Самодельный радиомикрофон. Простой стабильный радиомикрофон. Настройка радио жучка

Предлагаю схему очень стабильного радиомикрофона. К созданию данной схемы подтолкнула необходимость в качественном жуке, со стабильной частотой, не уходящей при приближении человека, или перемещении устройства. В итоге была разработана и собрана данная схема. Даже если вертеть устройство в руках, скручивать и раскручивать антенну- частота совсем не уходит. О том, как добиться стабильности, будет сказано ниже.

Итак, отличительные качества данного радиомикрофона:
- регулируемая звуковая чувствительность
- крайне стабильная работа
- регулируемая мощность

Характеристики:
Мощность: 30-300мВт
Напряжение питания: 3-15В
Диапазон: 70-140МГц

Описание работы схемы

Через R1 подается питание на электретный капсюль, далее с помощью C1 полезный сигнал отделяется от постоянной составляющей питания и попадает на базу VT1. На VT1 собран УЗЧ, необходимый для предварительного усиления сигнала с микрофона. Обыкновенный каскад с общим эмиттером, в котором R3 задает смещение базе, а R2 является нагрузочным. R4 ограничивает ток каскада, что необходимо для регулировки усиления каскада, а С4 шунтирует его по переменному току, тоесть пропуская только полезный сигнал. R5 ограничивает ток НЧ части, и вместе с С2 выступает в роли Г-фильтра, предохраняющего схему от самовозбуждения. Через С3 сигнал поступает на базу VT2, на котором выполнен ГВЧ. R6 и R7 задают смещение базе, R8 ограничивает ток каскада. С5 шунтирует базу на общий вывод, за что такой каскад получил название каскада с общей базой. С7 создает обратную связь, а С8 шунтирует R8, позволяя ВЧ сигналу свободно проходить. На L1 и C6 собран параллельный колебательный контур, от которого и зависит частота генерации. Через С9 уже сгенерированный VT2 ВЧ сигнал, и модулированный НЧ сигналом с VT1, он попадает на базу VT3, на котором собран УВЧ. R9 и R10 задают смещение на базе VT3. R11 ограничивает ток каскада и позволяет изменять выходную мощность устройства. L2 и С10 образуют колебательный контур аналогичный и резонансный контуру ГВЧ. Конденсатор С11 является разделительным, между УВЧ и антенной. С12 шунтирует схему по ВЧ, что предупреждает самовозбуждение на высоких частотах.

Используемые элементы и взаимозаменяемость

VT1- 9014; VT2, VT3- 9018.
L1, L2- 6 витков проводом 0.5мм, на каркасе диаметром 3мм.
Антенна - кусок провода 20-60см.
Все резисторы 0.125-0.5Вт. Конденсаторы С1, С2, С3 и С4 электролитические, остальные керамические.

Источник питания: любой напряжением 3-15В, в моем случае 2 литиевые таблетки типоразмера CR2032.
VT1 можно заменить транзистором КТ315, BC33740 или практически любым маломощным транзистором NPN структуры имеющим достаточный коэффициент усиления. VT2, VT3 можно заменить транзистором КТ368, или любыми другими маломощными имеющими граничную частоту не менее 200МГц.

Настройка

Настройка сводится к установке чувствительности микрофона, установке частоты и настройке контура УВЧ в резонанс.
При помощи R4 необходимо настроить чувствительность каскада УНЧ так, чтобы разговор вблизи не вызывал перегрузки, а чувствительность была все еще достаточной чтобы слышать его в пределах комнаты или квартиры.

При помощи С6 производится грубый выбор частоты, для более точной подстройки необходимо изменять геометрию L1 путем растяжения витков. С помощью С10 контур УВЧ необходимо настроить в резонанс с несущей. От значения R11 зависит выходная мощность.

Сборка

В моем варианте сборки устройство было собрано на двустороннем фольгированном стеклотекстолите. На одной стороне непосредственно схема поверхностным монтажом, на второй были организованы колодки для 2х литиевых батареек таблеток типа CR2032. Одна из особенностей- использование ключа в качестве выключателя питания. Для того чтобы активировать устройство необходимо вставить ключ в разъем, это было сделано для удобного и надежного включения.

