Радиомикрофон своими руками

Радиомикрофон своими руками

В статье, ниже рассмотрим несколько простых схем самодельных радиомикрофонов. Схемы простые из доступных радиодеталей, их может сделать даже начинающий радиолюбитель!

Беспроводной микрофон можно использовать вместо обычного проводного микрофона на разных мероприятиях, для караоке, как жучок для прослушки, радионяни (радиомикрофон размещается рядом с Вашим маленьким ребенком, а приёмник находится у Вас) и т.п.

Радиомикрофон работает в диапазоне FM88-108МГц. Сигнал, передаваемый радиомикрофоном можно прослушать на приёмнике с FM диапазоном.

Принципиальная схема радиомикрофона

Радиомикрофон выполнен на трех транзис­торах, питается от источника напряжением 1,5V. Дальность приема на приемник на основе микросхемы К174ХА34 (или её анало­гах) в открытом пространстве достигает 50 метров. В помещении в кирпичном доме, через стену не более 10-15 метров, но этого более чем достаточно.

Работает он на часто­те в диапазоне 88-100 Мгц. Частоту устанав­ливают при налаживании подстройкой контурной катушки (сжатие — растягивание витков). В дальнейшем при эксплуатации настройка не предусмотрена. Однако, если конденсатор С4 заменить подстроечным, и сделать в корпусе изделия отверстие для доступа отверткой к нему, то микрофон можно будет оперативно настраивать на другую частоту. Например, это может приго­диться если в радиусе действия должны независимо работать два таких или аналогичных микрофона.

Звук принимает микрофон М1, — это обычный динамический микрофон (на подставке и без источника питания). Но вместо него можно использовать практически любой другой микрофон, динамический или электромагнитный. Можно даже вместо микрофона подключить динамик. Можно использовать чувствительный электретный микрофон, для него нужно подать питание. Схема включения такого микрофона на схеме в конце статьи.

Сигнал от микрофона подается на двухкаскадный усилитель-ограничитель на транзис­торах VT1 и VT2. Усилитель усиливает сигнал по напряжению. С коллектора VT2 усиленное напряжение 34 поступает на варикап VD1. Резистор R7 служит для раз­деления ВЧ и НЧ составляющих и уменьшения влияния низкочастотного усилителя на режим работы высокочастотного генератора.

Генератор ВЧ выполнен на транзисторе VT3. Транзистор включен по схеме с общей базой. Напряжение смещения на базе создается резисторами R10 и R11. Конден­сатор С7 «притягивает» базу транзистора по ВЧ к общему проводу. Обратная связь, необ­ходимая зля запуска генератора задается конденсаторами С6 и С5, а так же сопротив­лением резистора R8. Это нужно учесть при налаживании генератора. — если не будет запускаться попробовать подобрать номина­лы этих деталей.

Катушка L1 намотана проводом диаметром 0,8 мм, бескаркасная, для диапазона 88-100МГц она должна содержать 1 + 1+3 витков. Предварительно намотку делают на оправке диаметром 6-7 мм (в качестве оправки можно использовать хвостовик сверла соответству­ющего диаметра).

Антенна представляет собой кусок монтаж­ного провода длиной не менее 0,5 метра. От длины антенны зависит дальность приема. Наибольшая дальность достигается при двухметровой длине антенны. Описание укороченной антенны в следующей статье.

Транзисторы С2347 можно попробовать заменить транзисторами КТ3102, КТ315 или другими аналогичными. Варикап можно заменить практически любым варикапом или даже стабилитроном. Неплохо в качестве варикапов работают стабилитроны серии Д814.

Схема радиомикрофона на одном транзисторе

Данные катушки: L1 содержит 4 витка эмалированного провода, диаметр 0,8, намотанных на оправке 3мм. Питается от двух пальчиковых батареек. Транзистор можно использовать отечественный КТ368.

Схема радиомикрофона на одной микросхеме

Описание изготовления малогабаритных антенн для радиомикрофонов в следующей статье…

Простой стабильный радиомикрофон

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

Сборку необходимо производить выполняя основные правила ВЧ монтажа- выводы элементов максимально укорачивать, исключить большие и толстые дорожки и контакты способные к паразитным емкостям, применить экранировку.

