FM vysílač

[johnym]

Dobrý den,
Vím že je to asi dost hloupý dotaz, ale zajímalo by mě, jak funguje tento vysílač: http://pandatron.cz/?1028&fm_vysilac_rizeny_krystalem byl bych velice vděčný za podrobnější popis nejlépe všech součástek. Rád bych tomu porozuměl, jelikož mi přijde divné například nesymetrické napájení, pokud pracujeme se střídavým signálem. Potom bych se rád zeptal, jestli lze nahradit zmíněný varikap: BB405 například tímto: 1S2638 (nebo nějaká jiná náhrada). Poté sem nějak nepochopil to násobení frekvence. Je to tak že zvolíme např 25MHz krystal a změnou kapacity ladícího kondenzátoru násobíme frekvenci?

Omlouvám se za asi zřejmé a absurdní dotazy, ale jsem začátečník a velice by mě zajímalo jak to vůbec funguje. Předem velice děkuji za odpověď.

[mtajovsky]

- nesymetrické napájení - neinv. vstup 3 je pomocí odporů R3 a R4 položen na polovinu napájecího napětí a leží tak na umělém středu napájení, vstup 2 je stejnosměrně držen napětím z výstupu. TL061 nepozná, že nemá symetrický zdroj a pracuje jako inv. zesilovač se zesílením 100000. V popisu je chybně buď zesílení 10000, nebo má být poměr R5 a R2 ve skutečnosti 10000 a některý z nich má špatnou na schématu hodnotu.

- kondenzátor C6 tvoří s L1 par. rez. obvod a jeho změnou se obvod naladí na patřičnou harmonickou. Podle hodnot to bude asi 6.-8. harmonická frekvence krystalu, která bude obsažena ve zkresleném napětí oscilátoru. Frekvence se nijak nenásobí, příslušná harmonická je tam přítomna rovnou. Popis je mírně matoucí, není tam oddělený oscilátor a násobič.

[mtajovsky]

- nesymetrické napájení - neinv. vstup 3 je pomocí odporů R3 a R4 položen na polovinu napájecího napětí a leží tak na umělém středu napájení, vstup 2 je stejnosměrně držen napětím z výstupu. TL061 nepozná, že nemá symetrický zdroj a pracuje jako inv. zesilovač se zesílením 100000. V popisu je chybně buď zesílení 10000, nebo má být poměr R5 a R2 ve skutečnosti 10000 a některý z nich má špatnou na schématu hodnotu.

- kondenzátor C6 tvoří s L1 par. rez. obvod a jeho změnou se obvod naladí na patřičnou harmonickou. Podle hodnot to bude asi 6.-8. harmonická frekvence krystalu, která bude obsažena ve zkresleném napětí oscilátoru. Frekvence se nijak nenásobí, příslušná harmonická je tam přítomna rovnou. Popis je mírně matoucí, není tam oddělený oscilátor a násobič.

[breta1]

No, jak to funguje -všelijak.
S krystalem 25MHz je dnes prakticky možné na dnešním FM pásmu chytat pouze na jediném kmitočtu 100MHz (čtvrtá harmonická).
Navíc vůbec netuším, jaká bude výsledná hloubka modulace, jestli se krystalu bude chtít ujíždět o dostatečný kmitočet...

[ok1hga]

spíš bych tam použil krystal kolem 20MHz, pak to bude pátá harmonická a větší FMzdvih = větší hlasitost na přijímači
a ještě lépe kolem 10MHz (desátá harmonická), nebo 9MHz (12ctá harmonická)
ten varikap s tím krystalem moc "cvičit" nebude ikdyž ta BB405 má dost velký rozsah kapacity

[ok1hga]

spíš bych tam použil krystal kolem 20MHz, pak to bude pátá harmonická a větší FMzdvih = větší hlasitost na přijímači
a ještě lépe kolem 10MHz (desátá harmonická), nebo 9MHz (12ctá harmonická)
ten varikap s tím krystalem moc "cvičit" nebude ikdyž ta BB405 má dost velký rozsah kapacity

