Artikelen
Een AM Microzender voor buizenradio's
door Otto Tuil
Inleiding:
Regelmatig komen er op het forum vragen over de mogelijkheid om FM uitzendingen om te zetten naar de middengolf,
zodat de uitzendingen beluisterd kunnen worden op een oude buizenradio waar nog geen FM op zit. Ook het omzetten
van andere geluidsdragers (CD, DVD, LP, Compactcassettes) naar de middengolf is vaak gewenst. Er zijn op het internet
voldoende mogelijkheden te vinden, maar doorgaans gaat het om grote vermogens, en komen we al snel in het piratencircuit
terecht. Dat is uiteraard niet gewenst: ten eerste omdat de reikwijdte maar een paar meter hoeft te zijn, en ten
tweede willen we niet als piraat gaan opereren waardoor we storingen kunnen veroorzaken en bovendien een flinke
boete riskeren.
Om aan deze behoefte te voldoen, heb daarom dit project opgepakt. Inspiratie heb ik daarbij opgedaan bij soortgelijke
projecten op het web, aangevuld met eigen ideeën.
De schakeling:
In figuur 1 is het schema van de oscillator en modulator weergegeven. De oscillator is gebouwd volgens het Hartley
principe, en door gebruik te maken van een FET (Q1) wordt de kring nagenoeg niet belast wat de stabiliteit ten
goede komt. De extra weerstand in de drainleiding (R8) heb ik geplaatst om de vervorming nog wat terug te dringen.
Via potmeter R11 wordt het HF signaal van de oscillator afgenomen. Deze wordt naar de modulator gevoerd. De modulator
is uitgevoerd in de vorm van een mengschakeling (bron:
http://www.hcrs.at/)
rond de dual-gate MOSFET BF900 (of BF960, BF961, BF994S). Op de andere gate wordt het door Q4 versterkte LF signaal
gezet. Het principe van de modulatie is in het kort gezegd gebaseerd op het feit dat de versterking van de dual-gate
MOSFET lineair afhangt van het LF signaal. Met andere woorden het HF signaal wordt in amplitude gemoduleerd. C3
filtert de (versterkte) LF componenten uit het signaal waarna het AM gemoduleerde HF signaal met Q3 nog een keer
versterkt wordt, waarna het naar buiten wordt gevoerd. Het voordeel van de dual-gate MOSFET als modulator is dat
hij niet overstuurd kan worden. Als het LF -signaal te sterk wordt, dan neemt de versterking van het HF signaal
automatisch af. Met andere woorden "soft clipping" is inherent ingebouwd. Uiteraard komt oversturing
de kwaliteit van het audiosignaal niet ten goede. Het AM signaal wordt afgenomen na C4. Door gebruik te maken van
een stuk draad van ca. 2 meter als antenne, kan dit signaal in de "lucht gezet" worden. Het bereik is
slechts enkele meters, zodat de kans op storingen erg klein is. Wilt u zeker zijn van uw zaak (of voor de puristen
die helemaal niets in de lucht willen zetten) dan kan ook een kunstantenne worden aangesloten.
Figuur 1: Oscillator met modulator.
De opbouw van de oscillator/modulator is vrij rechttoe-rechtaan, en mijn prototype heb ik op een enkelzijdige gaatjesprint gemaakt. Het moeilijkste onderdeel is de spoel voor de oscillator. Kant en klare spoelen zijn er niet, dus zij moet zelf gewikkeld worden. Ik heb daarvoor een potkerntje gebruikt (type 3F3 A250, zie foto 1). Ik heb net zo lang opgewikkeld tot ik op de L-meter een zelfinductie van 225 microHenry mat. Daarna 10% van de windingen weer afwikkelen om de aftakking te maken. Vervolgens de 10% er weer opwikkelen. Een andere mogelijkheid voor de spoel is het gebruik van een oude ferrietstaaf (wel om denken dat die behoorlijk stralen, dus inbouwen in een metelen kast is dan zeker noodzakelijk). Echter, in alle gevallen is het nodig om een zelfinductiemeter ter beschikking te hebben.
Foto 1: Potkerntje 3F3 A250
In figuur 2 is de voeding van het circuit weergegeven. Het is een standaard voedingscircuit. Let er wel op dat
de twee "ratelcondensatoren" (C19, C22) geplaatst zijn. Mijn prototype bromde als een gek zonder die
condensatoren.
Figuur 2: De voeding.
Wilt u de oscillator/modulator gebruiken voor het afregelen van uw radio's dan is een extra toongenerator een nuttige
toevoeging. In figuur 3 is een voorbeeld van een goed werkende generator weergegeven (bron: Bowden's Hobby Circuits).
Figuur 3: Laagfrequent sinusgenerator
De hierboven besproken schakelingen heb ik samengevoegd op één prototypeprint:
De verschillende delen zijn gemarkeerd met een letter. De delen zijn:
A) Oscillator
B) LF ingang
C) LF versterker
D) Modulator (de dual-gate MOSFET is hier de BF994S en is op de onderzijde gemonteerd bij de pijl)
E) HF eindversterker
F) HF uitgang
J) Voeding
G) LF toongenerator
Afregelen:
Voor de afregeling is een oscilloscoop nodig. Met potmeter R11 wordt het niveau van de HF-draaggolf ingesteld. Sluit de LF ingang kort en regel de potmeter zo af dat op de HF uitgang een HF signaal staat van ca 8 V top-top. Met potmeter R9 wordt het niveau van het LF-signaal en daarmee de modulatiediepte ingesteld. Bij gebruik van een audiosignaal kan dat het beste op het gehoor gebeuren. Bij gebruik van de toongenerator kan op de oscilloscoop de modulatiediepte mooi zichtbaar gemaakt worden. Ook is dan te zien dat bij oversturing de toppen van de sinus zullen worden afgerond (soft clipping).
Enkele meetresultaten:
HF draaggolf 1000 kHz (ca. 300 meter)
2de harmonische: -35 dB
3de harmonische: -43 dB
4de en hogere harmonischen: kleiner dan -60 dB
Faseruis 1KHz: -89 dBc/Hz
Faseruis 5KHz: -103 dBc/Hz
LF toongenerator ca 650 Hz
2de harmonische: -27 dB
3de harmonische: -35 dB
4de en hogere harmonischen: kleiner dan -41 dB
Draaggolf 1000 kHz op 80% gemoduleerd met de 650 Hz LF toongenerator:
1ste zijband: -9 dB
2de zijband: -33 dB
3de zijband: -32 dB
Veel Succes,
Otto