧ-транзисторе: контур из двух катушек и подстроечного конденсатора задаёт частоту в диапазоне 88–108 МГц, а электретный микрофон модулирует её. Сигнал принимает обычный FM-приёмник, но устройство остаётся учебным: эфир регулируется законом, и мощность такой схемы нужно держать минимальной.

Схема питается от 3 В (две батарейки или аккумулятор), содержит один транзистор BF194B, четыре резистора и катушки в 2–3 витка на карандаше. Дальность зависит от антенны, питания и помех.

Ниже — правила, принцип работы по схеме, катушки, настройка, типовые ошибки и вопросы, которые чаще всего задают по этой конструкции.

Схему любят за простоту: весь передатчик — один транзистор, несколько конденсаторов и две-три витковые катушки. Сигнал можно принять на любой FM-приёмник в диапазоне 88–108 МГц.

Как это работает

Схема состоит из трёх частей: генератор частоты, модулятор и антенна. Транзистор T1 работает как ВЧ-генератор: в его коллекторной цепи стоит контур из катушек L2, L3 и подстроечного конденсатора VC1, а конденсатор C6 возвращает часть сигнала на базу, создавая обратную связь.

Частоту задаёт этот контур, и вращением VC1 её перестраивают. Для порядка величины: контур из 0,1 мкГн и 22 пФ резонирует около 107 МГц (f = 1 / (2π √(LC))). Точное значение зависит от катушек, монтажа и паразитных ёмкостей.

Звук микрофона через разделительный конденсатор C5 попадает на базу и слегка меняет режим транзистора. Из-за этого меняется частота генерации — так получается частотная модуляция. Катушка L1 в цепи базы не пропускает высокую частоту в микрофонную цепь.

Через конденсатор C8 контур связан с антенной — коротким отрезком провода.

Катушки

Катушки определяют частоту, поэтому их повторяют аккуратно. Ниже — что нужно знать.

• 
  Число витков.L1 и L2 — по три витка, L3 — два витка провода 22 SWG (около 0,7 мм).
• 
  Оправка.Любой тонкий карандаш; после намотки его убирают, получается воздушная катушка.
• 
  Аккуратность.Витки должны быть одинакового диаметра и не «гулять»: от этого зависит частота.
• 
  Закрепление.Катушки не должны касаться друг друга и корпуса: близкий металл сдвигает частоту.

Если нужна другая индуктивность, пересчитайте её по калькулятору катушки; как мотать, описано в уроке про катушку.

Настройка

Включите приёмник на свободную частоту в диапазоне 88–108 МГц, поднесите микрофон к источнику звука и перестраивайте VC1.

1. 1
   Найдите свободную частоту.Выберите частоту, на которой приёмник шипит, без станции.
2. 2
   Включите передатчик.Подайте питание 3 В и поднесите микрофон к источнику звука.
3. 3
   Вращайте подстроечный конденсатор.Делайте это пластиковой отвёрткой, пока не услышите сигнал.
4. 4
   Отойдите от передатчика.Держите его подальше от рук: они сдвигают частоту.

Если сигнала нет, проверьте питание и полярность микрофона. Затем сдвиньте катушки или растяните витки, потому что частота может оказаться вне диапазона приёмника.

Типовые ошибки

Где пригодится сегодня

Как учебная схема для знакомства с ВЧ-генератором и модуляцией. Для реальных задач — беспроводной звук, микрофон — используют готовые радиомикрофоны и Bluetooth.

Они сертифицированы и не мешают соседям.

Что в итоге

Подходит: эксперимент и учёба при выполнении местных правил. Не подходит: постоянная работа в эфире без разрешения.

Если нужен звук без проводов для постоянного использования, берите сертифицированные готовые устройства. Раздел в целом — «Си-Би связь для начинающего»; контур передатчика поможет понять LC-контур на входе приёмника.

Частые вопросы

Можно ли пользоваться таким передатчиком в России?

Только как учебной конструкцией и в рамках действующих правил. Использование радиочастот и мощность регулирует ГКРЧ, и условия зависят от диапазона и мощности.

Если схема не мешает чужому вещанию и работает только в лаборатории, риски минимальны. Если вы выходите в эфир на улицу, сначала уточните требования; для постоянного звука берите сертифицированные радиомикрофоны.

Почему сигнал меняется, когда я касаюсь передатчика рукой?

Рука добавляет ёмкость к контуру и антенне, и частота сдвигается. Это нормально для схемы без экрана и буферного каскада.

Если мешает, настраивайте пластиковой отвёрткой, отодвиньте руки и закрепите передатчик. Если нужна стабильность, добавьте экран и буферный каскад.

Чем заменить транзистор BF194B?

Подойдёт ВЧ-транзистор с граничной частотой заметно выше 100 МГц. В российских магазинах радиодеталей ищите кремниевые ВЧ-транзисторы вроде КТ368, сверяясь по справочнику.

Если нужный тип найти не удалось, подберите замену по граничной частоте и цоколёвке. После замены перестройте VC1: частота может сместиться.

Можно ли подать звук с телефона вместо микрофона?

Да, но уровень линейного выхода телефона намного больше, чем у микрофона, поэтому нужен делитель напряжения и разделительный конденсатор.

Если подать сигнал напрямую, получится перемодуляция: звук будет хрипеть, а частота уйдёт. Начните с малого уровня и увеличивайте его по приёму.

Какое питание лучше — батарейки или блок?

Батарейки или аккумулятор: питание 3 В от свежих элементов стабильнее, чем от дешёвого сетевого адаптера, который вносит помехи.

Если питаете от сети 230 В через блок, берите стабилизированный и с фильтром. Если частота плавает, проверьте питание.

Калькуляторы для радио

• LC-контур: резонансная частота, L, CРезонансная частота по L и C, обратный расчёт недостающей детали
• Катушка индуктивности (однослойная)Индуктивность по диаметру, длине намотки и числу витков, обратный расчёт числа витков
• Длина антенны — диполь и штырьДлина полуволнового диполя и четвертьволнового штыря по частоте, обратный расчёт