Enfim, um artigo de minha autoria, publicado na
Revista Saber Eletrônica n. 173, de Outubro de 1987 !
O Título do artigo apareceu na capa da Revista. Eu tinha apenas 16 anos na época e era vidrado em montar transmissores de Rádiofrequencia.
Montamos este circuito e resolvi publicar.
Pequenos transmissores de FM não eram novidade nas revistas, mas todos eram muito instáveis (quando você aproximava a mão, saia da frequência: os osciladores eram muito instáveis). Foi quando eu consegui pela primeira comprar na Rua Santa Ifigênia alguns cristais de quartzo para a frequência de 49.860 MHz (naquela época era muito dificil achar cristais no comércio eletrônico de varejo). Usando então um desses cristais, sintonizamos a bobina L1 no primeiro harmônico par (o dobro da frequência do cristal = 99,72 MHz) e fizemos um transmissor de FM muito estável e eficiente para a frequencia fixa de 99,7 MHz.
A modulação em Frequencia (FM) foi obtida através do uso de um diodo Varicap modelo BB119.
O desempenho deste transmissor era muito bom.
O projeto original na verdade tinha uma etapa amplificadora de potência com mais um transístor do tipo 2N3866 que, quando alimentado com uma tensão de 22V no coletor e um bom dissipador de calor, chegava a fornecer um potência de RF da ordem de 2 watts... isso ai ligado numa antena externa (uma plano-terra que também construímos) chegava a alcançar muitos quilômetros.
Mas quando o editor da revista viu o projeto, pediu para retirar o estágio de potência da publicação, e publicar somente o oscilador com cristal e varicap (temendo algum processo judicial talvez: a fabricação de rádios-FM piratas era e é ilegal). Enfim, esta era a capa da revista n. 173:
Revista Saber Eletrônica n. 173, Outubro de 1987
O circuito do transmissor é mostrado abaixo, o cristal de quartzo era para a frequencia de 49.860MHz:
Esquema do transmissor de FM com cristal e Varicap
E a seguir, o artigo original, de minha autoria, publicado nas páginas 41 e 42:
Quando montamos o protótipo, o circuito era mais complexo: tinha um transistor para fazer a modulação e mais outro transistor do tipo 2N3866 para amplificar o sinal de RF antes de aplica-lo na antena. Como este tipo de circuito era (é) proibido no Brasil, quando foi publicado, eliminamos o estágio de potência de modo a adequá-lo à legislação (transmissores de FM "rádio-pirata" eram e são proibidos pela lei). Aqui a foto do nosso protótipo, original de 1987. Alguns componentes foram retirados da placa:
Foto da Placa de circuito impresso do protótipo do Transmissor de FM com cristal e Varicap, incluindo um amplificador de RF de potência, com transístor do tipo 2N3866, não publicado.
A Antena: conforme já comentei, construímos também em 1987 uma do tipo plano-terra, da qual sobrou apenas o suporte da base: um suporte feito em acrílico, onde aparafusamos aquelas varetas de aluminio retiradas de antigas antenas modelo "pé-de-galinha". Estas varetas, hoje em dia, são muito difíceis de se achar. A foto do suporte da antena segue abaixo:
Foto do Suporte da base da antena plano-terra que construímos para usar juntamente com este transmissor: em cada furo havia uma vareta de alumínio cortada para 1/4 de onda.
Como a frequência do transmissor era controlada a cristal é fixada em 100MHz (segundo harmônico), calculamos o comprimento de onda (3 metros) e cortamos as varetas de alumínio em 75 cm (1/4 de onda). Ajustamos a R.O.E. (relação de onda estacionário) cortando o comprimento do cabo coaxial que ligava esta antena na saída do transmissor e também nos dois trimmers de saída de antena. Esta antena plano-terra foi montada no topo de um edifício da cidade, há cerca de 30 metros do solo.
E, por fim, tem gente que não acredita de jeito nenhum que este transistor 2N3866 podia chegar a fornecer 2 watts de RF na antena, porque no datasheet está escrito que a potência máxima dele é de 1 watt. Certo, o 2N3866 é um transístor para 1 watt na frequencia de 400MHz.Se você fizer ele trabalhar numa frequencia menor, com tensões de fonte da ordem de 25V ou 28V, consegue aumentar esta potência (cuidado: eu queimei vários 2N3866) desde que use um bom dissipador de calor e ventilador sobre o transístor. Aqui no datasheet deste componente:
Datasheet do 2N3866 extraímos a seguinte figura, curva característica de potência de saída em watts em função da frequencia de trabalho:
Curva Característica de Potência de Saída em função da Frequência de Operação para o transístor 2N3866 operando como amplificador de RF em classe C
O mesmo datasheet sugere o seguinte circuito amplificador em classe C para o 2N3866 (a versão que eu usei em 1987 era muito parecida com essa), só que adaptado para operar em 100MHz:
Circuito amplificador de RF em classe C para o 2N3866, em 400MHz
Por último, a potência foi medida na época usando-se um wattimetro e medidor de R.O.E. fabricado pela Hee Jin, que eu ganhei de presente de um radioamador famoso na cidade, que hoje já faleceu. Tenho o medidor até hoje, cuja foto mostro abaixo:
Wattimetro e Medidor de ROE fabricado pela Hee Jin
Embora originalmente vendido para a faixa do cidadão (27MHz) o manual deste wattimetro diz que ele pode funcionar bem até 150MHz. Certo, não é um instrumento famoso (como são os da marca BIRD, por exemplo) e isso me fez desconfiar da exatidão e da precisão de suas indicações. Pedi então ao radioamador que me emprestasse naquela época seu famoso wattimeto Bird, para poder comparar com as medidas deste ai, e os resultados mostraram que o Hee Jin, apesar de muito mais simples e mais barato, media corretamente, pelo menos no caso deste nosso transmissor de FM.
Finalmente, atendendo a vários pedidos, segue o estágio de potência que eu uso com este transmissor acima. O primeiro transístor (mais a esquerda no desenho) é um 2N2222 (metálico), o segundo transistor (do meio) é um 2N3866 e o terceiro transístor é um 2N3553. Este circuito completo fornece 2 watts de potencia de RF na Antena, com folga. Tanto o 2N3866 quanto o 2N3553 precisam de dissipadores de calor apropriados para este encapsulamento de transistor.
Segue o esquema do estágio de potência de 2 watts:
