Generador de onda portadora de FM

Estoy tratando de entender cómo funciona el siguiente esquema de radio FM.

Específicamente, quiero saber cómo se genera la onda portadora. Entiendo el concepto de un tanque LC y creo que lo veo allí arriba a la derecha, pero lo que no entiendo es cómo comienza la oscilación / resonancia. Todos los ejemplos que estoy viendo en línea muestran el uso de un generador de frecuencia para hacer que un tanque LC "funcione". Obviamente no hay un generador de frecuencia conectado a este pequeño circuito (simple).

Le pregunté a un amigo y él me dijo que sospechaba que los transistores estaban involucrados, lo cual tiene sentido, pero espero que alguien pueda explicarme eso con más detalle o si está demasiado involucrado para responder aquí, señalarme algunos recursos (libros, sitios web, videos, etc.) para que me mueva en la dirección correcta.

¡Gracias!

Actualización
Muchas gracias por toda la gran información. Después de aprender que este es un oscilador Colpitts, pude encontrar los siguientes recursos que brindan aún más detalles. Estoy publicando aquí para mi referencia futura y para aquellos que puedan encontrar esta pregunta útil:
Wikipedia
Aprenda sobre electrónica
Video de YouTube
Un ejemplo basado en una placa de
prueba Falstad Circuit Simulator
Aprenda sobre electrónica

Q2 y el circuito a su alrededor forman un oscilador Colpitts . Esto hace uso del hecho de que un transistor en la configuración básica común puede tener ganancia de voltaje del emisor al colector. Considere este simple circuito:

Cuando IN está polarizado para que OUT esté cerca de la mitad de su rango, los pequeños cambios de voltaje en IN causan grandes cambios de voltaje en OUT. La ganancia es en parte proporcional a R1. Cuanto mayor sea R1, mayor será el cambio de voltaje resultante de un pequeño cambio de corriente. Tenga en cuenta también que se preserva la polaridad. Cuando IN baja un poco, OUT baja mucho.

Un oscilador Colpitts explota esta ganancia mayor que la unidad de un amplificador base común. En lugar de que la carga sea R1, se utiliza un circuito de tanque resonante paralelo. Un tanque resonante paralelo tiene baja impedancia, excepto en el punto resonante, en el que tiene una impedancia infinita en teoría. Dado que la ganancia del amplificador depende de la impedancia vinculada al colector, tendrá mucha ganancia en la frecuencia de resonancia, pero esa ganancia caerá rápidamente por debajo de 1 fuera de una banda estrecha alrededor de esa frecuencia.

Hasta ahora, eso explica Q2, C4 y L1. C5 alimenta un poco de la tensión de salida del amplificador base común de OUT a IN. Como la ganancia en el punto resonante es mayor que uno, esto hace que el sistema oscile. Parte del cambio en OUT aparece en IN, que luego se amplifica para hacer un cambio mayor en OUT, que se retroalimenta a IN, etc.

Ahora puedo oírte pensar, pero la base de Q2 no está vinculada a un voltaje fijo como en el ejemplo anterior . Lo que mostré arriba funciona en DC, y usé DC para explicarlo porque es más fácil de entender. En su circuito, debe pensar en lo que sucede en CA, particularmente en la frecuencia oscilante. A esa frecuencia, C3 es un corto. Dado que está vinculado a un voltaje fijo, la base de Q2 se mantiene esencialmente a un voltaje fijo desde el punto de vista de la frecuencia oscilante . Tenga en cuenta que a 100 MHz (en el medio de la banda comercial de FM), la impedancia de C2 es de solo 160 mΩ, que es la impedancia con la que la base de Q2 se mantiene constante.

R6 y R7 para una red cruda de polarización DC para mantener Q2 lo suficientemente cerca del medio de su rango operativo para que todo lo anterior sea válido. No es particularmente inteligente o robusto, pero probablemente funcionará con la elección correcta de Q2. Tenga en cuenta que las impedancias de R6 y R7 son órdenes de magnitud superiores a la impedancia de C3 en la frecuencia oscilante. No importan las oscilaciones en absoluto.

