Naam : Ots Youri Klas : 6Tee Jaar : 2004 /2005 School : VTI Aalst

Maat: px

Weergave met pagina beginnen:

Download "Naam : Ots Youri Klas : 6Tee Jaar : 2004 /2005 School : VTI Aalst"

Mirthe van der Wal
7 jaren geleden
Aantal bezoeken:

1 Naam : Ots Youri Klas : 6Tee Jaar : 2004 /2005 School : TI Aalst

2 Ots Youri FM-zender 2 Inhoudstafel. 1. Inleiding p Blokschema p Schema p Werking p Oscillator p Het versterkingsgedeelte p Electret microfoon p Berekeningen 5.1 Antenne p Spoel p ersterkingsfactor p Printontwerp 6.1 oorbereiding p Belichting p Etsen p Besluiten p. 11

3 Ots Youri FM-zender 3 1. Inleiding. De FM-zender die we in dit dossier gaan bespreken is klein en gemakkelijk te bouwen en toch heeft deze nog een redelijke zendafstand. Hij kan ongeveer 300 meter ver zenden in openlucht. Tevens is de kostprijs ook niet zo duur, de componenten kosten tezamen zo n kleine 3 à 4 euro en de printplaat kan men heel klein maken. De FM-zender werkt op 96,75 MHz, dat wil zeggen dat dit de frequentie is dat je op een radio moet instellen om het resultaat te horen. Zulke FM-zenders zijn niet in elk land legaal. 2. Blokschema.

4 Ots Youri FM-zender 4 3. Schema. 4. Werking. Wanneer men informatie gaat uitzenden dan gebeurt dit altijd door hoogfrequente signalen, waarop zich dan de informatie, in laagfrequent bevindt. In het geval van de FM-zender zal de data die verstuurd wordt geluid zijn. De mens hoort geluiden tussen 20 en khz, wat wil zeggen dat het niet nodig is om de frequenties daarbuiten mee te sturen. Bij FM (frequentiemodulatie) wordt de frequentie aangepast. Dit wil zeggen dat men het hoogfrequent signaal gaat veranderen. Er is ook een bepaalde frequentiezwaai, en deze is maximaal 75 khz. Ook is er een bepaalde bandbreedte van het Hf-signaal : stereo max. 210 khz & mono max. 300 khz. BB 2.(m + 1) x f LF - BB BandBreedte - m modulatie index - f LF de frequentie van het laagfrequente signaal

5 Ots Youri FM-zender Oscillator. Een oscillator is een toestel dat uit het niets een signaal kan doen ontstaan, theoretisch gezien toch want praktisch is er altijd een klein signaal, de zogenaamde ruis. Deze ruis wordt dan versterkt en teruggekoppeld aan de ingang. Het blokschema van een oscillator : Bij slechts 1 frequentie zal de schakeling gaan oscilleren, dit heeft te maken met de voorwaarden die er zijn om te kunnen oscilleren : - er moet meekoppeling zijn - de rondgaande versterking Au x B > 1 - het uitgangssignaal moet in fase zijn met het ingangssignaal Het signaal aan de ingang Ui zal steeds versterkt worden en teruggekoppeld, maar slechts bij één bepaalde frequentie ( resonantiefrequentie).

6 Ots Youri FM-zender 6 In deze FM-zender maakt men gebruik van de colpitts oscillator geschakeld in GBS, de basis van de transistor ligt namelijk aan massa op wisselspanningsgebied via de condensator van 1 nf. Elke FM-zender heeft een oscillator nodig om een F signaal te genereren. De condensator van 2,7 pf is de terugkoppelcondensator die voor de oscillatie zorgt. De parallel schakeling van L & 12 pf zorgen voor een resonantiefrequentie, dan is de versterking het grootst en is de uitgang in fase met de ingang. Het geluid wordt op een draaggolf geplaatst (f res ). Een deel van de spanning wordt teruggekoppeld naar de emitter van de transistor en de rest van de spanning gaat door naar de antenne. De condensatoren van 1 nf vormen op wisselspanningsgebied een kortsluiting, op gelijkspanningsgebied een grote weerstand. Dus ze houden de gelijkspanning tegen. 4.2 Het versterkingsgedeelte. oor het versterkingsgedeelte van onze FM-zender gebruiken we de collector feedback instelling. Dit is een laagfrequent versterker. De transistor is in GES geschakeld. Als de temperatuur stijgt stijgt! collectorstroom I stijgt Wet van Ohm :! stijgt! stijgt! B daalt! I B daalt " de transistor komt minder in geleiding! collectorstroom I gaat dalen. Deze instelling is temperatuursonafhankelijk. Hoe groter de weerstand 2k2, hoe groter de spanningsversterking zal zijn. Als men de weerstand van 4k7 gaat verkleinen, dan gaat de gevoeligheidsgraat hoger worden en gaat de schakeling minder selectief zijn.