На фото собранный и обтянутый термотрубкой жук, а так же ключ. К концу антенны был припаян кусочек жести, для возможности более удобного крепления конца антенны.

Печатную плату в формате вы можете скачать ниже

Методы повышения стабильности радиомикрофонов

Многие начинающие радиолюбители решившие попробовать простые и интересные схемы “жучков” часто не могут настроить схему после сборки. И столкнувшись с проблемой в лучшем случае докучают на форумах, в худшем- бросают эту затею. Одной из самых распространенных проблем в таких конструкциях является нестабильная работа и уход частоты.

В первую очередь рассмотрим факторы влияющие на работу ГВЧ, от которого и зависит стабильность несущей. Большинство “жуков” создается используя ГВЧ типа трехточки на одном транзисторе. Рассмотрим несколько факторов влияющих на стабильность генерации.

1. Случай в котором антенна цепляется непосредственно к ГВЧ и влияние антенны.

Антенна подключенная через конденсатор или индуктивную связь непосредственно к ГВЧ по сути становится приемной, а не только передающей, т.к. ее емкость, а так-же расположение в пространстве и наводимые в нее посторонние ВЧ токи передаются в цепи ГВЧ и здорово влияют на его работу. Это все равно, что подключить к ГВЧ источник помех.

Решением данной проблемы является простой каскад УВЧ, или же повторитель, то есть УВЧ практически не имеющий усиления, необходимый только для ограничения ГВЧ от обратной связи с антенной. Пример простейшего маломощного УВЧ приведен ниже.

2. Колебательный контур.
Влияние качества катушки колебательного контура на стабильность работы так же имеет место. Катушка из слишком тонкого провода, не имеющая корпуса и не залитая ничем будет менять свою геометрию при физическом воздействии на устройство, тоесть при перемещениях и прочих вибрациях. Изменение геометрии вызовет изменение индуктивности, а она в свою очередь уход частоты.

Решением данной проблемы является проклейка катушек, намотка их на каркас, намотка катушек более толстым проводом.

3. Питание.
Работа устройства в общем всегда зависит от источника питания. Батареи со временем своей работы будут довольно значительно менять вольтаж, что так-же выразится постепенным уходом частоты.
Решением является использование стабилизаторов, и схемотехнических решений не имеющих сильной зависимости от источника питания.

4. Экранировка.
При приближении металлических или прочих предметов имеющих электропроводность они влияют на индуктивное и ёмкостное окружение схемы. Так например металлическая экранировка проходящая рядом с колебательным контуром будет влиять на его индуктивность, повышая ее, и понижая частоту. Постоянная экранировка с неизменяемой геометрией оказывающая постоянное воздействие проблемой не является, наоборот огораживает устройство от внешних воздействий. В другом случае, когда устройство кладут на металлическое основание, оно возможно окажет влияние на работу. Решением является применение экранировки, использование корпуса из толстого пластика, ограничивающего минимально возможное расстояние до платы.

Список радиоэлементов

Это пожалуй самая популярная простая и распространенная схема радиожучка или радиомикрофона. Минимум деталей и минимум времени требуется для построения этой малютки. Благодаря использования микрофона от китайских изделий чувствительность данного устройства весьма велика. Данный жучек не прихотлив в изготовлении, не требователен к источнику питания. Конечно на ряду с очевидными достоинствами у данной схемы есть и недостатки, основной из них, на мой взгляд, является большой уход частоты при изменении питания, но при питании данного радиомикрофона от батареек этот параметр не критичен.

Работает это радиожучек по схеме емкостной трехтонки. Колебательный контур настроен на частоту 90 МГц. Но с легкостью можно выбрать любую частоту из промежутка 30 – 120 МГц.

Транзистор КТ660Б. Катушка- оправа диаметром 7мм, остальное смотри на фото.

Транзистор может быть любой, даже низкочастотный.

При исправных деталях жучек начинает работать сразу. Требуется только подобрать желаемую частоту.

