Популярные ICO
Схемы и ремонт
Новости
FM трансмиттер своими руками для беспроводной передачи звука
24 января 2019 / 19:43
Как сделать своими руками FM трансмиттер для беспроводной передачи звука — схема, пошаговые фото и видео, простые инструкции по изготовлению отдельных компонентов и окончательной сборке.
Содержание статьи:
Для беспроводного прослушивания звука можно использовать систему связи передатчик — приемник. Передача звука может осуществляться за счет индуктивной связи или в ИК диапазоне, но это уже устаревшие и малоэффективные способы.
Из более современных методов, это использование Bluetooth модулей передачи звука — трансмиттер (передатчик) и приемник. Это передача звука с хорошим качеством (если повезет с покупкой), но только на расстоянии в несколько метров. Кроме того, комплект обойдется недешево, да и найти bluetooth-трансмиттер в магазинах города весьма сложно. Поэтому такой вариант подходит только для любителей китайского шопинга.
В настоящее время, также широко используется метод беспроводной передачи звука работающий на радиочастотах в УКВ диапазоне. Чаще всего это можно встретить в автомобильных трансмиттерах, которые сегодня продаются чуть не в каждом киоске. Передатчик, работающий на этом принципе, имеет несложную схему на распространённых комплектующих и в зависимости от мощности обеспечивает связь с приемником на расстоянии до километра.
По этим причинам было решено изготовить своими руками трансмиттер (передатчик) работающий в УКВ FM диапазоне 88–108 МГц. Он предназначен для беспроводной передачи звукового сопровождения телепередач или компьютерной трансляции. Основная его задача — передать звук по радиоканалу в пределах квартиры.
Сигнал от этого радиопередатчика можно принять на малогабаритный УКВ ЧМ радиоприемник, на приемник в мобильном телефоне или беспроводные наушники с УКВ FM радиоприемником.
Радиопередатчик подключается к телевизору через разъем для наушников. Так как в любом современном телевизоре (или цифровой приставке к ТВ) имеется разъём USB, то для исключения забот о батарейках, используем питание для трансмиттера (+5 v) из этого разъема.
Исходные данные для изготовления трансмиттера определились, переходим к схеме устройства. После анализа в интернете изготовляемых конструкций радиопередатчиков, сформировалось устройство по следующей схеме:
Выбрана двухкаскадная схема радиопередатчика, где оба блока четко выражены и каждому транзистору отводится своя роль. В таком исполнении, каждый каскад устройства можно легко настроить по отдельности.
Схема проста и может быть собрана фактически из подручных комплектующих, номиналы используемых компонентов указаны на схеме.
Устройство состоит из задающего генератора высокой частоты (ВЧ) на транзисторе VT1, частотного модулятора на варикапе VD1 и усилителя ВЧ на транзисторе VT2.
Генератор ВЧ работает на резонансной частоте колебательного контура L1, C4. Конденсатором С4 устанавливается необходимая частота. Конденсатор С5 служит для настройки устойчивой генерации.
Звуковой стереосигнал с линейного выхода «AUDIO» телевизора, поступает на сумматор стереозвука передатчика на резисторах R3 и R4. Сигнал суммируется на резисторе R5 и подается через разделительный конденсатор С2 на варикап VD1.
Несущая частота передатчика модулируется варикапом VD1. При поступлении звукового сигнала на варикапе появляется переменное напряжение, которое в такт со звуком меняет его ёмкость в небольших пределах, при этом происходит частотная модуляция УКВ сигнала. Для установки рабочей области варикапа, на него через резистор R8 поступает постоянное напряжение с делителя на резисторах R1 и R2, величина которого настраивается подбором резистора R1.
Разделительный конденсатор С8 соединяет генератор с усилителем ВЧ сигнала, построенного по типовой схеме. Элементы L3, C10 предназначены для согласования выхода усилителя с антенной и повышения стабильности устройства. Питается передатчик от порта USB источника сигнала, напряжением 5 В и потребляет ток не более 30 мА.
В радиопередатчике использованы два импортных высокочастотных транзисторов BC548. Хотя, это не совсем ВЧ транзисторы (максимальная рабочая частота до 300 МГц), но и они обеспечивают хорошую работу в схеме. Транзисторы можно заменить любыми высокочастотными с граничной частотой не менее 500 МГц и максимально возможным коэффициентом усиления.