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 Sprint-Layout 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.

Простой радиомикрофон (жучок) своими руками.

Радиомикрофон (жучок) своими руками.

Жучок. (на 100% работоспособный).

Ниже представлен один из вариантов схем радиомикрофона, на 100% рабочая, не содержащая ошибок и опечаток, и при этом она очень легко повторяется.

Схема имеет следующие параметры: при напряжении питания 9 вольт ток потребления составляет порядка 25-30мА, дальность действия в полевых условиях лежит на уровне 350 метров. Устройство обладает хорошей чувствительностью по входу, если в прослушиваемой комнате тишина, то улавливается даже тиканье настенных часов. При испытаниях прием проверялся на обычный китайский дешевый радиоприемник. Схема радиомикрофона представлена на рисунке ниже.

В схеме нет ничего сверх оригинального, схемотехника обычная, имеет небольшие габариты и обладает достаточно высоким КПД.

Как вы уже знаете, внутри электретного микрофона есть полевик, которому необходимо питание, а поступает оно через резистор R1. Конденсатор С2 служит для корректировки низкочастотной составляющей и блокировки ВЧ связи микрофона и антенны. Конденсатором С3 фильтруется переменная составляющая сигнала. Далее сигнал усиливается транзистором VT1. На коллекторе VT1 желательно иметь половину напряжения питания, для этого подберите величину сопротивления резистора R2, стоящего в цепи базы VT1.

Усилитель звуковой частоты с генератором высокой частоты имеют непосредственную связь. Низкочастотный сигнал модуляции через емкость С4 поступает на базу транзистора VT2, на котором собран высокочастотный генератор по схеме трехточки. В не широких пределах изменения емкости конденсатора С7, или заменой самого транзистора VT2 можно добиться устойчивой генерации, хотя при исправном транзисторе менять его нет необходимости.

Далее высокочастотный сигнал выделяется на контуре, который состоит из катушки L1 и конденсатора С6, настроенного на частоту 96 мегагерц. Эту частоту можно изменять в пределах 5-6 МГц путем сдвигания или раздвигания витков, обычно такая настройка выполняется с помощью какого-либо не металлического предмета, например спичкой или зубочисткой.
Далее промодулированый ВЧ сигнал через С9 поступает на ВЧ усилитель (VT3), в цепи коллектора которого находится контур (L2, С10, С11), который служит активной нагрузкой транзистора и настраивается в резонанс с частотой генератора. С конденсаторного делителя (C10, C11) сигнал уходит в антенну. Такой подход позволяет избавиться от необходимости подпаивать антенну к части витков катушки L2. В качестве антенны можно использовать обычный многожильный провод порядка 40см длины. Схема настраивается по достижению минимального тока потребления устройством и на максимальную дальность действия.

Для уменьшения габаритов устройства можно применить SMD компоненты.

Модель с универсальным питанием 3-12v.

Этот вариант радиомикрофона наиболее простой, реализован всего на одном транзисторе, но при этом схемка довольно качественная и имеет легкую повторяемость, даже для массового производства. Схема изображена на рисунке ниже.

Как вы видите, на схеме через троеточие показаны разбросы параметров радиоэлементов. В схеме применен микрофон МКЭ 332/333А-Б, транзистор VT1-КТ6111В можно заменить на КТ3102А-Б или в крайнем случае на КТ315А-Б, но последние имеют большой разброс тока генерации. Если ставить импортный, ставьте 2SC945, не ошибетесь.
Параметры катушки L1: намотайте на оправку диаметром 4 мм 6 витков провода ПЭВО,45-0,7, намотка выполняется вплотную виток к витку.

Частотный диапазон данной схемы лежит в полосе 82-90 Мгц.
Если нужно перестроить диапазон на 92-97 Мгц — растяните витки катушки L1.
Все резисторы, примененные в схеме — МЛТ-0,125 или 0,25.
Конденсаторы (кроме С3) керамические дисковые импортные. С3- керамический 0,22-0,47 Мкф. Или мини электролит 0,47-4,7 Мкф.

Наладка заключается в следующем:

Запитайте схему от источника 9 вольт (типа батарейка “Крона”), при этом ток потребления должен лежать в пределах 8 – 10 . Антенна припаивается к 1,2-1,4 витка от «холодного» конца катушки L1. Длина антенны 1000-1070 мм. (хотя при 500мм тоже нормально), выполнена из многожильного провода диаметром 0,8-1,4 мм. С изоляцией. Дальность в городе составила 120-160 м, если у вас показания меньше, увеличьте связь антенны с контуром путём сдвига точки припайки А1 до 1,5-1,6 витка. Срок службы с «Кроной» импортной =2-3 суток, с СЦ-012= 1 сутки.

Не кварцованный радиомикрофон, обладающий высокой стабильностью частоты при изменении U питания и расстройке антенны, с высоким качеством сигнала и чувствительностью по микрофону, и отсутствием перемодуляции при громких разговорах поблизости от устройства. При питании схемы от 3 вольтовой батарейки позволяют передатчику развить мощность, достаточную для приема сигнала на расстоянии до 300 метров. При питании радиомикрофона от 1,5 вольтовой батарейки идет снижение тока потребления и дальности действия, но передатчик работает стабильно. На рисунке ниже приведена схема этого варианта радиомикрофона.

Все каскады имеют непосредственную связь по постоянному току. Сигнал с электретного микрофона подается через С2, который с резистором R2 образовывает цепь частотной коррекции. На транзисторе VT1 собран модулирующий каскад, который одновременно является стабилизатором рабочей точки для VT2,VT3, что позволяет выровнять резкое изменение мощности при изменении напряжения питания и уменьшить уход частоты. Задающий генератор собран на VT2 по схеме емкостной трехточки. Колебательный контур задающего генератора для улучшения электрических характеристик имеет два резонанса, последовательный L1,C5 и выше по частоте параллельный L1, C5, C4, C6. Возбуждение происходит на частоте параллельного резонанса. Частотная модуляция осуществляется за счет изменения емкости базового перехода транзистора VT2 под воздействием НЧ напряжения. Начальная емкость контура подобрана так (C4 18-30 пф), что максимальные изменения емкости базового перехода не вызывают чрезмерной девиации. Выходной каскад собран на VT3, он работает в режиме класса В и имеет высокий КПД. Ток коллектора зависит в основном от размаха подводимого к базе ВЧ напряжения, которое мало изменяется под воздействием модулирующего сигнала и паразитная амплитудная модуляция практически отсутствует.

Антенна, отрезок провода длиной 25см, подключается к коллектору через удлиняющую катушку L2, подстройкой которой добиваются максимального излучения. Емкость С8 служит для уменьшения влияния посторонних факторов на настройку антенны. Ее можно увеличить до 10 пф для носимого варианта, но эффективность излучения снизится. Такое включение антенны позволяет улучшить фильтрацию высших гармоник. Конденсатор С3 должен быть безиндуктивным, и по монтажу подключен вблизи коллектора VT2. Дроссели намотаны на резисторах МЛТ-0.125 100 ком, проводом ПЭЛ 0.1 и содержат по 40-60 витков. Если потребуется поднять мощность передатчика до 100 мвт, можно увеличить напряжение питания до 9 в, но резисторы дросселей в этом случае нужно уменьшить до 1 ком, а выходной каскад перевести в класс С, путем закорачивания R5. Если нужно уменьшить чуствительность от микрофона, в цепь эммитэра VT1 можно включить резистор 100-300 ом.

Количество витков L1 зависит от выбранного диапазона и составляет 5 витков для 88-108 Мгц и 7 витков для 66-73 Мгц, намотанных проводом ПЭЛ 0.65 на оправке 4.5 мм. L2 выполнена проводом ПЭЛ 0.35 намотанных виток к витку на каркасе диаметром 5 мм с подстроечным ферритовым сердечником. Количество витков зависит от длины антенны. При указанной длине составляет 7 или 10 витков соответственно диапазону.

Радиомикрофон на 108 МГц.

Предлагаемый микрофон может питаться от 2-3 аккумуляторов. Дальность действия — 200. 300 м в условиях прямой видимости. Ток потребления — 20. 25 мА. Его можно уменьшить до 10 мА при питании 1,5В (с уменьшением дальности до 20. 30 м).

Катушки L1 и L2 намотаны на кусочке ферритового кольца диаметром 7 мм и имеют 50. 80 вит. проводом ПЭЛ-0,1. Катушки L3 — L5 бескаркасные. Они наматываются на оправке диаметром 3 мм виток к витку в один слой. L3 — 3+3 вит., L4 — 2 вит., L5 — 6 вит. проводом ПЭЛ-0,45. При питании 1,5В катушка L3 содержит 4+2 вит. При налаживании резистор R8 нужно подобрать по максимуму излучаемой мощности (дальности действия).

Схема радиомикрофона не критична к деталям, легко повторяема, с достаточной мощностью.

Параметры устройства:

Устойчивость и мощность, сильно зависят от расстояния между катушками L1 и L2, расстояние подбирается опытным путем.

Плата двухсторонняя, на нижнею «кинуть» +, будет противовесом.
Радиомикрофон можно собрать на SMD компонентах, размеры платы при этом получаются гораздо меньше. Выходной транзистор в этом случае ставится импортный.

Как настроить:

Настраивать лучше на деревянном столе, уберите металлические предметы и радиоприборы, не производите настройку рядом с компьютером.

Включите радиомикрофон, поднесите волномер к катушке генератора, настройте конденсатором волномера по максиму прибора. Если стрелка не отклоняется, проверьте монтаж и подачу питания, если все нормально — попробуйте заменить транзистор генератора. Если есть значительное отклонение, значит генератор работает. Теперь включите приемник и пройдитесь по всему диапазону, может получиться так, что в нескольких точках есть подавление, тогда удалите приемник более 3 метров и пройдитесь по диапазону еще раз. Так можно найти истинное излучение, а не гармонику. Очень хорошо это делать приемником, у которого есть индикатор точной настройки на светодиоде. Выключите питание, подавление исчезнет, появятся эфирные шумы. Если будет слышна радиостанция, сдвиньте настройку, а то потом при работе радиомикрофона она будет мешаться, ведь мощности у нее больше!

Перестройку генератора можно осуществить изменением емкости контура или изменять расстояние между витками катушки контура. Емкость крутить диэлектрической отверткой, можно сделать ее из эбонита, оргстекла, или твердой породы древесины.

Очень важно подобрать транзистор генератора, верхняя граница частоты транзистора должна быть в два раза больше рабочей частоты. Он должен быть стабилен в работе, иногда приходится подбирать из нескольких штук.
Если радиомикрофон используется с усилителем мощности, все проделать также, сначала генератор, потом усилитель мощности.

Теперь поднесите волномер к антенне радиомикрофона, она должна быть больше чем указанно, и от конца медленно проводите к началу. Заметьте в каком месте антенны самое сильное отклонение стрелки, тут и нужно антенну обрезать.
Между генератором и усилителем мощности можно поставить экран (припаять полоску жести) и заземлить ее.
Антенну можно изготовить из тонкого коаксиального кабеля, используя оплетку кабеля. Можно монтажный провод намотать на спицу, получиться спиральная антенна, в этом случае антенна будет короткой и очень эффективной. А можно на плате припаять дугу (смотри рисунок ниже), тоже нормально, и антенну видно не будет.

КПД повысится, если катушки контуров намотать посеребренным проводом. При пайке ножки транзисторов делайте по возможности короче. Для платы лучше выбрать двусторонний стеклотекстолит, к нижнему слою фольги подведите “плюс” питания, это послужит противовесом (экраном), а на верхнем слое фольги сделайте навесной монтаж. Травить плату не обязательно, достаточно прорезать дорожки, например резаком, сделанным из полотна ножовки по металлу.

В заключении испытайте устройство на дальность действия, если окажется маленьким, повторите регулировки еще раз.
После окончательной настройки, катушки контуров залить воском и смонтировать в корпус.
Питание радиомикрофона должно быть не меньше 6 вольт, чем больше питание, тем больше мощность. Если не критичны габариты – однозначно выиграете в дальности действия.

Значительно увеличится дальность, если выход подключить к антене «SHELL»
(Основа антенны «SHELL» изоляция от коаксиального кабеля, центральная жила вынута. )