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用BC547制作小型无线话筒
2008年01月28日 FM ⁄ 共 4162字 暂无评论 ⁄ 被围观 1,393 views+
此电简单,容易制作,适合制作无线话筒或小型无线窃听器,用普通调频收音机即可接收,制作中BC547可用常见的2SC9018,S2C9014等三极管代替.

几乎每个电子爱好者都有利用无线电的雄心壮志,不论遥控一架飞机或者与外界通讯,都表达他们发射的期望讯号 这里向各位介绍的一部袖珍发射机,十分适合初学者,电路简单易制,造价低廉,输出功率不超过5-8mW,发射范围在房屋区可至100米左右,用一部普通的FM收音机接收,显示其灵敏度和清晰度俱佳,电路设计中最富挑战性的部份就是只需用3V电源和半波天线便有如此的发射能力。电路之电流损耗少于5mA,用两枚干电池可连续工作80至100小时之间。

  电路在正常工作下非常稳定,频率漂移极小,测试:工作8小时之后,仍不需再校接收机。唯一影响输出频率是电池的状况,当电池老化时,频率有轻微改变。

  借这个制作,学习有关FM发送,可了解其优越的地方,特别它产生无噪声的极高质讯号,即使利用低功率发送,也很容易取得良好的范围。 

电路工作原理 

 

BC547
无线话筒电路图 

 从图中电路可见分两级,一级音频放大器和一级RF振荡器。
  驻极体话筒内实际藏有一枚FET,如您喜欢的话,可视之为一级,FET将话筒前振膜之电容变化放大,这就是驻极休话筒很灵敏的原因。
  音频放大级乃由其射极晶休管Q1担任,增益约20至50,将放大的讯号送往振荡级之基极。 
  振荡级Q2工作于约88MHz之频率,这频率由振荡线圈(共5圈)和47pF电容器调整的,该频率也决定于晶体管、18pF回输电容器及还有少数偏压元件,例如470Ω射极电阻和22K基极电阻。
  电源接通时,1nF基极电容器通过22K电阻逐渐充电,而18pF则经振荡线圈的470Ω电阻充电,但更加之快,47pF电容也充电(其两端虽仅得小的电压),线圈产生磁场。
  基极电压渐渐上升时,晶体管导通,并有效地将内阻并接在18pF两侧。当1nF电容充电至该极的工作电压时,就会发生好几个杂乱的周波,故此,我们假定讨论在靠近工作电压之时。

基极电压继续上升,18nF电容试图阻止射极电压的移动,到电容器内的能量耗尽及再不阻止射级移动之时,基——射极电压降低,晶体管截止,流人线圈的电流也停止,磁场衰溃。
  磁场衰溃,产生一个相反方向的电压,集极电压反过来从原本的2.9V上升至超过3V,并以相反方向47pF电容充电,这电压也影响到对18pF电容充电,及470Ω射极电阻上的电压降使到晶休管进入更深的截止。
  18pF电容充电时,射电压下跌,并跌到某一晶体管开始导通,电流流入线圈,与衰溃磁场对抗。
  线圈上之电压反转,形成集极电压下降,这个变化通过18pF电容传送到射极上,结果晶休管进入更深的导通,把18pF电容短路,周期再开始重复。
  故此,Q2在此形成一个振荡,产生88MHz的交流信号。放大后之音频讯号经0.1uF电容溃入到!Q2之基极,改变振荡频率,产生所需的FM讯号。 

制 作 过 程 

  现在将所有零件放在工作桌上,逐个零件分清楚其数值,然后分类按次序排列好,这佯做很有条理,避免焊错零件。锡线方面最好采用特细0.6lmm的树脂(松香)锡线,因其身细,焊接起来很快并易上锡,
  用15至2Ow小型电烙铁已足够,使用前用海绵将烙铁咀抹干净,唯一须自制的是线圈,需用一段22号BS(Ф0.5mm)或24号BS(Фm.71mm)的漆包铜线或者包锡铜线。
  在3mm直径的线圈架上绕5圈,如在中型螺丝起子上绕亦可,然后将圈与圈之间分隔开的5.5mm左右。
  到最后调整频率的时候,就要藉着将线圈前后压缩或者拉长,改变输出频率。如您的线圈用漆包线做的话,须把线的两头上的漆皮剥掉,然后上一点锡。
  现在可依照图(3)指示的零件安放位置焊接底板,先从电阻开始、跟着电容、晶体管、线圈和话简,电阻直立于底板上,但保持高度至最少限度。晶休管之管脚应尽插入底板,以至管的高度没有突出。
  两枚电池利用开关焊接一起,再用用线把电地两极接至底板上。最后用一条10cm长的铜线接在底板的"A"点上,作为天线,整个制造过程就算完毕 

为 什 么 ? 