Варикап VD1 по схеме КB102. Можно использовать другие варикапы КB109А, КВ122А, КB132.
При сборке можно применять любые малогабаритные конденсаторы и резисторы. Их легко можно найти в старых платах от ненужной радиоаппаратуры.
Все катушки индуктивности бескаркасные, намотаны на оправке диаметром 6 мм эмалированным проводом ПЭВ-2 диаметром 0,7 мм. Катушки L1 и L3 содержат по 7 витков, катушка L2 — 15 витков.
Катушки наматываем с помощью шуруповерта плотно, виток к витку. Отрезаем с запасом нужную длину провода для одной или нескольких катушек. Зажимаем в патрон оправку диаметром 6 мм (в данном случае диаметр хвостовика зенковки) и одновременно с оправкой зажимаем конец отрезанного провода. Включаем шуруповерт и наматываем весь провод на оправку, притормаживая при этом свободный конец провода для создания равномерного натяжения. Небольшое сжатие от руки провода между двух деревянных реек позволяет создать натяжение при намотке и выправить провод, сохранив при этом изоляционный лак. Снимаем намотанную катушку и отрезаем от нее нужное количество витков. Отгибаем концы катушки для ее монтажа в плату, зачищаем и облуживаем их.
Антенна изготавливается из многожильного провода диаметром 0,5–1 мм. Длина антенны должна быть равна четверти длины волны. Для частоты 88 МГц оптимальная длина должна быть 0,85 м. Для уменьшения размеров её можно свернуть в спираль. Это можно выполнить на отрезке антенного кабеля длиной 80…90 мм, предварительно удалив из него центральную жилу и оплетку. Или взять за основу подходящую по размеру трубку. Равномерно распределяем витки по длине и фиксируем их скотчем. После положительных испытаний устройства оформляем антенну термоусадочной трубкой.
Для монтажа деталей устройства изготовим монтажную плату. Но для определения ее размеров необходимо предварительно подобрать корпус устройства. В данном случае был использован корпус от одного из первых пультов проводного дистанционного управления телевизором.
Освободив корпус от содержимого, по его внутренним размерам из универсальной платы вырезаем монтажную плату для устройства. Зачищаем и облуживаем дорожки.
На подготовленной монтажной плате выполняем монтаж деталей генератора ВЧ на транзисторе VT1 и частотного модулятора на варикапе VD1. Во всей конструкции для уменьшения взаимных помех по высокой частоте необходимо максимально исключить пересечения проводников и выполнять монтаж самыми короткими проводниками.
В модуляторе можно применить и другие варикапы. В изготовленном устройстве был использован импортный варикап неизвестной породы (в центре фото, под катушкой). При замерах он показал емкость 90 pF. После регулировки рабочей области, варикап отлично работает в схеме.
Для регулировки параметров схемы, вместо регулировочных резисторов R1 и R6 устанавливаем на время отладки схемы подстроечные или переменные сопротивления близкого номинала.
Подключаем антенну к конденсатору С8. Через разделительный конденсатор С2 подключаем источник звукового сигнала, например, из гнезда для наушников переносного приемника.
Подключаем плату к источнику питания 5 вольт. Следует отметить, что питание схемы должно быть стабилизированным от источника с низким уровнем пульсаций.
С помощью резистора R6 устанавливаем напряжение смещения на базе транзистора VT1. Для кремниевого транзистора оно должно быть в пределах 0,6…0,7 вольта.
Если монтаж выполнен без ошибок, с соблюдением элементарных правил ВЧ монтажа, и использованы исправные детали, то налаживание устройства сводится к настройке контура на свободный в вашей местности диапазон, чтобы полезный сигнал не заглушали другие станции. Осуществляется настройка изменением параметров контура с контролем качества приема на слух. Уровень громкости источника сигнала выбирается таким, чтобы глубина модуляции была достаточной, но не вызывала искажений.
Прием сигнала и настройку передатчика проще всего выполнить, используя цифровой радиоприемник смартфона. Располагаем его недалеко от антенны и устанавливаем частоту приема в УКВ FM диапазоне (88–108 мГц) на свободную от радиостанций частоту. Желательно настроить приемник на частоту 88 мГц, которая выделена специально для подобных устройств.
Настраиваем передатчик на установленную частоту изменением емкости подстроечного конденсатора С4. Пластмассовой отвёрткой плавно поворачиваем движок конденсатора до пропадания характерного шума в наушниках приёмника, а при подключении к передатчику источника звука и появления этого звука в приемнике.
Если с помощью конденсатора не удаётся настроиться на нужную частоту, то можно попробовать растянуть или сжать витки катушки L1. Частота передатчика немного изменится и вновь настроиться конденсатором С4.
Настройкой конденсатора C5 добиваемся устойчивой генерации и качества звука без помех.
Для увеличения мощности и дальности передаваемого сигнала, дополним генератор ВЧ передатчика, усилителем высокочастотного сигнала (УВЧ) на транзисторе VT2.
На свободном месте монтажной платы выполняем монтаж деталей УВЧ. Соединяем каскады разделительным конденсатором С8.
С помощью контура L3C10 производится согласование с антенной. Изменением емкости подстроечного конденсатора С10 добиваемся наиболее громкого и качественного звука в приемнике.
Для более точной настройки передатчика и получения от него максимальной мощности рекомендуется изготовить и использовать простейший детектор ВЧ, но это другая история.
Собираем устройство в корпус.
Для уменьшения помех, желательно подключать передатчик к линейному выходу телевизора экранированным многожильным кабелем.
После сборки и проверки настроек, остаётся только проверить дальность действия и качество звука.
Таким образом, основная задача выполнена. С помощью изготовленного FM трансмиттера, мы имеем возможность беспроводной передачи звукового сопровождения телепередач или компьютерной трансляции. При прослушивании телепрограмм в наушниках, вы не будете мешать окружающим людям громкой работой телевизора. Мощность передатчика невелика, но ее достаточно для уверенного приема сигнала в пределах квартиры.
Область применения этого простого, но полезного устройства широкая — это передача звука с плеера или компьютера на музыкальный центр, возможность смотреть в одной комнате 2 телевизора или телевизор и компьютер, а также использовать его в качестве обычного автомобильного трансмиттера.
Видео о сборке FM трансмиттера своими руками:
- Схема и её описание
- Рекомендации по подбору комплектующих
- Изготовление катушек
- Изготовление антенны своими руками
- Монтажная плата FM трансмиттера
- Генератор высокой частоты своими руками
- Настройка FM трансмиттера
- Усилитель высокой частоты своими руками
- Окончательная сборка
- Видео о сборке
Для беспроводного прослушивания звука можно использовать систему связи передатчик — приемник. Передача звука может осуществляться за счет индуктивной связи или в ИК диапазоне, но это уже устаревшие и малоэффективные способы.
Из более современных методов, это использование Bluetooth модулей передачи звука — трансмиттер (передатчик) и приемник. Это передача звука с хорошим качеством (если повезет с покупкой), но только на расстоянии в несколько метров. Кроме того, комплект обойдется недешево, да и найти bluetooth-трансмиттер в магазинах города весьма сложно. Поэтому такой вариант подходит только для любителей китайского шопинга.
В настоящее время, также широко используется метод беспроводной передачи звука работающий на радиочастотах в УКВ диапазоне. Чаще всего это можно встретить в автомобильных трансмиттерах, которые сегодня продаются чуть не в каждом киоске. Передатчик, работающий на этом принципе, имеет несложную схему на распространённых комплектующих и в зависимости от мощности обеспечивает связь с приемником на расстоянии до километра.
- Читайте также о доработке радиосканера с фиксированной громкостью
По этим причинам было решено изготовить своими руками трансмиттер (передатчик) работающий в УКВ FM диапазоне 88–108 МГц. Он предназначен для беспроводной передачи звукового сопровождения телепередач или компьютерной трансляции. Основная его задача — передать звук по радиоканалу в пределах квартиры.
Сигнал от этого радиопередатчика можно принять на малогабаритный УКВ ЧМ радиоприемник, на приемник в мобильном телефоне или беспроводные наушники с УКВ FM радиоприемником.
Радиопередатчик подключается к телевизору через разъем для наушников. Так как в любом современном телевизоре (или цифровой приставке к ТВ) имеется разъём USB, то для исключения забот о батарейках, используем питание для трансмиттера (+5 v) из этого разъема.
FM трансмиттер — схема и её описание
Исходные данные для изготовления трансмиттера определились, переходим к схеме устройства. После анализа в интернете изготовляемых конструкций радиопередатчиков, сформировалось устройство по следующей схеме:
Выбрана двухкаскадная схема радиопередатчика, где оба блока четко выражены и каждому транзистору отводится своя роль. В таком исполнении, каждый каскад устройства можно легко настроить по отдельности.
