A CHE PUO’ SERVIRE UN RADIOMICROFONO
Ammettiamo di essere in possesso di una emittente piccolissima,alimentata da una sorgente autonoma di energia,fornita di una buona portata e di una buona autonomia di esercizio,con un’ottima sensibilità e che possa essere captata da un qualunque apparecchio transistorizzato o no,purchè fornito della gamma FM. Non richiedendo una tale emittente alcun collegamento tra microfono e ricevitore,potremo impiegarla per gli usi più svariati,di cui voglio fornirvene un esempio.
1) Si potrebbe utilizzarlo come apparecchio antifurto per poter tenere sotto controllo,a distanza,il negozio,o l’ufficio ed essere avvertiti tempestivamente se qualcuno fraudolentemente volesse introdursi in esso.
2) Oppure come dispositivo di controllo,per sorvegliare dalla cucina o dalla sala da pranzo il pupo che dorme senza dover abbandonare le consuete occupazioni .
3) Inoltre per ascoltare le varie indiscrezioni in nostra assenza e in questi casi sarà sufficiente nascondere l’apparecchio in un cassetto e noi,al riparo da occhi indiscreti,saremo in grado di ascoltare tutto quanto avviene nella stanza sotto controllo.
4) Un altro impiego,possedendone due esemplari,potrebbe essere quello di saper mantenere il contatto fra due auto (è naturalmente necessario che esse siano provviste di autoradio dotate della gamma FM) distanti l’una dall’altra mezzo chilometro o più,anche viaggiando a 100 Km od oltre,proprio come fossero dotate di telefono.
Questo sistema risulterebbe molto comodo per far comprendere a chi ci precede o a chi ci segue,la nostra intenzione di fermarci o di svoltare,senza dover fare incomprensibili segnalazioni con il clacson o con le mani.
5) Coloro che si dilettano di caccia o di pesca troveranno il Radiomicrofono utilissimo per comunicare coi compagni di battuta senza dover abbandonare la posta ed eventualmente spaventare la preda.
6) Potete anche controllare la fedeltà di vostra moglie in macchina o in casa.
ecc.
Questo microfono presenta le seguenti caratteristiche:
Portata: 1 Km,effettivo
Potenza circa 50 mW
Dimensioni (escluse le pile) 25×50 mm.
Frequenza di lavoro : 80-120 MHz
Modulazione: F.M. con diodo VARICAP
Tre transistors NPN al silicio
Microfono piezoelettrico
Ho indicato come portata effettiva 1 Km,ma non è che questo dato sia matematicamente assoluto,essa può variare in modo considerevole a seconda delle condizioni ambientali.
La distanza massima può anche arrivare, in condizioni ideali, a 3 Km,come pure in altre condizioni può non superare i 500 metri.
Si hanno le massime portate quando tra posto trasmittente e quello ricevente,non vi sono ingombri di notevoli proporzioni,capaci di riflettere le onde elettromagnetiche,quali ad esempio,silos metallici,palazzi di cemento armato ecc.
Se il radiomicrofono viene installato al piano terra di un palazzo avrà una portata diversa rispetto al sesto piano.
Al mare da una barca si può anche arrivare sui 4 Km.
PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO
Ho accennato prima al fatto che il microfono funziona in F.M.,occorre quindi innanzitutto sapere cosa significa Modulazione di ampiezza e Modulazione di frequenza.
Supponiamo di sintonizzare su un ricevitore una stazione sulla frequenza di 90 Mhz,(figure predenti), se questa stazione fosse a modulazione di ampiezza,noi avremo un segnale di A.F. che varierebbe in altezza ( si dice appunto in ampiezza),cioè con più o meno intensità e si manterrebbe sempre fissa la frequenza a 90 MHz.
Se invece tale stazione fosse a modulazione di frequenza,si noterebbe che l’ampiezza rimane invariata mentre varierebbe la frequenza di emissione che da 90 MHz andrebbe per esempio da 89 a 91 MHz.
La fedeltà di riproduzione della F.M. non è paragonabile a quella in A.M.,la F.M. riesce ad irradiare tutte le frequenze acustiche da 20 a 30.000 hertz,mentre la modulazione d’ampiezza è limitata da 100 a 5.000 hertz.
