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Oscilador controlado por tensão

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designação VCO procede do inglês: Voltage Controlled Oscillator, quer dizer, oscilador controlado por tensão. Se observamos o esquema, o circuito pode parecerfamiliar, já que basicamente é um oscilador realizado com transistores, onde os transistores 01 e 02 conduzem alternativamente. O terceiro transistor, 03, se utiliza para excitar o alto-falante, que neste caso, se usa para comprovar de ouvido as variações de freqüência que provoca a modificação da tensão aplicada aos resistores R2 e R4

A

A freqüência A freqüência gerada neste circuito depende do tempo que o capacitor C1 demore em carregar-se através de R2 e R3 , e C2 através de R4. Um extremo de cada um destes resistores se leva ao terminal marcado (A) no esquema. A tensão de controle pode ser obtida conectando o terminal à qualquer dos contatos V1 a V6 da montagem realizada sobre a placa de protótipos. Também é possível con-

segui-Ia conectando os terminais extremos do potenciômetro entre os terminais da placa de protótipos (-) e (V6). O cursor no seu deslocamento pode situar-se a qualquer valor de tensão intermediário entre O e 9 volts. De qualquer forma comprovaremos com os ouvidos a variação da freqüência de saída quando se produzam mudanças na tensão aplicada ao terminal (A), seja por um procedimento ou por outro.

Gama de freqüências Este tipo de circuito funciona dentro de uma grande gama de freqüências, mas se são utilizadas freqüências audíveis não necessitaremos instrumentação para comprovar o funcionamento do circuito, já que as mudanças de freqüência são grandes e o ouvido humano as pode captar facilmente.

A freqüência depende da tensão

Explicação É lógico pensar que se um capacitor é carregado através de um resistor, o capacitor se carregará mais rápido se a


V6

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R6 2K2

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BC548

BC548 02 lN4001

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tensão aplicada é maior, ou vice-versa. O capacitor C2 se carrega através do resistor R4 e C1 através de R2 e R3. Portanto, se há variações de tensão haverá variações de corrente.

A mudança

de freqüência

se consegue

variando

o experimento A montagem se realizará, como de costume, sobre a placa de protótipos do laboratório, tendo cuidado de não confundir as ligações. As ligações do alto-falante são os terminais de mola T35 e T36. Pode-se experimentar mudando os valores dos resistores R2, R3, R4 e o dos capacitores C1 e C2, mas descartando aqueles valores que impedem que o som emitido pelo alto-falante seja ouvido, É muito importante não se equivocar com a polaridade dos diodos e a distribuição de terminais dos transistores.

o nível de tensão.

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Oscilador simples com dois transistores.

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ste tipo de circuitos não tem utilização prática em circuitos profissionais, devido à sua simplicidade e à dificuldade de controlar a oscilação, no entanto, é muito útil para experimentar e realizar substituições de componentes para ver como afetam o seu funcionamento. Utiliza-se a banda de freqüências de áudio com o fim de realizar experimentos sem necessidade de instrumentação.

o circuito O circuito usa dois transistores, o primeiro deles utiliza a configuração clássica de emissor comum; a resistência de polarização de base está formada pela soma de P1 e R1. Este transistor quando conduz polariza ao transistor Q2, que por sua vez conduz quando a tensão na sua base, que está conectada a Q1, desce por baixo de 0,6 volts da alimentação. Quando Q2 entra em condução circula corrente pelo alto-falante através do resistor R2. Se observamos, vemos que há um capacitor de realimentação no circuito, C1, que "realimenta" a tensão do coletor de Q2 à base de Q1 . O sinal que passa através deste capacitor é o que controla e faz oscilar o circuito.

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Funcionamento Este tipo de oscilador pode ter problemas para começar a oscilar; normalmente o faz com ruído, e é muito sensível aos valores dos componentes, e no nosso caso, que empregamos fios de interligação na placa de protótipos, também é sensível ao comprimento destes fios· e inclusive à sua colocação. A freqüência de oscilação também depende do ganho dos transistores, e como nunca são exatamente iguais é muito difícil reproduzir o' circuito, ou seja, construir dois circuitos nos que se consiga exatamente e com precisão a mesma freqüência, portanto, só deve ser utilizado quando não se necessite uma freqüência precisa, como por exemplo, nas campainhas e qualquer tipo de aparelho que dê um aviso acústico.

