本文向各位介紹的一部袖珍發射機,十分適合初學者,電路簡單易制,造價低廉,輸出功率不超過5-8mW,發射范圍在房屋區可至100米左右,用一部普通的FM收音機接收,顯示其靈敏度和清晰度俱佳,電路設計中最富挑戰性的部份就是只需用3V電源和半波天線便有如此的發射能力。另外,由于電路需要的零件十分之少,故可將之安放在一個火柴盒(比國內-般火柴盒大一些)里,作為竊聽器,可謂神不知、鬼不覺,不過,并非限于這方面用途上,可將之安置在嬰孩房、閘門或走廊通道,監視實際情況,此外亦可當作為夜間保安裝置。?
電路之電流損耗少于5mA,用兩枚干電池可連續工作80至100小時之間。
電路在正常工作下非常穩定,頻率漂移極小,測試:工作8小時之后,仍不需再校接收機。唯一影響輸出頻率是電池的狀況,當電池老化時,頻率有輕微改變。
借這個制作,學習有關FM發送,可了解其優越的地方,特別它產生無噪聲的極高質訊號,即使利用低功率發送,也很容易取得良好的范圍。
電路工作原理
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從圖中電路可見分兩級,一級音頻放大器和一級RF振蕩器。
駐極體話筒內實際藏有一枚FET,如您喜歡的話,可視之為一級,FET將話筒前振膜之電容變化放大,這就是駐極休話筒很靈敏的原因。
音頻放大級乃由其射極晶休管Q1擔任,增益約20至50,將放大的訊號送往振蕩級之基極。
振蕩級Q2工作于約88MHz之頻率,這頻率由振蕩線圈(共5圈)和47pF電容器調整的,該頻率也決定于晶體管、18pF回輸電容器及還有少數偏壓元件,例如470Ω射極電阻和22K基極電阻。
電源接通時,1nF基極電容器通過22K電阻逐漸充電,而18pF則經振蕩線圈的470Ω電阻充電,但更加之快,47pF電容也充電(其兩端雖僅得小的電壓),線圈產生磁場。
基極電壓漸漸上升時,晶體管導通,并有效地將內阻并接在18pF兩側。當1nF電容充電至該極的工作電壓時,就會發生好幾個雜亂的周波,故此,我們假定討論在靠近工作電壓之時。
基極電壓繼續上升,18nF電容試圖阻止射極電壓的移動,到電容器內的能量耗盡及再不阻止射級移動之時,基——射極電壓降低,晶體管截止,流人線圈的電流也停止,磁場衰潰。
磁場衰潰,產生一個相反方向的電壓,集極電壓反過來從原本的2.9V上升至超過3V,并以相反方向47pF電容充電,這電壓也影響到對18pF電容充電,及470Ω射極電阻上的電壓降使到晶休管進入更深的截止。
18pF電容充電時,射電壓下跌,并跌到某一晶體管開始導通,電流流入線圈,與衰潰磁場對抗。
線圈上之電壓反轉,形成集極電壓下降,這個變化通過18pF電容傳送到射極上,結果晶休管進入更深的導通,把18pF電容短路,周期再開始重復。
故此,Q2在此形成一個振蕩,產生88MHz的交流信號。放大后之音頻訊號經0.1uF電容潰入到!Q2之基極,改變振蕩頻率,產生所需的FM訊號。
制 作 過 程
裝制之前,最好將預先準備好的印板和兩枚電池放人空的火梨盒里,看看到底有多少空間可用。
空位雖有限,但仍需留下小小的位置給單獨一排的火柴,可用膠水將這些火柴貼在卡紙上,目的遮蓋電路,使人覺得它不過是一盒火柴,不會察覺到是一個竊聽器。
現在將所有零件放在工作桌上,逐個零件分清楚其數值,然后分類按次序排列好,這佯做很有條理,避免焊錯零件。錫線方面最好采用特細0.6lmm的樹脂(松香)錫線,因其身細,焊接起來很快并易上錫,
用15至2Ow小型電烙鐵已足夠,使用前用海綿將烙鐵咀抹干凈,唯一須自制的是線圈,需用一段22號BS(Ф0.5mm)或24號BS(Фm.71mm)的漆包銅線或者包錫銅線。
在3mm直徑的線圈架上繞5圈,如在中型螺絲起子上繞亦可,然后將圈與圈之間分隔開的5.5mm左右。
到最后調整頻率的時候,就要藉著將線圈前后壓縮或者拉長,改變輸出頻率。如您的線圈用漆包線做的話,須把線的兩頭上的漆皮剝掉,然后上一點錫。
現在可依照圖(3)指示的零件安放位置焊接底板,先從電阻開始、跟著電容、晶體管、線圈和話簡,電阻直立于底板上,但保持高度至最少限度。晶休管之管腳應盡插入底板,以至管的高度沒有突出。
兩枚電池利用開關焊接一起,再用用線把電地兩極接至底板上。最后用一條10cm長的銅線接在底板的"A"點上,作為天線,整個制造過程就算完畢
為 什 么 ?