Схема проста и может быть собрана фактически из подручных комплектующих, номиналы используемых компонентов указаны на схеме.
Устройство состоит из задающего генератора высокой частоты (ВЧ) на транзисторе VT1, частотного модулятора на варикапе VD1 и усилителя ВЧ на транзисторе VT2.
- Смотрите также, как сделать FM приемник на микросхеме
Генератор ВЧ работает на резонансной частоте колебательного контура L1, C4. Конденсатором С4 устанавливается необходимая частота. Конденсатор С5 служит для настройки устойчивой генерации.
Звуковой стереосигнал с линейного выхода «AUDIO» телевизора, поступает на сумматор стереозвука передатчика на резисторах R3 и R4. Сигнал суммируется на резисторе R5 и подается через разделительный конденсатор С2 на варикап VD1.
Несущая частота передатчика модулируется варикапом VD1. При поступлении звукового сигнала на варикапе появляется переменное напряжение, которое в такт со звуком меняет его ёмкость в небольших пределах, при этом происходит частотная модуляция УКВ сигнала. Для установки рабочей области варикапа, на него через резистор R8 поступает постоянное напряжение с делителя на резисторах R1 и R2, величина которого настраивается подбором резистора R1.
Разделительный конденсатор С8 соединяет генератор с усилителем ВЧ сигнала, построенного по типовой схеме. Элементы L3, C10 предназначены для согласования выхода усилителя с антенной и повышения стабильности устройства. Питается передатчик от порта USB источника сигнала, напряжением 5 В и потребляет ток не более 30 мА.
FM трансмиттер своими руками — рекомендации по подбору комплектующих
В радиопередатчике использованы два импортных высокочастотных транзисторов BC548. Хотя, это не совсем ВЧ транзисторы (максимальная рабочая частота до 300 МГц), но и они обеспечивают хорошую работу в схеме. Транзисторы можно заменить любыми высокочастотными с граничной частотой не менее 500 МГц и максимально возможным коэффициентом усиления.
Варикап VD1 по схеме КB102. Можно использовать другие варикапы КB109А, КВ122А, КB132.
При сборке можно применять любые малогабаритные конденсаторы и резисторы. Их легко можно найти в старых платах от ненужной радиоаппаратуры.
Изготовление катушек для FM трансмиттера
Все катушки индуктивности бескаркасные, намотаны на оправке диаметром 6 мм эмалированным проводом ПЭВ-2 диаметром 0,7 мм. Катушки L1 и L3 содержат по 7 витков, катушка L2 — 15 витков.
Катушки наматываем с помощью шуруповерта плотно, виток к витку. Отрезаем с запасом нужную длину провода для одной или нескольких катушек. Зажимаем в патрон оправку диаметром 6 мм (в данном случае диаметр хвостовика зенковки) и одновременно с оправкой зажимаем конец отрезанного провода. Включаем шуруповерт и наматываем весь провод на оправку, притормаживая при этом свободный конец провода для создания равномерного натяжения. Небольшое сжатие от руки провода между двух деревянных реек позволяет создать натяжение при намотке и выправить провод, сохранив при этом изоляционный лак. Снимаем намотанную катушку и отрезаем от нее нужное количество витков. Отгибаем концы катушки для ее монтажа в плату, зачищаем и облуживаем их.
- Смотрите также схему fm радиоприемника
Изготовление антенны FM трансмиттера своими руками
Антенна изготавливается из многожильного провода диаметром 0,5–1 мм. Длина антенны должна быть равна четверти длины волны. Для частоты 88 МГц оптимальная длина должна быть 0,85 м. Для уменьшения размеров её можно свернуть в спираль. Это можно выполнить на отрезке антенного кабеля длиной 80…90 мм, предварительно удалив из него центральную жилу и оплетку. Или взять за основу подходящую по размеру трубку. Равномерно распределяем витки по длине и фиксируем их скотчем. После положительных испытаний устройства оформляем антенну термоусадочной трубкой.
Монтажная плата FM трансмиттера
Для монтажа деталей устройства изготовим монтажную плату. Но для определения ее размеров необходимо предварительно подобрать корпус устройства. В данном случае был использован корпус от одного из первых пультов проводного дистанционного управления телевизором.
Освободив корпус от содержимого, по его внутренним размерам из универсальной платы вырезаем монтажную плату для устройства. Зачищаем и облуживаем дорожки.