El resto del circuito es simplemente un amplificador ordinario y no particularmente inteligente o robusto para la señal del micrófono. R1 sesga el (presumiblemente) micrófono electret. C1 acopla la señal del micrófono al amplificador Q1 mientras bloquea la CC. Eso permite que los puntos de polarización de CC del micrófono y Q1 sean independientes y no interfieran entre sí. Dado que incluso el audio de alta fidelidad solo baja a 20 Hz, podemos hacer lo que queramos con el punto DC. R2, R3 y R5 forman una red de polarización cruda, trabajando contra la carga de R4. El resultado es que la señal del micrófono se amplifica, y el resultado aparece en el colector de Q1.

C2 luego acopla esta señal de audio al oscilador. Dado que las frecuencias de audio son mucho más bajas que la frecuencia oscilante, la señal de audio que pasa a través de C2 perturba efectivamente un poco el punto de polarización de Q2. Esto cambia ligeramente la impedancia de conducción vista por el tanque, lo que cambia ligeramente la frecuencia de resonancia a la que funciona el oscilador.

En ese esquema, Q1 es un amplificador de audio de clase A con una ganancia de aproximadamente 50-100. Se utiliza para conducir la etapa del oscilador: nunca he sido muy bueno para reconocer los tipos de oscilador [resulta que Q2 es un oscilador Colpitts] con C4 / L1 @ ~ 110 MHz. Si mi memoria me sirve bien, C5 aumenta el efecto miller para llevar a Q2 a un estado inestable y auto oscilante.

EDITAR : Vea la respuesta de Kevin White sobre cómo funciona la modulación en este circuito.

Q2 está configurado como lo que se conoce como un oscilador Colpitts. C5 alimenta la señal del colector al emisor. Un componente importante en el oscilador de un Colpitt es un segundo condensador que no existe como componente físico y es la capacitancia del emisor a la base de Q2.

Como mencionas, el tanque LC forma un circuito resonante a la frecuencia de transmisión.

Sin embargo, para que un oscilador necesite algo más que un circuito resonante, necesita un amplificador para compensar las pérdidas debidas a la resistencia del inductor y al hecho de que parte de la potencia se irradia.

El transistor Q2 forma un amplificador al llevar parte de la señal a través del C5 al emisor, luego aparece una versión amplificada de la señal en el colector de vuelta al tanque LC. Esta señal se retroalimenta al emisor para amplificarse aún más y así sucesivamente.

Esto se denomina retroalimentación positiva y la señal continuará aumentando hasta que esté limitada por algo como alcanzar la amplitud del riel de potencia o la no linealidad en Q2 que limita la amplitud. Solo necesita una señal infinitesimal para comenzar a funcionar y las oscilaciones se acumularán rápidamente.

¿Cómo empiezan las cosas? Como Martin afirma, puede comenzar a partir de la perturbación causada cuando se enciende la alimentación, pero eso no es necesario. Cualquier circuito electrónico práctico genera lo que se conoce como ruido (el silbido en el fondo del audio, por ejemplo). Incluso si esto es solo unas pocas millonésimas de voltio, se acumulará como describí en el párrafo anterior.

¿Qué hace Q1?

Q1 amplifica la señal del micrófono a un nivel de 10 o 100 milivoltios que se alimenta al oscilador Q2. Aunque dije que la frecuencia de oscilación está determinada por el tanque LC, también se ve afectada por las características del transistor Q2. A medida que el voltaje de entrada de Q1 se alimenta a Q2, cambia sus características ligeramente y variará la frecuencia de oscilación que causa FM.

También variará la amplitud de la oscilación y causará la modulación de amplitud (AM), pero un receptor de FM lo ignorará.

Con respecto al inicio del circuito del oscilador, sospecho que C3 es la parte importante. En el primer momento mientras se aplica energía, C3 es básicamente un cortocircuito y enciende Q2. Esto proporciona potencia para la oscilación inicial. C5 luego proporciona retroalimentación positiva para mantener la oscilación.