[BOBOBO]

Na druhou stranu ti ten krystal zajistí , že nebudeš přijímač několikrát za hodinu dolaďovat . A jinak lidsky každý vf generátor kmitá na "svém" kmitočtu a mimoto produkuje , i když velmi slabě , násobky celých čísel vyšší kmitočty a čím větší násobek , tím nižší úroveň napětí . No ale když dáš do kolektoru v tomto případě prvek , který si vybere-je nastaven na právě nějaký násobek , tak se zesílený signál právě zadrží na tomto prvku . Zde je to paralelní laděný obvod , který má právě největší impedanci při daném kmitočtu . No a ty ostatní násoky včetně prvního se vlastně "zkratují" zdojovými kondíky .

[johnym]

Pokud jsem to tedy správně pochopil, tak to na které harmonické mi to bude kmitat zajišťuje převážně ten PRO. Zajímalo by mě, jak zjistím která ta harmonická to bude? Podle hodnot krystalu, kapacity a indukčnosti? Jak se to počítá? Chtěl bych právě zkusit vysílání na občanských pásmech tj. motat se kolem 27MHz. Případně pokud nastavím nějaký násobek signálu, lze ho poté ještě nějak doladit např. na 27.245MHz?

[monterjirka]

Krystal se dá "popoladit" kapacitami a indukčnostmi, ale ve velmi omezeném rozsahu, řádově je ta změna menší než 1% z frekvence.
Pak se krystaly dolaďovaly změnou "síly" napařené vrstvy stříbra, ale to už je dost odborný zákrok.
Kdo si chce vyzkoušet jak fungují ty "harmonické", může si vzít krystalový oscilátor ze staršího MB nebo grafické karty s frekvencí 14,3...MHz, připojit 5V a na výstup anténku v podobě drátu cca 4,5cm...
V okruhu několika desítek cm to slušně "zabije" příjem GPS, protože je to cca 105. harmonická (kdo má zájem, spočítá si to přesně...)

[sis2]

Frekvence oscilátoru je dána krystalem a její rozmítání kolem střední frekvence ("modulace") je dáno změnami kapacity varikapu v závislosti na nf napětí, přivedeném z IO. Protože tranzistor je nelineární prvek, produkuje oscilátor kromě základní harmonické ještě celé spektrum vyšších harmonických (násobky základního kmitočtu). Základní harmonická je nejsilnější a úroveň vyšších složek spektra postupně klesá. Rezonanční obvod v kolektoru (frekvenčně závislá kolektorová zátěž) způsobí, že na výstup se dostanou zesílené ty složky spektra, které "spadají do propustného pásma rezonančního obvodu" - vzpomeň, jak vypadá křivka selektivity...
Takže když bude LC v kolektoru "ladit na 100 MHz" a bude mít jakost kolem 10, tak bude propustné pásmo cca 10 MHz a tam v případě krystalu 25 MHz padá pouze 4. harmonická. Pokud bude krystal 20 MHz, bude zesilována jen 5. harmonická. Vzhledem k selektivitě ostatní složky jsou mimo pásma propustnosti a ve výstupním spektru sice taky budou, ale velmi slabé. Tzn. v případě krastalu 25 MHz tam budou i složky 50, 75, 125, 150 MHz atd., ale jejich úroveň bude (proti složce 100 MHz) o 20 - 40 dB nižší ... tj 10x až 100x menší.
Kmitočtový zdvih (rozmítání frekvence) se násobí stejně, tzn. když se varikapem změnou napětí o 1 Volt posune frekvence krystalu např. o 1kHz, tak na 5 harmonické bude posun o 5 kHz.
V pásmu 27 MHz to takto v principu taky jde, dřív se třeba pro RC modely používaly krystaly kolem 9 MHz a násobilo se 3x - vybírala a zesilovala se 3. harmonická. Dnes je to jednodušší, dostaneš koupit krystaly na 27 MHz přímo (i když možná základní frekvence je zas na těch 9...) a můžeš je rovnou posadit na místo X1 v zapojení. Hodnoty LC pak musí být pro pásmo 27 MHz, tzn. např kapacitní trimr 10 - 30 pF a indukčnost 2 µH (tj. např 14 závitů drátu 0,7 navinutých těsně vedle sebe na průměru 10mm).
Ale zázraky od toho nečekej, to rozladění krystalu skutečně jde v takhle jednoduchém zapojení jen o pár kHz... To v pásmu CB ale nevadí, spíš naopak, aspoň tím bordelem, co budeš dělat, nebudeš štvát moc lidí v okolí.
Zjisti si rozsah kmitočtů, kde se na pásmu 27 MHz můžeš vůbec pohybovat, aby ses nedostal do křížku se zákonem - pokud někdo dá podnět ČTÚ, že v místě někdo ruší a měřiči vyrrazí "do terénu", může to být dost drahé!

