INTRO
Il diodo Varicap (a volte chiamato Varactor) è un diodo a giunzione n-p con particolare profilo di drogaggio che gli permette di avere una discreta variazione di capacità della giunzione al variare della tensione di polarizzazione inversa. Viene quindi utilizzato come condensatore controllato in tensione, non come diodo.
In realtà tutti i diodi hanno una cerca caratteristica tensione inversa – capacità di giunzione, ma in questo tipo di diodi il drogaggio della zona N e P viene fatto in modo da accentuare questa caratteristica.
Il suo simbolo è:
Quindi vi sarà un anodo e un catodo, visto che lavora in polarizzazione inversa bisogna avere una tensione maggiore sul catodo rispetto all’anodo.
In polarizzazione inversa nella giunzione n-p vi sarà una regione di svuotamento, ovvero una zona in cui i portatori liberi di cariche si ricombinano e scompaiono, restano solo cariche fisse ai lati della giunzione, come nel caso delle armature di un condensatore, mentre la zona svuotata agisce come dielettrico del condensatore.
Maggiore è lo spessore del dielettrico e minore sarà la capacità, quindi se la tensione di polarizzazione inversa è grande avrò una grande regione di svuotamento e quindi una piccola capacità, se invece la tensione inversa è piccola, la regione di svuotamento è piccola, il che equivale ad avere un dielettrico molto sottile e quindi il valore di capacità sarà maggiore rispetto il caso precedente.
In questo schema il diodo varicap viene utilizzato per andare a variare di poco la capacità di un risuonatore LC in modo tale da creare una variazione di frequenza nell’oscillatore in base alla tensione del segnale audio. Così facendo si realizza una modulazione di frequenza
SCHEMA
Lo schema è il seguente:
La tensione di alimentazione va da un minimo di 9V a un massimo di 12V con un assorbimento di circa 100mA. Con i 12V sarà possibile ottenere la piena potenza di 1W, mentre con i 9V di alimentazione sarà un pò minore.
Il segnale audio viene generato grazie ad un microfono passivo polarizzato dalla resistenza R9. Il microfono passivo potrebbe avere una polarità, quindi attenzione a come lo si collega. Il segnale audio generato dal microfono viene filtrato dalla componente continua grazie a C10 e viene amplificato di un valore pari a 5 o 50 volte dall’amplificatore formato da R8, R6, R7 e U1. R7 è una resistenza variabile quindi può regolare l’amplificazione del amplificatore e quindi il volume del segnale audio. C9 è una capacità di filtro usata per eliminare componenti di segnale ad alta frequenza.
L’oscillatore a radio frequenza è composto dal transistor Q1 e dagli elementi passivi di contorno, come R1, C1, R2 e C2 per creare la polarizzazione della base, R3 per creare una resistenza di feedback stile stadio emettitore comune degenere, C4 come resistenza di retroazione positiva per il segnale a radiofrequenza e L1-C1 come risuonatore LC parallelo.
C3 è un compensatore variabile con valore massimo di 10pF in modo tale da decidere in che range di frequenza trasmettere tra gli 88MHz e i 108MHz.
La bobina L1 è fatta con filo di diametro 1mm e la bobina ha un diametro interno di 5mm con una lunghezza di 1Cm, in modo tale da avere una induttanza di circa 0.1uH. Per realizzarla basta prendere del filo smaltato con diametro da 1mm e avvolgerlo fino a realizzare 6 spire su una punta di trapano con diametro di 5mm. Una volta avvolto sfilare la bobina dalla punta di trapano, stagnare i terminali e allungarla fino a che i terminali non siano a 1Cm uno dall’altro.
Il segnale a radiofrequenza presente sul collettore del transistor Q1 viene prelevato dal filtro passa banda composto da L2, C6 e C7.
Questo filtro ha un guadagno di 6.5dB nel centro della banda FM ovvero 98MHz e permette un adattamento dell’impedenza tra stadio oscillatore e antenna andando inoltre ad amplificare il segnale. Anche se non si trasmette a 98MHz il filtro introduce un guadagno intorno i 6dB. L’antenna è anch’essa calcolata per il centro banda ed è uno spezzone di filo di lunghezza 76cm, ovvero un quarto della lunghezza d’onda a 98MHz.
Lo schema realizzato su breadboard è il seguente:
DOWNLOAD
Potete scaricare la simulazione del circuito con MULTISIM14 e LTspice al seguente LINK!!!