您是否奇怪電路為何不工作?裝機后有多少次發覺電路不能正常工作?
請不要責備自己,或者又對那本教您的雜志破口大罵,許多時候是由于所謂"誤差"導致的。
制造廠制造出來的所有零件都有其數值,但這個數值只是落在"差額"之內,而非印在其上的"正常"值。這個差額度稱為誤差,假若誤差說是5%。這表示該零件之實際數值會在其標示值下的5%與以上的5%之間的任何一處。
誤差常應用在電阻、電容、晶體管及其他元件如話筒、線圈及集成電路。
然而,還有另一因素,稱之為界限,每個元件在電路中,對該場合都有一個容許值范圍,只要該值依舊在該范圍之內,又或者在這些界限之內,電路就適當的工作,選擇每一元件的時候,-般是在這范圍的中間。
大多數電路并非嚴格限制,如從指定元件中選擇另一個較高或較低值,一般都工作得不錯,假若不成,電路不是很嚴格限制就是所選之數值很不適當。
當您通過雜志向外發表一個線路時,就會有各種不同階層的人士試制,從各方面來源取得需用的零件。有時他們采用指定之數值,有時他們選擇次一個數值。還有,有些零件有1-5%誤差,而其他高至標示值的60%,當這些參數差額和界限在任意方式混合之下,您碰到電路不工作是極平常的。
就以話筒為例,在3V電源下,有些話簡只需用100K負載電阻(R1)就有極良好的靈敏度,其他的可能需用4.7K能取得僅可接受的靈敏度,從外型您不能說出兩者的差別,它們看似一樣,但在電氣特性上就相差得甚遠。
同樣亦可應用在晶體管身上,規格表上也許說明兩管特性近于相同,可是,當它們接:電路時,一個工作稱意,而另一個工作失靈。
請不要擔心因看到以上的一段話而恐怕失敗,只要慎重考慮電路對元件要求,一步步去做,是完全可以成功的。
電 路 調 校
所有零件都焊接完畢后,最好先用肉眼檢視一切焊接點,是否有假焊,或者焊料用得太多而造成與臨近短路,徹底查清楚后,才可進行校準和測試性能,測試步驟是加一條短的天線(5至10cm長)于底板的A點上調諧-部FM收音機于整個波段上,尋找該訊號。
最好令發射機與收音機保持一定距離,以防止檢拾到任何諧波或者側波。
如收音機未能檢到載波,表示頻率可能太低,將振蕩線圈稍為拉長,及再次嘗試。如果采用包錫銅線繞制線圈,注意圖與圈之間不應彼此碰到。如采用漆皮銅線,則須要知道圈的連通性,可用萬用表之低阻擋去量度它,或者量度電路電流,應約2.5-3.5mA。
一旦檢到載波,將竊聽器擺放在一部時鐘的側近,檢查電路之靈敏度,收音機應發出清楚而強大的"滴嗒"聲,電路應比您的耳朵更為靈敏。
話筒之負載電阻(R1)決定靈敏度,可將之減至10K或者加至47K,視所需求
的靈敏度而定。
要確定發射之頻率完全遠離開您本地任何FM廣播電臺,因為電臺發出之訊號強大,當您測試距離時,會遮蓋竊聽器。
將線圈壓縮,頻率便降低;將之拉長,頻率便增加,這樣免用到微調電容,節省本機的造價,不過,如您喜歡亦可用微調電容。
順道一提,C4最好用一枚39pF陶瓷電容,將另一個10pF或22pF微調電容并于共上,這樣可更仔細調整電路。用線圈調整很容易偏離FM波段。
理論上,用電感器也應調節至維持調諧電路的L/C比,但我們需要的范圍很小,故并沒有限制。
利用一部具有調節指示表的FM接收機可以決定本機的輸出功率有多少,其正需要是作出比較,指示表上指示四個單位度數,表示十分良好的輸出,在測試本機時用10cm長的天線作水平式擺放,離調諧器度到10米。以四個單位度數為準,即知道用一條半波天線。(170cm長),本機能發射遠至約300米。
在FM接收機上不能接收到竊聽器發出來之載波,首先應假定頻率低于正常88-108MHzFM波段,這是最有可能的原因。
若不工作怎么辦?
測量電路之電流,若有2.5-3.5mA,表示電路是正在工作,稍為將線圈拉長,并掃描整個波段,當接觸底板上任何元件時,只能用一支非金屬的螺絲起子,并且離開電池,因為您手上皮膚引起的電容效應會導致電路明顯地失調,并且可能完全停止輸出。還有,維持3V電源也很重要,并要將電池貼近底板。
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整個布線必須如圖(2)那樣,維持同樣的電路分布電容,電路一旦工作,才可改變其排列,但在起初測試步驟中,每個元件均必須照圖中那樣安放。
振蕩器工作于約88MHz,除非您擁有一部100MHz示波器,否則難以看到其波形,或者天線直接接在頻率計的75Ω輸入。
若然沒有上述的測試儀器,需用萬用表作直流電壓測量,看振蕩管Q2是否有正確的值壓。
測量基極電壓和射極電壓,一部普通的萬用表由于其對電路作用,會指示此兩點都是2V左右,只有高阻抗的電表,如FET電壓表,才指示射極有2V及基極有2.5V。(推薦使用數字表)
若此兩測試點均有電壓存在,對假定晶體管正常工作,但有可能發射錯誤頻率。
18pF回輸電容在與BC547晶體管配合,如打算用另一編號,可將電容值減至10pF或5.6pF。先改換此電容器,然后是晶體管。
其他簡單的事情如底板上銅箔短路斷裂、焊接點差劣,又或者采用沒有編號之零件等等,這都常常成為一個可能性,特別是那些零件上所印的編號或數值模糊不清,若對之有懷疑,應立該更換。
若只收到載波但沒有純音汛號,則故障在音頻級或者話筒上。所謂有載波沒有純音是在調諧收音機至一處,收到的是寂靜一片,沒有沙沙聲,但也聽不到發射機發出的純音訊號。
這兩部份可用示波器檢查,測試是否有音膝訊號送往振蕩級。
沒有示波器,在測試方面就受到一定困難,即使話筒上有0.7V與1.5V之間的電壓,這也不表示話筒的靈敏度或者完全工作。
音頻放大管集極上有1.4V電壓,表示晶體管導通,如低于0.8V,晶體管飽和,或者在某方面可能損壞,也可能表示晶體管有十分高之增益,并不適合。
如電壓超過2.5V,該級不足以導電檢查晶體管和偏壓電阻,需要時將之更換。示波器也顯示話筒的靈敏度,加大或者減少負荷電阻,即可改變FET的增益,靈敏度極高之零件,負荷電阻不宜低于10K,有時可能需要高至47K或以上。
任何類別的話筒,如想提升其靈敏度,可加大負荷電阻之阻值,至于決定最終之數值就要看話筒的品質而定。
以上都是用簡單測試儀器所能做到的檢查,如仍未能找出故障所在,就需要重新再來過。
放入偽裝盒
底板與電池同安放入火柴盒內,若底板可打側放在一邊,所占的空間最小。用一排火柴遮蓋電路,可以將火柴粘在一塊薄卡紙上,天線從火柴盒的一端引出來。
在另一端開一個小孔,讓聲音進到話筒,但并非一定要這樣做,因為就算合上盒子,聲音好像也能穿透似的。只要一條短短的天線,大約10cm左右,就可以有30公尺的發射范圍,足夠房間的通訊,甚至更大的房屋也能應付。無限電子網站長已做樣品,頻率很穩定,這與振蕩發射管的截止頻率有關,fT愈高愈好,最好能用SC3356這類的管子,但做竊聽器也有另一個問題,要想有較長的發射時間,就必須要有足夠能量的電池,電池體積一大,竊聽器也就小不了。這款竊聽器是在調頻范圍內的,天線的長度影響著發射距離。
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