Определить работу жучка без приемника очень просто. Для этого нужно замерить потребляемый ток, а потом закоротить колебательный контур, если потребляемый ток изменился, значит устройство работает.

Антенна подключается к коллектору транзистора, это пожжет быть кусок проволоки длиной до метра. Лучше подключать антенну через конденсатор 10 – 15 пФ.

Забыл нарисовать, питание подключается к конденсатору С1 верхний вывод по схеме плюс. Питание 1,5 - 15 вольт.

Идея создания этого радиомикрофона, родилась в тот день, когда я занимался изготовлением РМ на PIC12LF1840T48 разработанного известным мастером своего дела Blaze-ом.
На куске текстолита оставалось немного места, а пилить было лень, поэтому я решил сделать еще пару плат, просто заменив узел на PIC-контроллере микросхемой MAX1472.

Схема радиомикрофона

По сути, сам радиомикрофон — не является чем-то принципиально новым, а является компиляцией известных блоков, хорошо зарекомендовавших себя на практике, а именно:

1. Микрофонный усилитель, от Кристиана Тавернье, собранный на сдвоенном, малошумящем ОУ TL082 с возможностью регулировки усиления;
2. Задающий генератор и модулятор — построенный на базе микросхемы-передатчика MAX1472, хорошо зарекомендовавшей себя в радиомикрофонах «серии R»;
3. УВЧ на транзисторе BFG540, примененный в радиомикрофоне на PIC-контроллере.

Схема устройства — проста до безобразия, так, что прошу сразу не пинать:

Печатная плата

Печатная плата не является «верхом» миниатюризации и имеет размеры 33х22 мм. Фольга на обратной стороне не удаляется. В плате просверлены 3 отверстия 0,5 мм. для подачи (+) питания. Они указаны на монтажной схеме. Можно провести это соединение и со стороны монтажа элементов. Кому как нравится… Файл печатной платы в формате Visio2003 вы можете

Изготовление печатной платы (небольшое лирическое отступление)

Основной трудностью, для многих начинающих радиолюбителей в изготовлении подобных изделий — является изготовление печатной платы под современную элементную базу.
Конечно, можно заказать ПП на производстве, но ее цена будет «золотой» в условиях слабо развитой технологической базы наших предприятий и желания коммерсантов поиметь 1000% прибыли с любого заказа.
Поэтому радиолюбителям приходится осваивать разнообразные способы производства печатных плат в домашних условиях.

Уже пару лет, как я перешел с метода ЛУТ на изготовление плат по фоторезистивной технологии. При этом способе изготовления, качество плат практически зависит только от качества рисунка,
которое может воспроизвести ваш принтер. Этот метод более надежен и эффективен чем ЛУТ, хотя и требует некоторых первоначальных затрат на покупку необходимых материалов. Новичков пугает кажущаяся сложность технологии и непредсказуемость результата.
Я считаю, что это международный заговор капиталистов, не желающих, чтобы в нашей стране развивались молодые таланты и рождались глобальные инновации 🙂 !!!

На самом деле все просто, никакого волшебства и магии, и в Хогвартс ездить не нужно. Процесс производства плат фоторезистивным методом состоит из 6 этапов и в среднем, у меня занимает от 40 до 60 минут.
Для этого процесса необходимы:

1. Прозрачная пленка для лазерных принтеров, продается в магазине канцтоваров;
2. Тонер для повышения оптической плотности печати (Density-toner)
3. Маленький или большой баллончик фоторезиста Positiv 20 ;
4. Кусок прозрачного оргстекла толщиной 1-2 мм. (желательно нового и не царапанного);
5. УФ-лампа (черная) или другой источник УФ-излучения (например светодиодная матрица), на крайний случай подойдет обычная энергосберегающая лампа большой мощности 150-200 Вт;
6. Каустическая сода (NaOH).