Генератор высокой частоты FM трансмиттера своими руками
На подготовленной монтажной плате выполняем монтаж деталей генератора ВЧ на транзисторе VT1 и частотного модулятора на варикапе VD1. Во всей конструкции для уменьшения взаимных помех по высокой частоте необходимо максимально исключить пересечения проводников и выполнять монтаж самыми короткими проводниками.
В модуляторе можно применить и другие варикапы. В изготовленном устройстве был использован импортный варикап неизвестной породы (в центре фото, под катушкой). При замерах он показал емкость 90 pF. После регулировки рабочей области, варикап отлично работает в схеме.
Для регулировки параметров схемы, вместо регулировочных резисторов R1 и R6 устанавливаем на время отладки схемы подстроечные или переменные сопротивления близкого номинала.
Подключаем антенну к конденсатору С8. Через разделительный конденсатор С2 подключаем источник звукового сигнала, например, из гнезда для наушников переносного приемника.
- Смотрите также, как сделать радиоприёмник на микросхеме 555
Подключаем плату к источнику питания 5 вольт. Следует отметить, что питание схемы должно быть стабилизированным от источника с низким уровнем пульсаций.
Настройка FM трансмиттера
С помощью резистора R6 устанавливаем напряжение смещения на базе транзистора VT1. Для кремниевого транзистора оно должно быть в пределах 0,6…0,7 вольта.
Если монтаж выполнен без ошибок, с соблюдением элементарных правил ВЧ монтажа, и использованы исправные детали, то налаживание устройства сводится к настройке контура на свободный в вашей местности диапазон, чтобы полезный сигнал не заглушали другие станции. Осуществляется настройка изменением параметров контура с контролем качества приема на слух. Уровень громкости источника сигнала выбирается таким, чтобы глубина модуляции была достаточной, но не вызывала искажений.
Прием сигнала и настройку передатчика проще всего выполнить, используя цифровой радиоприемник смартфона. Располагаем его недалеко от антенны и устанавливаем частоту приема в УКВ FM диапазоне (88–108 мГц) на свободную от радиостанций частоту. Желательно настроить приемник на частоту 88 мГц, которая выделена специально для подобных устройств.
Настраиваем передатчик на установленную частоту изменением емкости подстроечного конденсатора С4. Пластмассовой отвёрткой плавно поворачиваем движок конденсатора до пропадания характерного шума в наушниках приёмника, а при подключении к передатчику источника звука и появления этого звука в приемнике.
Если с помощью конденсатора не удаётся настроиться на нужную частоту, то можно попробовать растянуть или сжать витки катушки L1. Частота передатчика немного изменится и вновь настроиться конденсатором С4.
Настройкой конденсатора C5 добиваемся устойчивой генерации и качества звука без помех.
Усилитель высокой частоты своими руками для FM трансмиттера
Для увеличения мощности и дальности передаваемого сигнала, дополним генератор ВЧ передатчика, усилителем высокочастотного сигнала (УВЧ) на транзисторе VT2.
На свободном месте монтажной платы выполняем монтаж деталей УВЧ. Соединяем каскады разделительным конденсатором С8.
С помощью контура L3C10 производится согласование с антенной. Изменением емкости подстроечного конденсатора С10 добиваемся наиболее громкого и качественного звука в приемнике.
Для более точной настройки передатчика и получения от него максимальной мощности рекомендуется изготовить и использовать простейший детектор ВЧ, но это другая история.
Окончательная сборка FM трансмиттера
Собираем устройство в корпус.
Для уменьшения помех, желательно подключать передатчик к линейному выходу телевизора экранированным многожильным кабелем.
После сборки и проверки настроек, остаётся только проверить дальность действия и качество звука.
Таким образом, основная задача выполнена. С помощью изготовленного FM трансмиттера, мы имеем возможность беспроводной передачи звукового сопровождения телепередач или компьютерной трансляции. При прослушивании телепрограмм в наушниках, вы не будете мешать окружающим людям громкой работой телевизора. Мощность передатчика невелика, но ее достаточно для уверенного приема сигнала в пределах квартиры.
Область применения этого простого, но полезного устройства широкая — это передача звука с плеера или компьютера на музыкальный центр, возможность смотреть в одной комнате 2 телевизора или телевизор и компьютер, а также использовать его в качестве обычного автомобильного трансмиттера.
Видео о сборке FM трансмиттера своими руками:
