Transmissor FM Caseiro esquema eletrico

Revirando alguns CDs aqui na minha casa encontrei alguns esquemas elétricos para construção de transmissores FM de 1 Whatt, 3 Whatts, 15 Whatts, 25 Watts, 85 Watts e 600 Whatts espero que algum deles seja útil a para algum usuário.
Os documentos aqui postados são aproximadamente do ano de 2000 mas caso não encontre os componente com certeza o vendedor da loja a qual irar compra los informara qual poderá o substituir imprima e leve os dados para uma maior precisão.
Conto com a colaboração dos usuários para dizerem via comentários se obteve sucesso na montagem ou não e quais itens foram substituídos

Transmissor de FM  1 Watt

Com um sinal de entrada de 150 mV pico a pico obtém-se um desvio na frequência de operação para a modulação de 75 kHz, o que leva a emissão às mesmas características das emissoras comerciais, com excelente qualidade de som. 
A potência de saída é de +30 dBm o que corresponde a 1 W com o qual pode ser obtido alcance de vários quilômetros com uma boa antena externa. 
Os dois transistores de saída devem ser montados em bons radiadores de calor. 
Os trimmers C1 e C2 são de 9 pF da do tipo de 7mm amarelo, enquanto que C3 e C4 são trimmers de 36 pF de 7mm violeta.

As bobinas tem as seguintes características:
L1 - 3 a 4 espiras de fio 21 com diâmetro de 7mm em núcleo de ferrite.
L2 - 8 espiras de fio de 21 com diâmetro de 7mm e núcleo de ar.
Os choques de RF são do tipo comercial (micro-choque) que podem ser encontrados nas casas especializadas. 
A alimentação deve ser feita com fonte de 15 V, pelo menos 1,2 A e excelente filtragem para que não ocorram roncos.
O trimpot P2 deve ser ajustado para obtenção de maior potência de saída sem oscilações. Estas oscilações podem ser percebidas na forma de um ruído branco que cobre toda a faixa sintonizada por um receptor próximo. 

Transmissor de FM 3 watts

Este é um transmissor com entrada de áudio em AM que oferece bons resultados. Na entrada deve ser ligado o áudio proveniente de uma mesa ou aparelho de som.
O transistor Q1 deve ser dotado de um bom radiador de calor. 

Transmissor de FM 15 Watts

Este transmissor tem uma potência de 15 W e com boa antena pode enviar seus sinais com qualidade a distâncias superiores a 20 Km.     Os componentes não são críticos e para maior estabilidade foi utilizado um cristal e um diodo BB105 (varicap) com um capacitor de 5 pF a partir da segunda espira de L1 no oscilador.     Na saída foi utilizado um transistor 2N3375 que fornece uma potência de 15 W de saída em 100 MHz.     CV pode ser de 2-20 pF a 4-40 pF e as bobinas foram confeccionadas da seguinte maneira: L1 - 3 espiras; L2 - 4 espiras; L3 - 4 espiras; L5 - 3 espiras; L6 - 3 espiras; L7 - 3 espiras.     Todas as bobinas foram feitas com fio 20 AWG e têm 8 mm de diâmetro. O cristal oscilador é para 100 MHz.     Para a alimentação deve ser usada uma fonte de 12 V com pelo menos 2 A e uma excelente filtragem. O transmissor não deve ser ligado sem antena ou carga fantasma. A placa de circuito impresso deve ser de fibra de vidro e os transistores dotados de bons radiadores de calor. Transmissor de FM 85 Watts  Transmissor de FM  25 Watts  Transmissor de FM 600 Watts Se você está à procura de um bom projeto de transmissor de FM, que usa poucos componentes, fácil de montar e que ofereça um alcance razoável este circuito pode atender às suas necessidades.  Muitas pessoas estão à procura de circuitos menores e cujo alcance seja em torno de 500 metros.  Este circuito oferece essas possibilidades e é bastante confiável.  Sua potência está em torno de 600 mW representando um alcance superior a um raio de 500 metros com uma antena comum.  Se usada uma antena externa sua cobertura pode superar um raio de 2000 metros.  A alimentação é proveniente de uma bateria de 9 volts, preferencialmente alcalina para melhores resultados.  O uso de pilhas também é admitido.  Poderão ser usadas duas, três ou quatro pilhas.  Evidentemente o alcance será reduzido, pois a tensão será menor.  Outra possibilidade é uma fonte de alimentação com ótima filtragem para que não ocorram roncos na transmissão.  Não alimente o circuito com tensões superiores a 9 volts. A configuração básica do oscilador é a mesma utilizada na maioria dos transmissores de FM.  