FM vysílač s dosahem 1 km !!!

Snad každého začínajícího elektronika láká stavba „štěnice“, tedy malého FM vysílače. V A Radiu bylo již několik takových jednoduchých zapojeníček zveřejněno, ale téměř vždy byl jejich dosah jen několik metrů a když už byli výkonnější, tak zase byli pro začínajícího radioamatéra příliš složité. Na obr. 1. je schéma jednoduchého FM vysílače, který obsahuje jen tři obyčejné tranzistory a jeho dosah je něco kolem 1 km !!!

Na vstupu je zapojen elektretový mikrofon MIC, který má již v sobě integrován zesilovač. Ten je napájen přes rezistor R1 a pokud na vstupu použijeme mikrofon dynamický, je třeba tento rezistor odpojit. Signál z mikrofonu je veden přes oddělovací kondenzátor C1 na bázi tranzistoru T1. Ten je v zapojení se společným emitorem a má za úkol slabý nf signál z mikrofonu zesílit. Jeho pracovní bod se nastavuje zpětnovazebním rezistorem R2 a měl by se určit až podle použitého napájecího napětí, tak aby na bázi tohoto tranzistoru bylo napětí asi 5V. Za tímto tranzistorem je zapojen kondenzátor C3 k odstranění vysokých kmitočtů. Zesílený nf signál je přímo přiveden na bázi tranzistoru T2. Ten je opět v zapojení se společným emitorem a pracuje jako vf oscilátor. Jeho frekvence je dána hodnotami LC obvodu zapojeného v kolektoru, tedy cívky L1 a kondenzátoru C5. Frekvence na které bude tato „štěnice“ vysílat je tedy pevně dána a nedá se měnit, protože cívka je provedena povrchovou technologií a kondenzátor není otočný. Tato vlastnost však většinou nevadí. Pokud by se ale vysílací frekvence kryla nějakým jiným vysílačem, je možné ji dvěma kousky drátku o trochu snížit. Toto snížení se provede tak, že se vezmou dva kousky libovolného drátku (tento drát ale musí být pevný, aby se po ohybu sám nenarovnal), a smotají se k sobě. Tím se vytvoří jakýsi malý kondenzátor a ten se pak přiletuje ze strany spojů paralelně ke kondenzátoru C5. Tím vznikne paralelní zapojení dvou kondenzátorů jejichž kapacita bude vyšší než původního jednoho a tím bude i celý LC obvod kmitat na nižší frekvenci. Toto snížení vysílací frekvence je však možné jen o několik kHz, potřebujeme-li náš malý vysílač naladit někam úplně jinam, je výhodnější zapojit místo C5 tzv. kapacitní trimr a tím pak kdykoliv vysílač přeladit.

Je také možné upravit destičku a umístit na ni cívku obyčejnou. Cívky by pak byla vyrobena ze smaltovaného drátku s průměrem asi 0,7mm. Nebo prostě z takového jaký máte zrovna po ruce, jen nesmí být moc slabý. Cívka musí po navinutí sama držet svůj tvar a nesmí se rozmotat. Je navinuta na průměru 5mm a má asi 5 závitů s odbočkou na prvním závitu. Po zapájení je možné jejím roztahováním a stlačováním měnit frekvenci, takže ani není potřeba použít ladící kondenzátor.

Z odbočky cívky L1 se vede vysokofrekvenční signál přes oddělovací kondenzátor C6 na bázi posledního tranzistoru - T3. Ten je (jako všechny ostatní) opět v zapojení se společným emitorem a je zapojen jako vf zesilovač. Jeho pracovní bod je nastaven rezistorem R5 a měl by se (stejně jako R2) osadit až podle napájecího napětí. Ale nic se nezkazí tím když se použije takový jak je zakreslen ve schématu. Pokud ale chcete experimentovat, nastavte tímto rezistorem na bázi T3 napětí kolem 3 – 4 V (proti zemi). V kolektoru tranzistoru T3 je zapojen rezistor R6, jehož změnou se dá měnit výkon vysílače, ale hodnota 330 W je doporučena s ohledem na ztrátový výkon tranzistoru. Velikost tohoto rezistoru také naznačuje výstupní impedanci vysílače proti zemi (mínusu) a podle toho by se měla přizpůsobit anténa. Například jednoduchý dipól má impedanci kolem 300 a pokud je rozdíl impedance antény a dipólu co nejmenší, je z antény vyzářeno maximum energie. Pro experimentování však stačí na výstup připojit asi 70cm dlouhý kousek drátu.

Já jsem si pro experimentování postavil k multimetru takový jednoduchý přípravek pro měření vyzářené energie. Jeho nákres je zde na obrázku. Jedná se o cívku která má asi 20 závitů a je navinuta na průměru 10mm. Na cívku je připojen 1m dlouhý kousek drátu, který slouží jako anténa. Z cívky je pak přes germaniovou diodu (je možné použít i shottkyho diodu) odebírána energie, která se po usměrnění vyfiltruje na kondenzátoru s kapacitou asi 100nF. Na tomto kondenzátoru jsou připojeny dva banánky, které zasunou do multimetru. Na něm se pak nastaví nejmenší rozsah pro měření napětí – 200mV a přístroj je připraven k použití.

Celý tento přípravek se pak umístí do blízkosti našeho vysílače a obě antény se připevní tak, aby byly kolmo k zemi (vertikálně). S anténou měřiče se nic nedělá, ale ta na vysílači se různě natáčí a ohýbá až se na multimetru objeví maximální hodnota. Já jsem při svém experimentu měl nakonec anténu mírně skloněnou k zemi a asi v polovině se ohýbala ještě víc. Je prostě potřeba si s vysílačem trochu pohrát ale pak je jeho dosah i přes 1,5km !!!

Dole je obrázek destičky a jejího osazení, destičku je možné podle potřeb pozměnit, to když použijeme ladící kondenzátor nebo cívku z drátu. Odběr celého zapojení je asi 30mA při napájecím napětí 9V. Pro zvýšení výkonu vysílače je možné zvýšit jeho napájecí napětí až na 15V, tím se však zvýší i jeho odběr, to ale ve většině případů moc nevadí.

Destička má rozměry 2,5 × 5 cm

Provozování takovéhoto vysílače je v České republice zakázáno a proto se jeho stavbou vystavujete trestnímu stíhání. Pokud se přesto rozhodnete pro stavbu, používejte ho na takové frekvenci, na které v místě vašeho bydliště není slyšet žádná jiná rozhlasová stanice.

 Zdeněk Novotný