Experimento 1 O experimento consiste em piorar as condições de funcionamento do circuito para estudar as condições de partida do oscilador. Deve-se retirar a alimentação do circuito e substitui-Ia pelo transistor Q1, do tipo BC338, que é de alto ganho, por outro, também NPN, do tipo BC548, que é de ganho menor. Quando ligamos outra vez a alimentação,

Estuda-se a realimentação saída/entrada


V6

R1 4K7 R2 100 Q P1 100K C1 22 nF Q2

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Q2 BC558 Alto-falante

R2

01 BC338

quando se distribuam os componentes na placa de protótipos, levando em conta que os experimentos devem ser realizados seguindo o esquema, já que o plano de conexão que da-o mos representa o mesmo e só é uma ajuda muito cômoda para colocar os componentes e fazer a ligação. Com estes experimentos pretende-se de- ;. mostrar como Um circuito pode apresentar. comporta:mentos estranhos se não está pro- ' tegido contra perturbações exteriores e diíeren- • ças entre componentes.

pode acontecer de que o oscilador não funcione, circunstância que se verifica por não emitir nenhum som pelo alto-falante. O oscilador terá um funcionamento muito instável e quase problemático, pois pode funcionar pelo simples fato de aproximar um dedo a alguma parte do circuito, e pode parar com a mesma operação. Também pode-se experimentar com um pedaço de fio de interligação: se provará conectando um extremo, segurando o outro com a mão, em diferentes pontos do circuito, em alguns casos o circuito oscilará e em outros deixará de fazê-lo. O funcionamento do oscilador também se verá afetado quando algum dos fios de interligação se mover, ou simplesmente

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Freqüência

A freqüência de oscilação pode ser modificada atuando sobre o potenciô- ~,. _~t... J l~S6ilJ metro P1, ainda que o çon-'<", ~_.1!!.!.. junto de R1 + P1 possa ser';. substituído por um resistór/' que resulte da soma de am- . bos, de forma que se reduzainda mais o número de componentes, Tanto é que se po- • de construir uma espécie de :·vO:" ~. avisador acústico com tão só' :::::__ go I_ ..• ,._ I: dois transistores, um capa· . _.. r 'r-. ~ .. c citor, dos resistores e um altofalante, São tão poucos com.... " ~ • •• _ • O ponentes que sequer faz falta - .•. - S POT um circuito impresso se você :~:~: ~ quiser realizar uma instalação . .: definitiva soldando os seus " componentes. \....

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Minioscilador de áudio.

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Imita o som dos apitos mecânicos.

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som deste apito tem a particularidade de que começa com uma freqüência baixa e chega a um máximo onde se mantém e depois volta a baixar de freqüência. Este funcionamento se produz quando se aciona e se solta a tecla P8.

o

circuito

O som do apito é gerado mediante um oscilador controlado por tensão (VCO), formado pelos transistores Q1 e Q2. A oscilação se produz porque o capacito r C2 leva parte do sinal de saída de novo à entrada, isto se chama realimentação. Como já explicamos, a freqüência do oscilador pode variar mediante uma variação da tensão aplicada, através de R3, à base de Q1. Esta tensão é a que temos diretamente nos extremos de C1 de forma que no momento inicial, quando se aciona a tecla P8, a tensão neste capacitor vai crescendo, já que o capacito r começará a carregar através de R1, o que provoca um aumento da freqüência de saída. Quando se solta a tecla, o capacitor C1 se descarrega através do resistor R2, e assim, diminuindo a tensão nos seus extremos

provocará uma diminuição da freqüência do oscilador. O capacitor C3, limita a freqüência máxima do oscilador, atuando como um filtro passa-baixos.

Funcionamento Em repouso, ou seja, com a alimentação conectada mas sem acionar a tecla P8, o circuito permanece inativo. Quando se pressiona P8, o capacitar se carrega, a sua tensão sobe e como conseqüência disto se produz um aumento de freqüência na saída até um valor máximo que vem dado pela carga total de dito capacitor. Depois, permanece a esta freqüência até que se solta a tecla. Neste momento, o capacitor começa a descarregar-se, o que produz uma diminuição da freqüência de saída até que se descarrega por completo.

Colocação

A freqüência de saída se controla pela tensão

em funcionamento Para assegurar o funcionamento do circuito, antes de conectar a alimentação, devem ser revisadas as ligações de todos os componentes e sobretudo a polaridade dos dois transistores e os capacitores eletrolíticos.


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Experimentando Na montagem se pode mudar a freqüência da oscilação, ou seja, a freqüência máxima que se produz quando o capacitor está carregado, variando o valor do capacitor C2, provar com 47~F e com 220~F. Também

Se variamos C2, variaremos a freqüência

do circuito.

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é possível fazer com que o aumento de fre- . qüência inicial e a diminuição final, que são os que produzem o som caraterístico do: circuito, se produzam durante mais tempo." Para isso, basta aumentar o valor 'da resistência R3.


RÁDIO

[Q)@U@@U@[f©J@ [R1~ Este circuito é capaz de detectar sinais de RF de mais de 500 Mhz

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circuito que se propõe neste experimento é um indicador luminoso que nos avisa da presença de um sinal de RF. O sinal captado pela antena modifica a polarização de um transistor que está próximo a conduzir, fazendo-o conduzir e iluminar um diodo LEO que será o que nos avisa da existência do sinal.

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diodo e modifica o nível de tensão no capacito r C1, que aumenta a sua tensão contínua e este sinal atravessa a bobina L1 e faz com que o transistor 01 entre em condução, o que por sua vez provoca que o transistor 02 conduza e que se ilumine o diodo LEO. A corrente de polarização do transistor 01 se ajusta com o potenciômetro de 5K.

Funcionamento O circuito é capaz de detectar sinais de RF que vão desde uns 400 kHz até bastante mais dos 500 M Hz, podendo chegar a captar também sinais de telefones celulares. Pode-se ajustar para receber sinais de diversos níveis de potência. A sensibilidade do circuito diminui baixando a corrente de polarização de base do transistor 01.

Detecta a presença de um telefone celular

o

circuito

O sinal de RF não passa à base do transistor devido a que a bobina de choque de radiofreqüência L1 o impede. O sinal detecta-se no

RADlO: OETECTOR OE RF

Colocação em funcionamento e ajuste

Antes de conectar a alimentação do circuito é muito importante realizar uma comprovação de todas as conexões do mesmo e principalmente as de alguns componentes que têm polaridade, como: o diodo 01, o transistor NPN 01 e o PNP 02 e o diodo LEO L08. Com tudo revisado, já estam os em condições de conectar a alimentação. Agora vamos passar ao 'ajuste, para o qual em primeiro lugar é preciso retirar o fio que faz o papel de antena no circuito. Em seguida, ajustaremos a resistência regulável de 5K, partindo de que está girada completamente

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para a esquerda e com o diodo LED apagado vamos girando de forma lenta até que este se ilumine. Chegados a este ponto se girará em sentido contrário, lentamente, até que se apague o diodo LED. Para provar a montagem

se colocará um telefone celular apagado ao lado do circuito e este se acenderá. Nesta operação, o telefone realiza uma transmissão que será captada e iluminará brevemente o diodo LED.

Experimento

A sensibilidade

7

do circuito se ajusta com o potenciômetro

P1.

RADlO: DETECTOR DE RF

O diodo pode ser de silício, do tipo 1N4148, ou de germânio, do tipo OA90. Mas ao mudar o diodo é preciso voltar a realizar o ajuste. Se o transmissor é de muita potência o circuito pode captar a certa distância, no caso do telefone celular quase tem que tocar a antena para detectá-Io. Também é preciso provar com diversos comprimentos de antena, para freqüências mais baixas as antenas têm maior comprimento.


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É um receptor de rádio clássico que só se utiliza em circuitos experimentais

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do sinal sintonizado e levá-Io até a base do transistor 01, este sinal se amplifica e aparece amplificado no seu coletor, e como temos a bobina de choque L1, o sinal não pode passar por este lado e o faz pelo outro, chegando ao detector formado pelos diodos D1, D2, a resistência R11 e o capacitor C11. O sinal detectado é de baixa freqüência, pois a RF fica no capacitor C11, como este sinal é de baixa freqüência atravessa facilmente o Funcionamento A emissora é selecionada sintonizando o trecho curto da bobina e chega outra vez à base do transistor 01, onde é capacitor C (TUNING) do amplificado e a saída é tomada circuito tanque formado do coletor, mas neste caso, por pelas duas seções da ser de baixa freqüência bobina de antena e o transistor atravessa a bobina de choque capacitor. O circuito multifunção L1 e através do capacitor C7 funciona porque o capacitor chega ao potenciômetro de C11 funciona praticamente volume e deste ao amplificador como uma ponte para as de áudio, que permite escutar freqüências elevadas. A bobina está enrolada sobre uma ferrita e o sinal de áudio recebido no alto-falante do laboratório. funciona como uma antena. A bobina compreendida entre as conexões T45 e T46 circuito tem muito menos espirais que a correspondente a T47-T48. Precisamente a O mais importante a destacar no circuito é que o transistor 01 faz simultaneamente o papel de bobina pequena se utiliza para extrair parte experimento corresponde a um clássico receptor de rádio reflex para AM. A sua principal característica é que emprega uma mesma etapa para amplificar a RF, detectá-Ia e amplificar o áudio. O resto do circuito é um amplificador de áudio de 500 mW que permite escutar a emissão captada no altofalante.

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RÁDIO: RECEPTOR DE AM REFLEX

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por LI amplificador de RF (Rádio Freqüência) e de amplificador de BF (Baixa Freqüência), e para que isto funcione é preciso destacar a função do capacitor C11 e da bobina de choque L1. A resistência R4 é a resistência de polarização do coletor do transistor.