[johnym]

Takže rozumím tomu správně, pokud dám krystal 27MHz a PRO by bylo sestaveno s kapacitního trimru 10 - 30 pF a indukčnosti 2 µH, tak by výstupní signál měl být 27MHz přičemž jemné dolaďování by se provádělo na varikapu?

[BOBOBO]

Prostě indukčnost ho velmi drobet zpomalí a kapacita popožene . Ale opravdu trochu . No a pokud máš na krystalu jen 27MHz , tak může mít i na krystal velkou odchylku . Krystaly se běžně popisují s třemi desetinnými místy , takto se značily krystaly s definovanou úchylkou a to většinou dost velkou , např. +-200kHz . Ne že dalo celé toto pásmo přejet . Ale některé kmitaly na 26,8 a některé na 27,2 . Takže při 27,2*4=108,8 by jsi byl mimo mísu .

[ok1hga]

[ok1hga]

[johnym]

A jakou funkci tedy zde pak bude mít ten krystal?

[ok1hga]

[ok1hga]

[sis2]

Včera jsem ti to vysvětlil, asi ne dost jasně. Tak to zkusím jinak. Frekvence krystalu je daná - když koupíš 27,245 MHz (jak uvádíš, že chceš), tak zhruba tolik (+- pár kilohertz) bude ten oscilátor mít.
Když budeš měnit napětí na varikapu, tak se bude měnit jeho kapacita a tím se frekvence oscilátoru bude (taky) mírně měnit. Tzn. když na spoj R6, R7 a R8 přivedeš napětí 1V proti zemi, bude frekvence třeba 27240, při 3V např. 27242, při 5V 27 243 a při 7V 27 244. To je zhruba rozsah, kde se může pohybovat modulační signál, tj. napětí na výstupu IO1. A zhruba tolik se bude měnit frekvence oscilátoru.
Kdežto naladění LC obvodu v kolektoru kmitočet neurčuje!!! - tím se jen naladí maximum signálu na výstupu - v tomto případě základní, tj. první harmonické. (znalci mohou namítnout, že to malý vliv mít může, hlavně při nevhodném uspořádání , ale pro vysvětlení to záměrně zjednodušuju).
Takže shrnuto: napětím na varikapu měníš frekvenci a laděním LC obvodu nastavuješ maximum na výstupu.

[johnym]

Pokud bych měl tedy indukčnost 2,2uH a kapacitu 17pF v PRO z kalkulačky viz: http://ok1ike.c-a-v.com/soubory/vypocet_l_c.htm by měli rezonanční kmitočet 27MHz a měl bych krastal na 5,4MHz využíval bych pátou harmonickou a výstupní frekvence by tedy byla kolem těch 27MHz? (jen ukázkový příklad)

Omlouvám se, ale jsem jaksi jednodužší a déle mi trvá něco pochopit.
Každopádně všem moc děkuji za reakce.