A grande novidade está no uso do transistor C1923, ele oferece uma potência superior ao famoso BF494, muito usado em pequenos transmissores.  Todos os resistores são de 1/8w e os capacitores, com exceção do eletrolítico, devem ser cerâmicos.  A tensão do capacitor eletrolítico deve estar compreendida entre 16 e 25 volts.  Os únicos componentes críticos do projeto são as bobinas L1 e L2.  Elas serão enroladas em um núcleo de ferrite ajustável.  A fôrma pode ser aproveitada de outros aparelhos fora de uso.  O diâmetro pode variar de 0,5 a 1,0 mm e a espessura do fio deve ser entre 18 e 32 AWG, preferencialmente 18.L1 é formada por 4 espiras e L2 por três.  Na próxima figura é possível observar o aspecto das bobinas já enroladas na fôrma.  O enrolamento em vermelho representa L1 e o enrolamento em verde L2.  A próxima ilustração mostra a ligação dos terminais de L1 e L2.  O ajuste da frequência de operação do transmissor é feito no núcleo de ferrite das bobinas.  Para realizar este ajuste sintonize um rádio em uma frequência livre e atue sobre o núcleo com uma chave plástica até que o sinal do transmissor seja captado pelo rádio. Para que este procedimento seja mais fácil ligue uma fonte de áudio à entrada (modulação) do transmissor.  Pode ser um CD player, toca fitas, etc. Tenha cutela na hora de ajustar o circuito para que você sintonize a frequência correta e não uma harmônica. Isso poderá ser observado pelo alcance e pureza do sinal. O capacitor Cx, que está em paralelo com a bobina, terá o seu valor entre 5 e 33 pF, isso vai depender do diâmetro da bobina e da espessura do fio.  É interessante realizar testes a fim de se verificar qual o valor melhor se adapta.Uma variação para quem tiver dificuldades em obter um núcleo de ferrite é enrolar as bobinas sem núcleo.  Neste caso Cx deverá ser substituído por um trimmer de 3-33pF.A ligação de um microfone de eletreto de dois terminais é mostrada na figura abaixo:  Observe que um resistor de 4k7 é ligado à alimentação positiva do transmissor e ao terminal do microfone.  Este mesmo terminal é ligado à entrada do transmissor.  O outro terminal corresponde ao terra e é ligado à alimentação negativa do transmissor. Para a antena use um pedaço de fio comum com aproximadamente 80 cm de comprimento ou então uma antena telescópica.  Se você quiser um alcance melhor para este transmissor leia o artigo abaixo "Como melhorar seu transmissor". Como melhorar a performance de seu transmissor .......... A transmissão em FM é um assunto que desperta o fascínio em muitas pessoas. Só quem já teve oportunidade de montar um transmissor e vê-lo funcionando sabe a sensação de prazer proporcionado por este tipo de projeto. Hoje em dia, existem muitas pessoas que dedicam seus estudos à transmissão de sinais em rádio frequência e um dos grandes desafios é conseguir um bom alcance dos sinais irradiados. Este artigo destina-se aos interessados no assunto e que pretendem estender os seus conhecimentos com as técnicas aqui apresentadas. Evidentemente este é um tema que envolve muitos conhecimentos que vêm sendo adquiridos desde as primeiras experiências realizadas com transmissores e que, se abordado a fundo, seria necessária uma verdadeira enciclopédia com as mais variadas e complexas fórmulas para os inúmeros cálculos que envolvem circuitos em RF. O que se propõe aqui é explicar, de forma simples e objetiva, como se dá a irradiação e propagação das ondas eletromagnéticas e quais os recursos para que os sinais possam ser transferidos para o espaço com maior intensidade. O oscilador de RF O circuito mais simples e conhecido para se obter um sinal de rádio frequência é o mostrado na figura abaixo:  O transistor é o elemento central.  Na base temos a polarização e entrada de áudio.  O emissor é conectado ao terra através de um resistor cuja função é limitar a corrente. No coletor temos o circuito LC onde é feita a sintonia da frequência a ser transmitida e de onde será retirada a portadora de RF e aplicada à antena. Há também a presença de um capacitor realimentador ligado entre o coletor e o emissor do transistor.  Esta configuração é conhecida como base comum e é a mais simples para um oscilador de RF.  Sua potência é da ordem de alguns miliwatts quando utilizado o transistor BF 494 ou o 2N2222.  Esta mesma configuração admite o uso de outros transistores mais potentes como o 2N2218 ou o 2N3053 sendo que a potência conseguida gira em torno de 750 miliwatts. Existem projetos de transmissores de FM onde são usados transistores BD 135.  