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Colocação em funcionamento Este tipo de circuitos experimentais não sempre dá os resultados esperados e além disso são pouco sensíveis e necessitam que o sinal na zona seja forte. Eles têm o inconveniente da pouca qualidade do som, mas têm a grande vantagem de que quase não têm ajuste e não necessitam instrumentos para a colocação em funcionamento. A ferrita pode se deslizar dentro da bobina e a sintonia muda. Você também pode girar o laboratório para melhorar a sintonia. É preciso ter atenção que a bobina tenha continuidade e que esteja corretamente conectada com as pontas estanhadas às molas do interior do laboratório. A emissora deve ser sintonizada girando o controle do potenciômetro de sintoniza o TUNING.

A saída triangular se toma no terminal 1 do circuito integrado e a quadrada do terminal 7.

8

2) 2m

RÁDIO: RECEPTOR DE AM REFLEX


RÁDIO ~®©®~U@[1' ©OITiJi)~~®© @]® t%1l Trata-se de um receptor de rádio realizado com um mínimo de componentes ANTENNA T~46

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experimento utiliza um circuito elementar, a parte de rádiofreqüência tem os componentes mínimos para que funcione, ou seja uma bobina de sintonia, um capacito r variável e um diodo detector de germânio. Isto é o mais parecido aos rádios antigos, mas como não existiam diodos semicondutores utilizava como retificador um pedaço de galena, mineral em que era preciso buscar a zona adequada para que funcionasse como detector. Os fãs da eletrônica conhecem este tipo de equipamentos, muito famosos nos primeiros tempos da era do rádio.

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sintonia. Além de utilizar o capacitor variável para modificá-Ia podemos extrair o núcleo da. bobina. Este circuito sintoniza a freqüência portadora de alta freqüência, que contém o sinal modulador, mas isto não é suficiente porque o sinal de rádiofreqüência já não é útil uma vez sintonizado, e o que nos interessa receber é só o sinal modulador, neste caso o sinal de áudio. O diodo funciona como detector de envolvente, e este envolvente corresponde ao sinal modulador, o diodo não responde às altas freqüência de RF. O diodo de germânio tem um bom comportamento neste tipo de circuitos. À saída do diodo, neste caso no seu anodo temos um sinal de áudio que se leva com o capacito r C1 à etapa seguinte que é um amplificador de áudio de 500mW, mas com o ganho aumentado a 200, para isto leva conectado entre os terminais 1 e 8 do circuito integrado LM386 um capacitor eletrolítico de 101JF.

Diodo por galena

O circuito é típico, a freqüência da portadora da emissora, por exemplo 600kHz, ou seja 600 kilohertz, ou 600 kilociclos por segundo. Sintonizaremos com o capacitor de sintonia, que nos equipamentos costuma identificar-se como TUNING e tem o mesmo nome no laboratório. Este capacito r forma um circuito ressonante paralelo com a bobina situada entre os terminais T47 e T48. A freqüência de ressonância coincide com a da

Colocação

em funcionamento

A colocação em funcionamento pode apresentar alguns problemas, uma vez que este

RÁDIO: RECEPTOR SIMPLES DE AM

9


RÁDIO ~@©@~li@[j ©Dmm~~@© @@ ~[I

V6

C4

10uF

Ul 6 1 B

componentes R1

1M5

R2

lon

l

C1

100nF

C2,C4

10pF

C3

22nF

C5 C6

220pF 47pF

01

OA9D u OA91

U1

LM386

lM386 C5

220uF 4

B ANTENA

7

C TUNING C3 22nF C2 T46 lOUF

47uF R2 10

T45 (.)

circuito é muito pouco sensível e pouco seletivo e depende da potência e quantidade de emissoras que se recebem. Para melhorar a sintonia podemos girar o laboratório, ainda assim é melhor esperar grandes resultados e às vezes, dependendo do lugar, não se recebe mais que uma emissora.

Experimento Este circuito pode funcionar melhor com uma tomada de terra e uma antena, mas como é lógico não é qualquer tomada de terra que é válida nem qualquer antena. Se a sua casa tem um jardim, você pode conseguir uma tomada de terra cravando uma varinha metálica a um metro de profundidade e regando ao redor, e melhor ainda se acrescentar um pouco de sal à agua, sem exagerar para não estragar o jardim. Não se deve usar o fio de tomada de terra da instalação elétrica. Conectaremos a varinha de terra com um fio a (-). Quanto à antena, deve ser o mais comprida e elevada possível, você pode utilizar arame também por ser mais barato. Experimente conectar. a diversos pontos do equipamento intercalando um capacitor de 100nF. Começando pelos terminais da bobina de antena e experimentando em outros pontos.

':J

Receptor de rádio com os componentes

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mínimos.

RÁDIO: RECEPTOR SIMPLES DE AM

teste  
teste  

teste primer tv oi oi poiiiiiiiiiiiiii

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