MICRÓFONO INALÁMBRICO

INTRODUCCIÓN

El presente trabajo consistió en la realización de un micrófono de FM, cuya transmisión debe ser recibida en la banda de radio difusión, la frecuencia elegida fue 88.2 (Mhz). El diseño del transmisor fue realizado por un oscilador tipo Clapp modulado por diodo varicap, el cual tiene la ventaja de ser económicos, sencillos y fáciles de ajustar.

Una de las características de este tipo de circuito, es que no se necesita la integración previa de la señal, ya que no se trabaja con moduladores del tipo PM sino que se modula directamente en FM.

Cuando se usa un modulador directo, la señal modulada en frecuencia debe cumplir el requisito de que su desviación en frecuencia sea proporcional a la tensión de la señal moduladora:

En el oscilador Clapp, al igual que en cualquier modulador de FM, las desviaciones de frecuencias deben ser lineales en el intervalo de tensión donde trabaja.El objetivo de este trabajo es lograr una buena linealidad, con un error predecible y una desviación de frecuencia adecuada en el modulador de FM.

DESARROLLO DEL TRASNMISOR

Esquema en bloques

MODULADOR

El modulador escogido fue el propuesto por la cátedra.

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MODULADORMIC

Q1

Rc

450

Re120

R21.2k

R15.6k

Cb180pf

Cc

360pf

C2180pf

C1

15pf

L

0.29 uHy

Vcc

Lch

1.2mh

Raj25k

Rm

12kD1

C3

0.1uf

C4

10ufR4

10k

C5

1nfMic

C6

10uf

vo

En el circuito, la frecuencia varia en función de la tensión aplicada al oscilador Clapp, cuya frecuencia esta controlada por la capacidad del diodo varicap. El oscilador usa como amplificador la ganancia de un base común. En nuestro caso la salida se tomara en el colector del transistor.Cb y Cc son capacitores de paso para la frecuencia de trabajo del oscilador (f = 88,2 Mhz) y Lch se comporta como una alta impedancia para la misma frecuencia del oscilador y como baja impedancia para la señal moduladora.Las condiciones de oscilación son:

f0 = (2 (L Ceq ))-1

A = 1. Para asegurar la oscilación se adopto A = 1.10.

Cálculos del oscilador:

= Vf = Xc2

Vo Xc1 + Xc2

A = hfe R c

hie

Cs = C1 C 2

C1 + C 2

Cd : capacidad del diodo varicap

Ceq = Cs * Cd

Cs + Cd

de las condiciones de oscilación:

De acuerdo a la hoja de datos se polarizo el diodo varicap (BB204) en zona lineal con lo cual se obtiene para una tensión V R = 3 v una capacidad Cd = 30 pF.

Los cambios en la tensión moduladora sobre los diodos producen un cambio en la capacidad de los mismos, lo que genera una variación en la frecuencia de oscilación.

Para lograr desviaciones de frecuencias suficientemente grandes es que se coloco dos diodos varicap en paralelo obteniendo así una capacidad total Cd = 60 pF. Para su polarización se realizo un divisor de tensión y sus valores son:

Raj = 50 k (potenciometro)Rm = 12 k

Raj es un potenciometro que ajusta la tensión de continua, de modo que a esta frecuencia el oscilador Clapp se encuentre en resonancia. La estabilidad de frecuencia del circuito no depende únicamente de sus componentes sino también es función de la estabilidad de la tensión de sintonía.

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Se adopto L = 0,29 uHy de allí se obtuvo:

Ceq = 11,22 pFCs = 13,81 pFC1 = 15 pFC2 = 180 pF

Polarización del transistor:

Q1 : Transistor KSP 10 Ic = 8 mA Vce = 4,5 vVcc = 9 v = 60 hie = 2 k

considerando dichos valores se obtuvieron: Re = 120 Rc = 450 R1 = 5,6 k (potenciometro)R2= 1,2 kCc = 330 pFCs = 150 pF

Se colocaron capacitores de desacople para fuente: C3 = 10 uF y C4 = 0,1 uFLch = 1 mHyC5 = 10 nF

MEDCION DE KF (SENSIBILIDAD)

Debido a que la máxima desviación de frecuencia para la banda de fm comercial es de f=75Khz. Realizamos la medición de la sensibilidad del modulador

para determinar la máxima tensión moduladora (Vm) que se podrá aplicar al modulador.

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Se realizaron las siguientes mediciones:

Vm [V] f[MHz]0 88,235

0,02 88,24120,03 88,250,05 88,2560,07 88,2670,12 88,280,15 88,2870,17 88,29910,2 88,30540,22 88,3088

Con lo cual sé obtubo la siguiente gráfica:

De acuerdo a las mediciones efectuadas: con f= 88,235Mhz Vm es 0 Con f=88.235Mhz+f = 88.31Mhz se observa de gráfica que Vm max es aproximadamente 220mv.

Para tener una mejor apreciación de las mediciones trazamos la mejor recta de f vs Vm

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Vm[V] f[Khz]0,01 88,26290,02 88,26580,03 88,26870,04 88,27160,05 88,27450,06 88,27740,07 88,28030,08 88,28320,09 88,28610,1 88,2890,11 88,29190,12 88,29480,13 88,29770,14 88,30060,15 88,30350,16 88,30640,17 88,30930,18 88,31220,19 88,31510,2 88,318

Para fmax f = 88.31Mhz con lo cual obtenemos de gráfica una Vm max= 180mvCon estos valores calculamos el Kf del modulador

Kf = f = 416.66 Khz Vm V

SEÑAL MODULADORA (MICROFONO)

Se realizo un ensayo para poder obtener la tensión que entrega el micrófono. En este se considero que hablando a una distancia de aproximadamente de 8 cm y con un tono de voz razonable la tensión máxima entregada era de aproximadamente 200 mV.

Como la tensión máxima de moduladora es de 180mV no es necesario colocar amplificadores para el micrófono.

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS

SIMBOLO PARAMETRO VALOR UNIDAD

Vinmax Tensión de entrada máxima 200 MV

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Feo Frecuencia d transmisión 88.2 Mhz

f Desviación de frecuencia 70 Khz.Kf Sensibilidad del modulador 416.66 Khz/v

Vcc Tensión de alimentación 9 v

ANALISIS DE COSTO

COMPONENTE PRECIO

Transistor BF 494 $ 0.60

Diodo varicap BB 204 $2.00

Capacitores $ 2.00Resistencias ( ¼ w) $0.50

plaqueta $1.00Resistencia variable $2.50

TOTAL $8.60

El circuito tiene un buen desempeño teniendo en cuenta su bajo costo y simplicidad.

Referencias Bibliográficas

Data Sheet BF 494 – Philips Semiconductors – “NPN Medium Frequency Transistor” – 1997Data Sheet BB 204 – Philips Semiconductors – VHF variable capacitance double diodeData Sheet KSP 10 – FAIRCHILD Semiconductors – VHF / UHF transistorData Sheet BC 548 B -- Philips Semiconductors Jorge Molina Palacios – “Análisis de la linealidad en la desviación de frecuencia de un modulador de FM” – Cátedra Electrónica III (UNT) – 2001

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