Apesar deste transistor não ser específico para RF ele é capaz de operar em altas freqüências permitindo o seu uso neste tipo de circuito e fornecendo uma potência razoável. ..........Teoricamente um transmissor com algumas dezenas de miliwatts pode irradiar o seu sinal a uma distância perto de uma centena de quilômetros, contudo, para que isto aconteça na prática a coisa fica um tanto quanto complicada.  Primeiramente seria necessário um excelente sistema irradiante, por exemplo, uma antena direcional com, pelo menos, 16 dB de ganho e perfeitamente ajustada para a frequência de transmissão.  O acoplamento entre transmissor, cabo coaxial e antena deveriam ser perfeitos, sem perdas, além da localização dos sistemas irradiante e receptor que deveriam ser privilegiados, sem obstáculos.  O sistema receptor também deveria ser dotado de uma antena receptora com as mesmas características da mencionada no sistema irradiante além de possuir um bom amplificador de RF e um bom filtro. ..........Para quem pretende montar um transmissor e obter um bom rendimento do circuito deve-se levar em conta alguns fatores básicos.  Um deles evidentemente é a sua potência, quanto maior a potência, maior o alcance. Quando se pretende trabalhar com potências acima de 1W, o transmissor deverá ter uma ou mais etapas amplificadoras de RF.  Um oscilador comum, conforme o que aparece na figura acima, não fornece mais que algumas centenas de miliwatts, mesmo com transistores mais potentes, além disso, a instabilidade é um outro fator que conta pontos negativos quando se pretende irradiar um sinal a partir de um simples oscilador.  O acoplamento com a antena também é de fundamental importância.  Se a saída de um transmissor não estiver corretamente acoplada ao cabo e este à antena, haverá perdas bastante significativas e, no caso de transmissores com maior potência, as etapas de saída poderão queimar-se.  Isto porque parte do sinal que era para ser irradiado volta para o transmissor.  O uso de um medidor de ROE (Relação de ondas estacionárias) nestes casos é indispensável.  Para exemplificar imagine uma bomba de água que é capaz de fornecer 10 litros por segundo e na sua saída é ligada uma válvula que libera apenas 4 litros por segundo e em seguida um cano que conduz 6 litros por segundo.  O resultado não poderia ser outro senão a danificação de um ou mais destes três elementos.  A situação é mais ou menos parecida em um transmissor de FM. Digamos que a sua saída fornece 300 Watts de potência com uma impedância de 50 ohms e é conectada a um cabo que suporta 250W com 75 ohms de impedância e por fim a antena que trabalha com uma potência máxima de 150W e sua impedância é de 50 ohms.  Não é difícil imaginar o que aconteceria neste caso.  O correto seria usar o cabo e a antena compatíveis com a saída do transmissor.  Outro fator de extrema importância é a antena que será discutida a seguir. Antenas ..........Sem dúvida nenhuma o componente mais crítico em um sistema de transmissão é a antena.  Ela é responsável por transferir o sinal gerado pelo transmissor para o espaço e, portanto, deve estar perfeitamente calibrada para a frequência de trabalho.  Existem inúmeros modelos de antenas com suas características peculiares e que devem ser levadas em conta quando se pretende montar um sistema irradiante.  A polarização é uma delas.  Os sinais de rádio podem ser polarizados verticalmente ou horizontalmente.  Grande parte dos serviços de comunicação usam a polarização vertical.  A polarização horizontal é usada em alguns serviços de comunicação e também pelas emissoras de televisão.  Existe ainda a polarização circular que é adotada pelas emissoras de rádio FM. A vantagem deste tipo de polarização é que a antena do rádio pode estar tanto na vertical quanto na horizontal que não ocorrerão perdas na recepção.  Se uma estação transmite um sinal polarizado verticalmente, a antena receptora também deve estar posicionada desta forma, caso contrário haverá uma perda em torno de 20dB. ..........Outra característica das antenas que contribui para o bom alcance da portadora gerada por um transmissor é o seu ganho.  Obviamente, quanto maior o ganho, maior o alcance.  