7 Ots Youri FM-zender Electret microfoon. eel types van microfoons hebben vermogen nodig om te kunnen werken, ze worden beschreven als het type: condensator microfoons. De voedingsspanning wordt gebruikt voor een inwendige voor-versterker en een microfoon condensator te polariseren. De electret is een gemoderniseerde versie van de klassieke condensatormicrofoon, welke reageert op veranderingen in capaciteit door mechanische trillingen om een variabele spanning te generen, als geluidsgolven. Waar de condensatormicrofoon een spanning nodig heeft, heeft de electret er ook één nodig, maar dit enkel om de ingebouwde FET te voeden en niet om een elektrisch veld te generen. De spanning die nodig is gaat van 1 tot 9, de stroom beperkt zich tot minder dan een halve milliampère. De oplading weerstand bepaalt de impedantie en is zo n 1 tot 10 kω, Omdat de electret ook een buffer bevat, wordt er mogelijk ook ruis gecreëerd. Ook de voeding van de FET moet zo goed mogelijk zijn, zonder ruis, omdat deze naar de microfoon uitgang gaat. Hier zie je het schema van een electret microfoon, je ziet duidelijk de condensator die zorgt voor een variabele spanning, de FET die dient als buffer. Wanneer men in de microfoon spreekt ontstaan er trillingen op één van de 2 platen, de andere plaat is vast, dus wordt er een bepaalde capaciteit gegenereerd, waardoor er een kleine wisselspanning ontstaat. Deze wisselspanning wordt dan doorgestuurd. Naarmate de afstand tussen de 2 platen wijzigt (door de trillingen), zal ook de capaciteit veranderen, en dus ook de gegenereerde spanning. De ingebouwde FET zorgt dan voor een hoge impedantie.

8 Ots Youri FM-zender 8 5. Berekeningen. 5.1 Antenne. Lichtsnelheid 3 x 10 8 m s f is de resonantie frequentie waarop men gaat uitzenden. Deze is men proefondervindelijk te weten gekomen ( afstemmen van de radio ). λ is de golflengte. λ f ,75 8 m s MHz 3,1m We gaan gebruik maken van een Marconi antenne. λ 3,1 m l 0,775m ,5cm Nu moet men beetje per beetje de antenne korter maken tot men een goed resultaat bekomt. Men moet dus niet noodzakelijk een lange antenne hebben om ver te kunnen uitzenden. 5.2 Spoel. f 2Π 1 L 2Π L 1 f L 1 2Πf L 1 2Πf 0,2255µ H

9 Ots Youri FM-zender ersterkingsfactor. oor een goede instelling gaat men ervoor zorgen dat : B β β B 1MΩ 2k2 455 β is een vaste, gegeven waarde maar de weerstanden kan men aanpassen. U out U in E BE BE hebben we gemeten : BE 0,6 Formule: I I + β + BE B BE I I BE β + β 2 BE a I BE 2 9 0, ,2 BE a E 9 4,2 4,8 a A u U U out in E BE 4,8 0,6 8 Deze versterkingsfactor geldt alleen bij onbelaste toestand.