In F.M.,inoltre,sono praticamente eliminate scariche atmosferiche,disturbi,interferenze,col vantaggio di una ricezione pressochè perfetta per chiarezza e fedeltà.
COME SI PUO’ MODULARE IN FREQUENZA UN PICCOLO TRASMETTITORE
1) Un primo sistema potrebbe essere quello di modulare in ampiezza un oscillatore di A.F. autoscillante; non è però che tale sistema venga comunemente utilizzato per radiomicrofoni in F.M. e non è certo il più idoneo perchè si ottengono risultati mediocri,sia in fedeltà,sia in sensibilità.
In figura 4 vediamo appunto uno schema che impiega tale procedimento. Un amplificatore di bassa frequenza amplifica il segnale captato dal microfono e lo invia,tramite un condensatore di grande capacità,all’oscillatore.
Il trasmettitore è così essenzialmente modulato in AMPIEZZA,ma dato che l’oscillatore non è pilotato a quarzo,le variazioni di B.F. producono degli slittamenti di frequenza che possono essere rivelati da un ricevitore in F.M.
Come già precisato,i risultati lasciano parecchio a desiderare in quanto in pratica il segnale emesso risulta per il 90% in A.M. e solo il rimanente 10% in F.M.
Questi tipi di trasmettitori sono completamente da scartare come veri radiomicrofoni a livello professionale e possono servire tuttalpiù come giocattolo.
2) Per ottenere una vera modulazione di frequenza è necessario che qualsiasi variazione di un segnale di B.F. non venga mai impiegata per modulare in A.M. un oscillatore,ma sfruttata esclusivamente per far variare la sola frequenza.
Per ottenere queste condizioni occorre impiegare degli speciali diodi ,chiamati VARICAP,che si potrebbero paragonare a veri e propri condensatori con la sola differenza che hanno la proprietà di modificare la loro capacità interna a seconda della tensione applicata ai loro capi.
Tanto per fare un esempio esplicativo,se mettiamo in parallelo ad un diodo Varicap una tensione di 1 volt: esso assume ad esempio una capacità di 40 pF (dato teorico).
Se aumentiamo la tensione e la portiamo a 5 volt,la sua capacità diminuisce a 36 pF e continuerà a diminuire fino a 30 pF,se portiamo il potenziale applicato fino a 10 volt.
Questo diodo si comporta quindi,come un condensatore variabile che teoricamente muova le sue lamelle aumentando o diminuendo la capacità sotto gli impulsi a bassa frequenza della tensione applicata ai suoi capi.
Se il Varicap si trova applicato alla bobina dell’oscillatore A.F.,il segnale di B.F. provocherà con le sue variazioni una vera e perfetta modulazione di frequenza,senza che in essa vi sia presente la benchè minima parte di modulazione di ampiezza.
In figura 5,potete trovare uno schema che illustra il principio oscillatore A.F. modulato in F.M. con tale sistema.
Il segnale di B.F.,prelevato da un qualsiasi amplificatore di bassa frequenza,viene inviato tramite JAF1 (impedenza di A.F.),al diodo Varicap (DV1),che sotto gli impulsi sinusoidali del segnale varia la sua capacità interna.
In serie al diodo e quindi in parallelo alla bobina di sintonia L1 dell’oscillatore ,vi è un normale condensatore C1 di piccolissima capacità (1,5-2-3 pF),per impedire che un qualsiasi segnale di B.F. giunga ad influenzare l’oscillatore in A.F. e per limitare la larghezza della modulazione F.M.
IL CIRCUITO ELETTRICO DEL PRIMO MODELLO
Il complesso della fig.6 impiega 3 transistors al silicio di tipo NPN,due BC107 ed un BSX26.
Due di questi servono nella sezione di B.F. ad amplificare il segnale captato dal microfono piezoelettrico ed il terzo viene impiegato per produrre un segnale di A.F.
L’oscillazione di Tr3 viene causata da una reazione positiva stabilita,tra collettore ed emettitore,da un condensatore da 5 pF.
La frequenza di oscillazione è determinata dal valore dei componenti il gruppo L1,C8,C7,DV1.
Il diodo DV1,come si può notare,col condensatore C7 in serie e tramite un’impedenza di A.F.,è collegato allo stadio finale di bassa frequenza.
Le variazioni determinate dal segnale,come precedentemente accennato,determinano quei mutamenti di capacità del Varicap che permettono al circuito oscillante di modificare la propria frequenza di emissione seguendo fedelmente le vibrazioni trasmesse dal microfono.
Il segnale fornito dall’oscillatore viene poi trasferito attraverso il condensatore C9 all’antenna ed irradiato nello spazio.
Come alimentazione si è scelta la tensione di 9V,onde poter usare le comuni pile per transistor.
Il microfono dovrà essere di tipo esclusivamente piezoelettrico per ottenere una elevata fedeltà di riproduzione.
REALIZZAZIONE PRATICA
Il montaggio è estremamente semplice,anche una persona con poca esperienza,sarà in grado in un tempo molto breve di terminare la propria fatica con sicurezza totale di funzionamento.
Nella fig.7,è visibile il circuito stampato mentre in fig.8 sono indicati in modo molto chiaro la disposizione degli elementi ,seguendo fedelmente tale disegno,non potete sbagliare.
La bobina di sintonia L1,che dovrete avvolgere consta di 5 spire di rame da 0,8 mm.,avvolte in aria con diametro di mm 6 e stirata fino ad una lunghezza di 11 mm.
Le JAF1 e JAF2,sono impedenze di A.F. adatte per le VHF e le FM che otterremo avvolgendo con filo smaltato di 0,20 mm, 15-20 spire attorno ad un nucleo ferro magnetico filettato da 3 mm.
Nel fissare i condensatori elettrolitici e i transistor raccomandiamo di rispettare scrupolosamente le polarità e la disposizione dei terminali.
Per ridurre le dimensioni del radiomicrofono ed ottenere un apparecchio di minimo ingombro ed una certa eleganza abbiamo montato quasi tutti i pezzi verticalmente.
Il microcompensatore C8 montato in prossimità della bobina L1 è indispensabile per modificare la frequenza di emissione da 80 a 120 MHz.,in modo da avere la possibilità di sintonizzarsi su di una porzione di gamma non disturbata da stazioni di radio diffusione che,avendo ovviamente una potenza ben superiore a quella del nostro radiomicrofono,ne impedirebbero l’uso.
Controllate con un ohmetro i terminali per conoscere qual’è quello di massa cioè quello collegato alla carcassa metallica del microfono che dovremo collegare alla calza metallica,collegata a sua volta alla massa del circuito stampato.
Il trasmettitore senza antenna ha una portata di 30-50 metri,quindi se desiderate raggiungere e superare il chilometro,sarà indispensabile applicarne una.
Si può anche usare semplicemente uno spezzone di filo di rame isolato in plastica della lunghezza di 70 cm.
TARATURA DEL RADIOMICROFONO
Terminato il montaggio sarà necessario procedere ad una taratura di sintonia in modo che la nostra frequenza non si trovi in prossimità o addirittura proprio sopra una stazione RAI.
Questa operazione non presenta alcuna difficoltà,e la si esegue in pochi secondi. Prendete il vostro ricevitore predisposto sulla gamma delle F.M.e sintonizzatelo su di una lunghezza d’onda libera da qualsiasi altra trasmissione.
Appoggiate il vostro radiomicrofono su di un tavolo ad una distanza di circa 5m dal ricevitore,non tenetelo in mano per non influenzare la bobina di sintonia e ciò anche durante la taratura,e con un piccolo cacciavite di plastica,perchè il metallo di un normale cacciavite potrebbe variare la capacità del condensatore,agite sul compensatore C8.
Quando sentirete nel ricevitore un forte fischio potete essere certi di esservi sintonizzati sulla frequenza predisposta del ricevitore.
A questo punto si procede al primo esperimento : col radiomicrofono in una stanza e qualcuno incaricato di parlare ad una distanza di circa mezzo metro da esso e voi in um’altra col ricevitore controllate se la ricezione è perfetta,sintonizzando eventualmente in maniera più precisa la frequenza di emissione .
Andate pure all’aperto ed esplorate la sintonia del ricevitore,potreste sentire 2 segnali sulla scala del ricevitore di cui uno più forte che è la frequenza fondamentale,l’altro più debole,che dovrete trascurare perchè dovuto ad una armonica.