As conhecidas antenas plano-terra de 1/4 de onda ou pé-de-galinha, como muitos a chamam, tem um ganho típico de 0dB.  Já as de 5/8 de onda tem um rendimento bem maior, seu ganho gira em torno de 3dB, sendo portanto, mais indicadas para uma maior cobertura.  Muitos rádio amadores utilizam esse tipo de antena em suas estações, o que proporciona uma grande melhoria nas comunicações, contudo, essas antenas são bem mais caras que as de 1/4 de onda.  Via de regra, quanto maior o ganho, mais cara a antena. ..........Por fim uma outra característica das antenas de fundamental importância na área de cobertura proporcionada por um sistema irradiante é o tipo de irradiação.  Existem dois tipos: omnidirecional (não direcional) que irradia o sinal em todas as direções e unidirecional.  Esta última concentra o sinal em uma única direção e é altamente indicada para sistemas de comunicação a longa distância.  Para se ter uma ideia, vamos supor que um transmissor esteja conectado a uma antena omnidirecional e irradie seu sinal em um raio de 1 Km, este mesmo transmissor, com uma antena direcional, irradiará o sinal a uma distância de mais de 50 Km, dependendo das características da antena, porém em uma única direção.  Imagine a lâmpada de uma lanterna que concentra o seu foco de luz em um único ponto, a luminosidade será bem mais forte nessa direção, do que a luminosidade proporcionada pela mesma lâmpada fora da lanterna uma vez que ela emite a luz em todas as direções. Observe nas figuras abaixo os padrões de irradiação de uma antena omnidirecional e outra unidirecional.  Nas próximas figuras são mostrados alguns dos modelos de antenas mais usados nos diversos serviços de comunicação.  Esta é a famosa plano-terra, ou pé-de-galinha.  Ela opera com 1/4 de onda e o seu ganho típico é de 0dB.  É bastante usada em emissoras de rádio comunitárias e também em serviços de comunicação em VHF.  A polarização é vertical.  Esta ilustração representa uma antena de 5/8 de onda.  Ela é superior à plano terra, pois o seu ganho típico é de 3 dB, portanto, a cobertura é maior. Como o próprio nome já diz, ela é dimensionada para trabalhar com 5/8 de onda da frequência a ser transmitida.  Este tipo de antena é bastante usado nos mais diversos serviços de comunicação em VHF.  Sua polarização também é vertical. Nesta representação pode-se observar um exemplo de antena direcional do tipo Yagi com 6 elementos cujo ganho é da ordem de 7dB (existem antenas com mais de 15 elementos onde o ganho pode superar os 16dB) -  Obs.: Não confundir com antena de TV.  Esta é a antena mais indicada para quem pretende chegar mais longe, contudo o sinal não é irradiado em todas as direções, como nos exemplos anteriores.  A escolha desta antena pode representar a grande diferença na qualidade de recepção em locais onde a maioria dos receptores se concentram em uma determinada área.  Ela pode ser polarizada tanto na vertical quanto na horizontal.  Acoplamento ..........Para que um transmissor transfira todo o seu sinal para uma antena o acoplamento deve ser o melhor possível e não apenas ligando-se diretamente a antena ao coletor do transistor de saída como aparece em muitos esquemas.  O principal fator que se deve levar em conta é a impedância.  Para transmissores de FM a impedância padrão é de 50 ohms. Existem no mercado alguns tipos de cabos coaxiais e antenas especialmente projetados para este fim.  Desta forma fica muito mais fácil a calibração de um sistema transmissor. Algumas técnicas são usadas para realizar o acoplamento entre o transmissor e o cabo.  Os principais componentes encontrados nestes circuitos são capacitores, trimmers e bobinas que, além de acoplarem uma etapa à outra funcionam também como filtros reduzindo bastante a irradiação de harmônicas e espúrios responsáveis por interferências em outros aparelhos. Nas figuras abaixo pode-se observar alguns exemplos comuns de circuitos que são usados para o acoplamento entre o transmissor e o cabo / antena.  .A melhor forma de acoplamento é mostrada na figura seguinte.  Nela uma bobina secundária é enrolada juntamente com a bobina tanque e o sinal enviado a um filtro p.  Este sistema representa uma grande vantagem, pois como o sinal é extraído da bobina secundária e esta não tem ligação direta com o circuito de saída do transmissor, não há transferência direta via coletor, portanto a impedância característica do circuito de saída não influi sobre as etapas seguintes.  