10 Ots Youri FM-zender Printontwerp. 6.1 De voorbereiding. Als eerste stap moeten we een printontwerp maken. Dit doen we met een computerprogramma naar keuze zoals Eagle, Traxmaker,... Laat op de print een kenmerk achter (FM-zender) zodat je weet hoe je de slide moet leggen om te belichten. De letters FM-zender dienen later leesbaar op de koperzijde worden gelegd. ervolgens laten we dit afdrukken op slide, liefst zo zwart mogelijk. Men kan rechtstreeks op slide drukken of via het kopieermachine. 6.2 Belichting. Het belichten van de fotogevoelige printplaat doen we aan de hand van U licht. Hiervoor gebruikt men speciale lampen. Zorg ervoor dat je het kenteken kan lezen als de slide op de lichtbak ligt. erwijder nu de beschermingsfolie van de print en leg deze over de slides. De belichtingstijd neemt iets meer dan 3 minuten in beslag. 6.3 Etsen. Na het belichten moet men de printbanen eerst zichtbaar maken. Dit doet men door W ontstopper (NaOH) met water te mengen. Dompel de print onder in de vloeistof tot op het moment dat de koperbanen verschijnen. Nadien afspoelen met koud stromend water. Nu gaan we de printplaat met etsvloeistof ( mengsel van zoutzuur en waterstofperoxide) etsen. Neem de printplaat en leg deze in het etsbad. Schud met het bakje of beweeg zelf de printplaat in het midden. Neem de printplaat eruit en spoel af met water. Het etsbad zal koper wegetsen op de plaats waar de fotogevoelige laag is verdwenen. Er blijven printbanen over. Samenstelling van het etsmiddel: 50 ml gedistilleerd water daarna 50 ml zoutzuur en als laatste 30 ml zuurstofwater (waterstofperoxyde). Hoe meer waterstofperoxyde (katalysator) er wordt gebruikt, hoe sneller de reactie verloopt. Nu kan men de print boren, reinigen (aceton 3 H 6 O) en bestukken.

11 Ots Youri FM-zender Besluiten. De antenne zend uit in het midden van de frequentieband, namelijk op 96,75 MHz, wanneer men de waarde van de spoel verandert zal de frequentie wijzigen. Maar aangezien deze FM-zender een vaste PB spoel & geen regelbare condensator heeft kan men de frequentie alleen nog veranderen door een externe, regelbare condensator bij te plaatsen. Op de figuur kan men zien dat we een condensator tegenover de 12 pf condensator plaatsen, dit om de frequentie te verlagen. De condensator is gemaakt met 2 in elkaar getorste geleiders van ± 2 cm lang. Om de frequentie te verhogen moet men de condensator bijknippen (< 2cm). oor het geluid wordt een electret microfoon gebruikt omdat deze enkele voordelen biedt : - het is klein - niet te duur - redelijke goede weergave De zender zendt uit op de resonantiefrequentie die bepaald woord door de spoel en condensator. Wanneer men de waarde van de spoel of condensator verandert gaat ook de resonantiefrequentie veranderen. Wanneer men een signaal aansluit, van een generator moet men ervoor zorgen dat er een condensator staat tussen de functiegenerator en de schakeling, dit moet zodat er geen gelijkspanning, afkomstig van de voeding, zou toekomen op de functiegenerator. Het signaal dat men aansluit mag ook niet te groot zijn anders krijgt men overmodulatie. Wel kan men heel even het signaal groot maken om te zien of de zender iets uitzendt. Kan men in de plaats van een fet geen opamp gebruiken? Het antwoord is nee omdat een opamp enkel werkt op laagfrequent gebied, hier werken we met hoogfrequent. Bij het uittesten kan het zijn dat je soms gestoord wordt door omringende studenten die ook aan het uitzenden zijn en op dezelfde frequentie zitten.

Vergelijkbare documenten

05 Een station met 16F3 modulatie in de MHz-band, mag op de volgende frequentie niet zenden:

05 Een station met 16F3 modulatie in de MHz-band, mag op de volgende frequentie niet zenden: 01 Het uitzenden van televisie-signalen is zonder meer toegestaan: a. op alle amateurbanden boven de 144 MHz b. op alle amateurbanden boven de 430 MHz c. in de amateurbanden 430-440 MHz en 1215-1300 MHz