Transmissor FM

Transmissor FM

Para entendermos como funciona o tx (transmissor) devemos estudar um pouco de circuitos ressonantes.

 Para entendermos um transmissor, devemos conhecer um pouco sobre capacitores e indutores:
 
Capacitores
  

Os capacitores são como reservatórios de energia, são placas paralelas umas as outras separadas por um material isolante, o dielétrico. Quando seus terminais entram em contato com gerador, suas placas são carregadas a tensão do gerador, uma placa fica com excesso  de elétrons e outra com falta de elétrons.
A unidade de medida de capacitância é em farads. 

Quando ligamos a chave o capacitor carrega com a tensão da fonte.

                                                      

O indutor é um único fio enrolando, seu núcleo pode ser de ar, ou de ferro.

"Um indutor é um dispositivo elétrico que armazena energia na forma de campo magnético"

 

Esquema de ligação do indutor.

 Veja o que acontece, se ligarmos a chave sw1:

Este é o gráfico de corrente em relação ao tempo. T0 é onde ligamos a chave, repare que a corrente aumenta até o tempo t1, depois é saturada. É onde temos a corrente máxima. Esse tempo depende da indutância em "henry". No t2 desligamos a chave.

Podemos observar que a bobina tenta manter o estado de repouso, isto é, responde as variações de corrente de forma retardada.

 

Este circuito em paralelo é bem interessante, ligamos a um osciloscópio e percebemos que depois que soltamos a chave continua existindo um "eco" que com o passar do tempo desaparece. 

OBS: A imagem do osciloscópio esta pela metade, isto é, o capacitor carrega a bobina, esta armazena a energia na forma de campo magnético, quando o capacitor descarrega-se completamente, a bobina entra  em colapso induzindo um corrente elétrica de sentido oposto em suas espiras.(clique na imagem para ver melhor)

Esta é a imagem completa do osciloscópio, repare que a energia se perde, a amplitude da onda diminui mas o comprimento permanece imutável.

Repare também nos semi ciclos negativos, estes já não exibidos na imagem anterior. 

Transmissores acima de 21mhz são considerados ondas VHF (ondas de alta frequência), são utilizados capacitores variáveis de até 30 pf.. Os indutores são constituídos com aproximadamente 4 espiras.

As ondas VHF atravessa a ionosfera e se propaga pelo espaço. Os transmissores de VHF ao nível do solo, propagaria suas ondas até uns 40 quilômetros, isto é, quem vai “escutar” a transmissão, deve estar visível. A distancia de transmissão pode ser aumentado com uma antena mais alta. Os estações de radio FM operam nessa frequência.

As estações de radio AM operam em baixas frequências, suas transmissões não sai do planeta e seu alcance são bem maiores. São utilizados capacitores de até 400pf.

Um transmissor deve ter sua faixa de operação, seu limite inferior, ou seja, a frequência mínima de operação.

Exemplo Transmissor FM:

Vamos escolher um limite inferior de 90mhz para nosso transmissor.

 Para isolar o L devemos elevar a formula ao quadrado(retirar a raiz )

Vamos considerar o C com 30pf pois é o valor Maximo para FM, então temos:

Vamos isolar o L, pois é ele que queremos:

Então temos:

Sendo F o limite inferior da freqüência de operação em Hz 

Agora ficou fácil basta resolver a equação. L=0,102uH (aproximadamente)

Calculamos a indutância da bobina, e já sabemos que o capacitor que usaremos será de 30pf.

Para calcularmos a frequência mínima de  operação usamos o valor máximo de capacitância do nosso trimer(capacitor variável) pois quanto maior a capacitância menor a frequência.

Para sabermos  a frequência máxima de operação, devemos usar o valor mínimo do nosso trimer. Supondo que seu valor seja de 3pf..

Basta substituir na formula:    

Resolvendo a equação descobrimos que a frequência máxima de operação é de   280MHz

Para saber como enrolar o indutor:    iresumo: como enrolar indutores 

Vamos analisar um simples transmissor FM:

Quando a chave "s" é precionada, o sistema se fecha, e circula na base do transistor uma pequena corrente, essa corrente cria uma oscilação, realimentada pelo c2. Se variar a corrente do coletor, ira variar a frequência de oscilação, ou de ressonância.  A antena cria um campo eletromagnético que se propaga pelo espaço. 
Se a corrente da base do transistor for controlada por um mic de eletreto,  estaríamos modulando dessa forma:

Quanto maior a corrente maior é a frequência, dessa forma, quem escuta essa transmissão estará decodificando a frequência  e não a amplitude. FM --> frequência modulada, AM ---> amplitude modulada )  
  A saída possui uma onda senoidal...