Outra vantagem é que há uma grande redução na interferência do cabo e da antena sobre a saída do transmissor.  Projetos Práticos ..........A seguir encontram-se dois projetos de antenas, uma omnidirecional e outra direcional para serem usadas em transmissores de FM. ......... .1o Projeto: Antena Plano-Terra ..........O primeiro projeto apresentado é o de uma antena plano-terra omnidirecional.  O ganho é de 0dB e ela poderá melhorar o alcance de seu transmissor caso você use uma antena interna.  Ela opera com 1/4 de onda e não apresenta grandes dificuldades na montagem e no ajuste. A potência máxima recomendada é de 150 W.  O esquema elétrico desta antena é mostrado a seguir.  O elemento irradiante é ligado ao fio central do cabo enquanto os quatro elementos que formam o terra são ligados à malha do cabo. ..........A fórmula para se calcular o tamanho dos elementos é bastante simples: C = 75 / Fo. Onde C é o comprimento dos elementos, 75 é o fator constante para divisão e Fo a frequência de operação.  O resultado é dado em metros. ..........Para exemplificar vamos supor que você tem um transmissor que opere na frequência de 105,1 MHz.  Aplicando a fórmula : C = 75 / 105,1, portanto, C = 0,713606. Arredondando, C = 0,71 m ou 71 cm. ..........A próxima figura ilustra um exemplo da antena montada. Aqui nota-se a posição dos quatro elementos que formam o terra em um ângulo de 45 graus em relação ao mastro. Desta forma, a impedância é de 50 ohms. ..........2o Projeto: Antena direcional de 4 elementos ..........Este projeto é mais indicado para aqueles que já detêm uma certa experiência em RF, visto que o bom desempenho vai depender fundamentalmente dos ajustes.  Trata-se de uma antena direcional formada por quatro elementos cujo ganho é de 5 dB. O acoplador é do tipo Gama Match o que garante uma ótima transferência de sinal e o correto ajuste da impedância que deve ser de 50 ohms.  A potência máxima para esta antena é de 100 W. ..........A seguir encontra-se o esquema elétrico.  Como você pode observar, existe um conector que recebe o sinal do cabo e o aplica à antena.  O pino central é ligado a um trimmer de 0 - 60 pF que por sua vez é ligado ao elemento irradiante através de um tubo de menores proporções.  Este conjunto forma o Gama Match.  Note que os elementos são aterrados, inclusive o irradiante.  Todos são ligados à gôndola metálica que é ligada ao terra do conector.  Na próxima figura é possível ver como fica a antena montada.  Observe as conexões dos elementos e do Gama Match.  Os elementos são fixados por meio de parafusos.  Abaixo o Gama Match é visto em detalhes.  Agora vamos às fórmulas para se calcular o tamanho e o espaçamento entre os elementos. ..........Comprimento do elemento irradiante: C = 142,5 / fo. C é o comprimento, 142,5 o fator constante e fo a frequência de operação. ..........Refletor: 0,49 . l (l = Comprimento de onda, ou seja, l = 300 / fo) ..........1o Diretor (a partir do irradiante): 0,43 . l ..........2o Diretor: 0,40 . l ..........Espaçamento entre os elementos ..........Refletor / irradiante: 0,25 . l ..........Irradiante / 1o diretor: 0,15 . l ..........Irradiante / 2o diretor: 0,15 . l ..........Gama Match ..........Ponto A: 0,01 . l ..........Ponto B: 0,06 . l .......... Apesar das fórmulas fornecerem uma indicação precisa dos tamanhos e espaçamentos entre os elementos de uma antena há sempre a diferença entre a teoria e a prática e, em se tratando de RF, essa diferença é bastante presente.  A recomendação é que antes de montar definitivamente a antena os elementos e o Gama Match sejam dotados de algum mecanismo que permita a variação tanto do tamanho como dos espaçamentos entre si. ..........O auxílio de um medidor de intensidade de campo e de um medidor de ROE são indispensáveis para o melhor ajuste neste tipo de antena, principalmente quando o transmissor tiver uma potência razoável. ..........Para aqueles que não se sentiram animados a montar esta antena, existe no mercado uma antena direcional para FM que também poderá ser usada, contudo, sua impedância é de 75 ohms, logo o cabo também deverá ser de 75 ohms (cabo coaxial para TV), assim como a saída do transmissor. ..........Com estas informações aqueles que estudam o assunto terão uma ferramenta a mais no desenvolvimento de seus projetos.