Это все барахло выглятит примерно вот так:

ЭТАП 1. Создание трафарета .
Берем любую программу для рисования, векторный (я использую Visio) или пиксельный редактор или специализированные программы для проектирования ПП, коих достаточно много.
Рисунок ПП в «позитиве» — дорожки должны быть черными — распечатываем на пленке для лазерного принтера. Если у вас принтер с новым картриджем, то ваш трафарет получится оптически-плотным.
Но лучше его сбрызнуть специальным тонером (я использую Density Toner от Kruse, производство Италия), повышающим оптическую плотность красителя, за счет его растворения. Пару минут сушим и наш трафарет готов.

ЭТАП 2. Нанесение фоторезиста
Это наиболее ответственный этап всего процесса и проводить его нужно в затемненном помещении. Заготовку из текстолита хорошо моем мелкодисперсным порошком для мойки посуды (коммет или аналогичное). Если фольгированный текстолит совсем старый или окисленный, лучше пройтись по нему наждачное бумагой №1000-2500. Затем обезжириваем ацетоном и больше не прикасаемся. Баллончик с фоторезистом с минуту взбалтываем и покрываем обезжиренную заготовку тонким слоем фоторезиста. Тут надо немного приноровиться, можно покрывать в 1 слой, можно в два (например, вдоль и поперек). Он имеет синеватый оттенок и чем толще слой — тем он темнее. Более толстый слой — требует более длительной засветки. Не смущайтесь, когда в только нанесенном слое фоторезиста вы увидите множество пузырьков воздуха — они исчезнут при сушке. Оставляем плату в темном помещении на начальную просушку — 3-5 минут. Желательно делать это в помещении, где меньше пыли. Я делаю это в ванной.

ЭТАП 3. Сушка фоторезиста
Разогреваем духовку до 50-60 градусов. Плату, защищенную от попадания прямого света, переносим в духовку. Поддерживаем указанную температуру в течение 15 мин. периодически включая-выключая духовку. Не допускаем перегрева платы свыше 70 градусов , иначе фоторезист утратит свои свойства. Выключаем духовку и даем плате остыть до комнатной температуры. После остывания плата готова к засветке.

ЭТАП 4. Засветка
На фольгированный текстолит, покрытый фоторезистом, накладывается трафарет, сверху кусок прозрачного оргстекла и вся эта конструкция зажимается, для предотвращения смещения трафарета относительно текстолита. Для засветки я применяю 40Вт. УФ-лампу, просто располагая её над трафаретом на расстоянии 5-10 см. Обычно, для небольших плат время засветки составляет 15-20 минут. С более мощным источником УФ-излучения — времени понадобиться меньше.
В процессе засветки, периодически немного передвигайте засвечиваемую область (так как источники света дают неравномерный поток излучения) чтобы обеспечить равный уровень засветки всех участков платы.

ЭТАП 5. Проявка
Засвеченную плату помещаем в раствор NaOH — небольшая чайная ложечка на 0,5л. воды комнатной температуры. В этом растворе происходит смывание участков фоторезистивного слоя засвеченного ультрафиолетом (для позитивной технологии). Обычно процесс длится 1-2 минуты. После этого плата промывается и готова к травлению. На этом этапе, нужно провести контроль качества вашей платы и подправить возникшие огрехи: при помощи тонкого скальпеля — прорезать дорожки в фоторезисте или специальным маркером нарисовать/подправить недостающие элементы. Если в результате проявки не весь рисунок оказался засвеченным или из-за высокой концентрации щелочи смылся весь фоторезист — необходимо вернуться на этап №2 и начать все заново.

ЭТАП 6. Травление
Травим плату любым, привычным способом. Не знаю как на счет кислот, но персульфат аммония, хлорное железо, купорос с солью — фоторезист «Positiv 20» выдерживает легко. Промываем плату в проточной воде и смываем фоторезист ацетоном. Плата готова к применению.

Ну, вот и все. Особо впечатлительные люди, разглядывая плату и стирая со щек слезы радости, зададут себе вопрос: А почему я так не делал раньше? Я по крайней мере себе его задал…

Монтаж элементов

В радиомикрофоне применены резисторы и конденсаторы типоразмера 0805. Схема монтажа элементов и фотографии, помогут вам разобраться, что и куда припаять.