  您是否奇怪电路为何不工作?装机后有多少次发觉电路不能正常工作?
  请不要责备自己,或者又对那本教您的杂志破口大骂,许多时候是由于所谓"误差"导致的。
  制造厂制造出来的所有零件都有其数值,但这个数值只是落在"差额"之内,而非印在其上的"正常"值。这个差额度称为误差,假若误差说是5%。这表示该零件之实际数值会在其标示值下的5%与以上的5%之间的任何一处。
  误差常应用在电阻、电容、晶体管及其他元件如话筒、线圈及集成电路。
  然而,还有另一因素,称之为界限,每个元件在电路中,对该场合都有一个容许值范围,只要该值依旧在该范围之内,又或者在这些界限之内,电路就适当的工作,选择每一元件的时候,-般是在这范围的中间。
  大多数电路并非严格限制,如从指定元件中选择另一个较高或较低值,一般都工作得不错,假若不成,电路不是很严格限制就是所选之数值很不适当。
  当您通过杂志向外发表一个线路时,就会有各种不同阶层的人士试制,从各方面来源取得需用的零件。有时他们采用指定之数值,有时他们选择次一个数值。还有,有些零件有1-5%误差,而其他高至标示值的60%,当这些参数差额和界限在任意方式混合之下,您碰到电路不工作是极平常的。
就以话筒为例,在3V电源下,有些话简只需用100K负载电阻(R1)就有极良好的灵敏度,其他的可能需用4.7K能取得仅可接受的灵敏度,从外型您不能说出两者的差别,它们看似一样,但在电气特性上就相差得甚远。
  同样亦可应用在晶体管身上,规格表上也许说明两管特性近于相同,可是,当它们接:电路时,一个工作称意,而另一个工作失灵。
  请不要担心因看到以上的一段话而恐怕失败,只要慎重考虑电路对元件要求,一步步去做,是完全可以成功的。 

电 路 调 校
  所有零件都焊接完毕后,最好先用肉眼检视一切焊接点,是否有假焊,或者焊料用得太多而造成与临近短路,彻底查清楚后,才可进行校准和测试性能,测试步骤是加一条短的天线(5至10cm长)于底板的A点上调谐-部FM收音机于整个波段上,寻找该讯号。
  最好令发射机与收音机保持一定距离,以防止检拾到任何谐波或者侧波。
如收音机未能检到载波,表示频率可能太低,将振荡线圈稍为拉长,及再次尝试。如果采用包锡铜线绕制线圈,注意图与圈之间不应彼此碰到。如采用漆皮铜线,则须要知道圈的连通性,可用万用表之低阻挡去量度它,或者量度电路电流,应约2.5-3.5mA。
  话筒之负载电阻(R1)决定灵敏度,可将之减至10K或者加至47K,视所需求
的灵敏度而定。
  要确定发射之频率完全远离开您本地任何FM广播电台。
  将线圈压缩,频率便降低;将之拉长,频率便增加,这样免用到微调电容,节省本机的造价,不过,如您喜欢亦可用微调电容。
  顺道一提,C4最好用一枚39pF陶瓷电容,将另一个10pF或22pF微调电容并于共上,这样可更仔细调整电路。用线圈调整很容易偏离FM波段。
  理论上,用电感器也应调节至维持调谐电路的L/C比,但我们需要的范围很小,故并没有限制。
  利用一部具有调节指示表的FM接收机可以决定本机的输出功率有多少,其正需要是作出比较,指示表上指示四个单位度数,表示十分良好的输出,在测试本机时用10cm长的天线作水平式摆放,离调谐器度到10米。以四个单位度数为准,即知道用一条半波天线。(170cm长),本机能发射远至约300米。
在FM接收机上不能接收到发出来之载波,首先应假定频率低于正常88-108MHzFM波段,这是最有可能的原因。

若不工作怎么办?

  测量电路之电流,若有2.5-3.5mA,表示电路是正在工作,稍为将线圈拉长,并扫描整个波段,当接触底板上任何元件时,只能用一支非金属的螺丝起子,并且离开电池,因为您手上皮肤引起的电容效应会导致电路明显地失调,并且可能完全停止输出。还有,维持3V电源也很重要,并要将电池贴近底板。

BC547
无线话筒PCB电路板

整个布线必须如图(2)那样,维持同样的电路分布电容,电路一旦工作,才可改变其排列,但在起初测试步骤中,每个元件均必须照图中那样安放。

振荡器工作于约88MHz,除非您拥有一部100MHz示波器,否则难以看到其波形,或者天线直接接在频率计的75Ω输入。
  若然没有上述的测试仪器,需用万用表作直流电压测量,看振荡管Q2是否有正确的值压。
测量基极电压和射极电压,一部普通的万用表由于其对电路作用,会指示此两点都是2V左右,只有高阻抗的电表,如FET电压表,才指示射极有2V及基极有2.5V。(推荐使用数字表)
  若此两测试点均有电压存在,对假定晶体管正常工作,但有可能发射错误频率。
  18pF回输电容在与BC547晶体管配合,如打算用另一编号,可将电容值减至10pF或5.6pF。先改换此电容器,然后是晶体管。
  其他简单的事情如底板上铜箔短路断裂、焊接点差劣,又或者采用没有编号之零件等等,这都常常成为一个可能性,特别是那些零件上所印的编号或数值模糊不清,若对之有怀疑,应立该更换。
  若只收到载波但没有纯音汛号,则故障在音频级或者话筒上。所谓有载波没有纯音是在调谐收音机至一处,收到的是寂静一片,没有沙沙声,但也听不到发射机发出的纯音讯号。
  这两部份可用示波器检查,测试是否有音膝讯号送往振荡级。
  没有示波器,在测试方面就受到一定困难,即使话筒上有0.7V与1.5V之间的电压,这也不表示话筒的灵敏度或者完全工作。
  音频放大管集极上有1.4V电压,表示晶体管导通,如低于0.8V,晶体管饱和,或者在某方面可能损坏,也可能表示晶体管有十分高之增益,并不适合。
  如电压超过2.5V,该级不足以导电检查晶体管和偏压电阻,需要时将之更换。示波器也显示话筒的灵敏度,加大或者减少负荷电阻,即可改变FET的增益,灵敏度极高之零件,负荷电阻不宜低于10K,有时可能需要高至47K或以上。
  任何类别的话筒,如想提升其灵敏度,可加大负荷电阻之阻值,至于决定最终之数值就要看话筒的品质而定。
以上都是用简单测试仪器所能做到的检查,如仍未能找出故障所在,就需要重新再来过。

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