调频发射机集锦

编者按：本文较详尽地介绍了颇有代表性的几款业余情况下容易制作成功的88~108MHz调频广播范围内的小功率发射电路，其中有简易的单管发射电路,也有采用集成电路的立体声发射电路,主要用于调频无线耳机、电话无线录音转发、遥控、无线报警、监听、数据传输及校园调频广播等。
　　单声道调频发射电路

图1是较为经典的1.5km单管调频发射机电路。电路中的关键元件是发射三极管，多采用D40、D50、2N3866等，工作电流为60~80mA。但以上三极管难以购到，且价格较高，假货特多。笔者选用其他三极管实验发现相对易购的三极管C2053和C1970是相当不错的，实际视距通信距离大于1.5km。笔者也曾将D40管换成普通三极管8050，工作电流有60~80mA,但发射距离达不到1.5km，若改换成9018等，工作电流更小，发射距离也更短。电路中除了发射三极管以外，线圈L1和电容C3的参数选择较重要，若选择不当会不起振或工作频率超出88~108 MHz范围。其中L1、L2可用Φ0.31mm的漆包线在Φ3.5mm左右的圆棒上单层平绕5匝及10匝，C3选用5~20pF的瓷介或涤纶可调电容。实际制作时，电容C5可省略，L2也可换成10~100mH的普通电感线圈。若发射距离只需几十米就行了，那么可将电池电压选择为1.5~3V，并将D40管换成廉价的9018等，耗电会更少，也可能考笔者在《电子报》2000年第8期第五版发表的《简易远距离无线调频传声器》一文后稍作改动。

　　图1介绍的单管发射机具有电路简单，输出功率大，制作容易的特点，但是不便接高频电缆将射频信号送到室外的发射天线，一般是将0.7~0.9m的拉杆天线直接连在C5上作发射的，由于多普勒效应，人在天线附近移动时，频漂现象很严重，使本来收音正常的接收机声音失真或无声。若将本发射机作无线话筒使用，手捏天线时，频漂有多严重就可想而知了。


　　图2为2km调频发射机电路。本电路分振荡、倍频、功率放大三级。电路中V1、C2~C6、R2、R3及L1组成电容三点式振荡器，其振荡率主要由C3、C4和L1的参数决定，其振荡频率为44~54 MHz，该信号从L1的中心抽头处输出，再经过C7耦合至V2放大，由C8和L2选出44~54 MHz的二倍频信号，即88~108 MHz，此信号由C9耦合至V3进行功率放大，V3由3只3DG12三极管并联组成，可扩大输出功率。该电路正常工作时，电流约80~100mA。组成V3的三只3DG12可加上适当的散热片，以防过热。制作时L1~L3用Φ0.31mm漆包线在Φ3.5mm圆棒上单层平绕。通过调整L1的间距来微调振荡频率，再微调L2、L3的匝间间距以谐振于振荡频率，获得最大输出功率。


　　图3为晶振式发射机电路。电路中J、VD1、L1、C3~C5、V1组成晶体振荡电路。由于石英晶体J的频率稳定性好，受温度影响也较小，所以广泛用于无绳电话及AV调制器中。V1是29~36 MHz晶体振荡三极管，发射极输出含有丰富的谐波成分，经V2放大后，在集电极由C7、L2构成谐振于88~108 MHz的网络选出3倍频信号（即87~108 MHz的信号最强），再经V3放大，L3、C9选频后得到较理想的调频频段信号。频率调制的过程是这样的，音频电压的变化引起VD1极间电容的变化，由于VD1与晶体J串联，晶体的振荡频率也发生微小的变化，经三倍频后，频偏是29~36 MHz晶体频偏的3倍。实际应用时，为获得合适的调制度，可选择调制频偏较大的石英晶体或陶瓷振子，也可以采用电路稍复杂的6~12倍频电路。若输入的音频信号较弱，可加上一级电压放大电路。


几种发射机性能的比较
　　由于1.5km调频发射机（见上期附图1）采用电容三点式振荡器，天线参数稍微变动时，都将发生跑频现象，再则，由于是单管自激振荡，频率的改变（一般情况下是振荡频率降低）有时频漂竟达0.2~1MHz。用作调频广播或远距离遥控报警时工作可靠性较差，但元件少，成本低，调试容易，适合初级爱好者作发射实验。2km调频发射机（见上期附图2）采用振荡、倍频、功率放大三级电路，级间相对独立，频率的稳定度优于单管自激振荡发射的1.5km发射机，但开机数分钟后，仍有0.2~0.4MHz的频漂，这主要是由于V3的工作电流较大，温升高，极间电容发生变化，此变化通过C9引起C8与L2组成的谐振网络参数发生变化，加之V2温度升高后也引起C8与L2组成的谐振网络参数发生变化，此变化通过C7传递给C3、C4、L1、C5、C6、V1等组成的主振级，最终使振荡频率也发生变化（一般情况下也是振荡频率降低），实验时可加强三极管的散热，还可减小级间耦合，即将C9、C7的容量减小，同时选择受温度影响较小的晶体管、电阻、电容等，但频漂仍较严重。上期附图3所示的无线耳机发射器，由于采用了改进型电容三点式振荡器，较图1、图2所示的发射机的频率稳定，在电视无线耳机等保真度要求不是很高的场合很适宜。上期附图4所示的晶体振荡式发射机由于采用了晶体，所以频率稳定性很好，但应用于调频广播和无线耳机时，调制的频偏较LC振荡器小得多，在用收音机收听时，音量较小，声音不圆润，一般更适合频偏较小的无绳电话及对讲机等电路中。


　　声表振子已广泛用于各种无线遥控及无线数据传输设备的发射机中，但频率在88~108MHz的声表振子难以购到，而各种性能优秀的频率合成的发射机制作比较麻烦，有兴趣者可参考《电子报》2000年第41期第五版《TGF-10型调频广播发射机数字频率合成器调制单元电路剖析》一文，该广播级发射机采用通用的摩托罗拉频率合成器专用芯片MC145152P作为核心，通过外接拨码开关可获得84~108MHz的高稳定度频率。
　　调频立体声发射机
　　（电路见图5）本电路的核心器件为立体声专用芯片BA1404。很多调频立体声模块均将BA1404和外围元件封装在一个塑料或金属外壳内制成，只露出电源输入、音频输入、射频输出引线，只要了解BA1404以后，就知道调频立体声模块内部是怎么一回事了。