Настройка радиомикрофона

Правильно собранный и хорошо отмытый от флюса радиомикрофон — практически не нуждается в настройке. Я сделал два экземпляра устройства на разные частоты и оба заработали без каких-либо вопросов. С кварцевым резонатором на 13 Мгц, частота устройства составила 416, 045 МГц.

Подстроечным резистором устанавливается необходимая чувствительность по микрофонному входу. Этот усилитель достаточно «зажат» и не имеет склонности к самовозбуждению из-за достаточно низкого общего КУ. При необходимости, можно еще поиграть с номиналами резисторов, чтобы получить большую чувствительность.
Но при этом необходимо помнить, что повышение усиления приводит и к росту шумов на выходе. Также хочу отметить, что очень важным элементом любого радиомикрофона является непосредственно сам микрофон (каламбур, блин…). Подбор микрофона по максимальной чувствительности и минимуму шумов также важный этап настройки.
Наилучший результат показали обычные электретные микрофоны, выдранные из старых радиотелефонов Panasonic (не сотовых).

Подстроечным конденсатором C1, — настраиваем устройство по максимуму потребляемого тока. При указанных на схеме номиналах, потребляемый ток должен быть в пределах 50-55 мА. При этом излучаемая мощность составит 70-85 мВт.

Заключение

В заключении, я хочу добавить, что это один из лучших радиомикрофонов (которые мне удалось собирать в своей практике) по сочетанию таких характеристик как качество звука, стабильность частоты, выходная мощность, практичность и технологичность изготовления. В большей части случаев, если все компоненты исправны, он не нуждается в настройке. Можно поэкспериментировать с микрофонами, кварцевыми резонаторами и огр. резисторами для достижения наилучшего качества звука и мощности передачи.
Радиолюбители, которые захотят собрать данный передатчик и провести с ним эксперименты, выпускаемый под брендом «МИКРОШ».

Простой радиомикрофон

Если у вас и вашего друга есть по карманному радиоприемнику с FM диапазоном, дополнив их двумя несложными радиомикрофонами, можно организовать неплохую радиосвязь, дальностью до 100 метров. Конечно, 100 метров - это не очень много (на такое расстояние можно и крикнуть), но в некоторых случаях и такая дальность может быть полезной. Например, можно организовать связь между двумя квартирами или комнатами (через стену) или между едущими друг за другом на небольшом расстоянии, автомобилями.

Принципиальная схема радиомикрофона показана на рисунке. Здесь всего один транзистор, электретный микрофон и несколько деталей. Питается микрофон от трехвольтовой батарейки (составленной из двух элементов типа «АА» по 1,5V).
Работает радиомикрофон на частоте около середины диапазона 88-108 МГц.

Все детали, кроме антенны и источника питания расположены на печатной плате, монтажная схема которой есть на рисунке.
Катушки L1 и L2 намотаны толстым намточ-ным проводом, например, ПЭВ -0,61. Внутренний диаметр катушки L1 - 3 мм, а содержит она 8 витков. Катушка L2 намотана на поверхность L1, она содержит 3 витка. Катушки бескаркасные, чтобы придать им достойную форму, первоначальную намотку желательно сделать на какой-нибудь оправке диаметром около 3 мм, например, на хвостовике сверла такого диаметра. Сначала наматывают катушку L1, формуют и разделывают её выводы под отверстия в плате, а затем, на поверхность L1, примерно посредине, наматывают L2 (см. рисунок).

Электретный микрофон (М1) может быть любым электретным микрофоном от переносного магнитофона, диктофона, электронного телефонного аппарата. Например, микрофон SZN-15 или другой. У микрофона два вывода, один из которых отмечен знаком «+», это нужно учесть при монтаже (при обратном включении он работать не будет).

Подстроечные конденсаторы С1 и С2 -керамические.

Антенна - отрезок монтажного провода длиной около метра.

Перед налаживанием найдите по шкале приемника, работающего в диапазоне FM место, свободное от радиостанций. Затем, расположив приемник на расстоянии 1-2 метра от антенны радиомикрофона, последовательно подстраивайте С1 и С2 до тех пор, пока сигнал не будет принят приемником (при этом можно разговаривать перед микрофоном, а помощник может слушать приемник на наушники).
Затем, постепенно увеличивая расстояние между приемником и радиомикрофоном, точнее подстройте С1 и С2, так чтобы получилась наибольшая дальность связи.

РАДИОМИКРОФОН

Несколько лет назад разработал схему ФМ жучка с очень хорошими параметрами. Так как до сих пор похожего схемотехнического решения не видел, то решил написать про эту схему.

Когда я был ещё студентом, жучки начали только входить в моду, и эта схема очень неплохо расходилась. Сделал штук 40 этих фм передатчиков. Заказывали иногда сразу по несколько штук. С тех пор, пробовал делать много схем других жуков, но по своей простоте в настройке, стабильности (при изменении питания с 2 до 12в, частота меняется всего на 0.1 мгц!) и высокой дальнобойности (200м на обычный китайский приёмник), лучше данной схемы пока не встречал.

Первый каскад на транзисторе VT1 - КТ3102 усиливает сигнал с конденсаторного "пуговичного” микрофона, а также задаёт режим по постоянному току генератора на транзисторе VT2. В качестве него я всегда использовал КТ368, как наиболее стабильный в работе. Усилитель на транзисторе VT3 работает в классе С с высоким кпд. При разряде питающей батареи ниже 5 в, VT3 закрывается и сигнал с генератора в антенну идёт через проходную ёмкость база-коллектор.

Данные номиналы радиоэлементов многократно повторялись, поэтому настройка заключается лишь в растяжении и сжатии катушки L1 для выбора нужной частоты. Схему будет полезно снабдить светодиодом, сигнализирующем о включении, и достаточном напряжении питания. Небольшое повышение потребляемого тока,приблизительно на 2ма, компенсируется удобством контроля. Питается схема от батареи крона и потребляет ток около 15-18ма.

Катушка L1 содержит 8 витков провода ПЭЛ 0.8 с отводом от середины, намотаном на оправке диаметром 4мм. Дроссель Др1 намотан на кольце из феррита К7х4х2 и содержит 5-10 витков провода ПЭЛ 0.2. Для антенны берётся 80см провода диаметром 1-1.5мм и наматывается равномерно на пальчиковую батарейку типа АА.

Вся конструкция отлично вмещается в пачку из-под сигарет, жук можно брать в руки и ухода частоты практически не наблюдатся. Можно упростить схему, исключив ВЧ усилитель. Потребляемый ток при этом снижается до 5ма, а дальность уменьшается до 50м. Ниже приведено фото жука, выполненого на планарных деталях.

Конденсатор С3 служит для предотвращения самовозбуждения радиомикрофона по ВЧ и его ёмкость выбирается в пределах 100 - 1000пф. Резистор R6 определяет мощность сигнала задающего генератора и глубину его модуляции звуком, а следовательно чувствительность. Так, при увеличении номинала этого резистора до 1кОм, отмечается повышение чувствительности устройства к окружающим звукам. Если же схему предполагается использовать в качестве радиомикрофона, сопротивление резистора R6 можно уменьшить до 100 Ом.

Ёмкость разделительного конденсатора С7 выбрана столь малой с целью уменьшить влияние антенны и выходного каскада на частоту задающего генератора. Повысить мощность излучения радиомикрофона, и как следствие дальность, можно увеличив номинал этого конденсатора до 10пф, однако возрастёт и влияние антенны на стабильность частоты.

Задающий генератор сохраняет свою работоспособность даже при уменьшении напряжения питания до 0.8В! Поэтому если необходимо запитывать схему от низковольтного источника, с напряжением 3 - 5В, выходной каскад на транзисторе VT3 следует перевести в режим А. Для этого, между базой и плюсом питания ставим подстроечный резистор на 100 кОм. Выставив с его помощью ток покоя выходного каскада в пределах 5 - 10ма и измерив получившееся сопротивление омметром - заменяем его на постоянный.