Como Testar Cristais (INS278)

Escrito por Newton C Braga

Cristais de quartzo são usados em muitas montagens eletrônicas como relógios, microcomputadores, freqüencímetros, e outros. Como testar estes componentes é uma dificuldade que só podem ser superada com a disponibilidade de um circuito apropriado, com o que descrevemos neste artigo.

Com o oscilador de prova descrito neste artigo, podemos testar cristais de quartzo de freqüências entre 1 e 30 MHz com facilidade. O circuito verifica a oscilação do cristal, dando uma indicação direta num microamperímetro.

Simples de montar, o aparelho funciona com bateria de 9 V que terá excelente durabilidade dada a pequena corrente consumida pelo circuito, mesmo oscilando.

Podemos facilmente alojar este provador numa pequena caixa plástica conforme sugere a figura 1.

 

Figura 1 – Sugestão de montagem
Figura 1 – Sugestão de montagem

 

A conexão dos cristais em prova pode ser feita facilmente por um par de garras jacaré.

Outra característica importante a ser ressaltada neste circuito e que anima a montagem por parte de muitos leitores, é a não utilização de qualquer bobina.

 

COMO FUNCIONA

Para colocar o cristal em funcionamento temos um oscilador do tipo Colpitts (divisor capacitivo) com base num transistor BF494 ou BF495.

A freqüência deste oscilador, evidentemente, é determinada pelo cristal de quartzo e a realimentação que mantém estas oscilações é proporcionada por C1.

Polariza a base do transistor na configuração de coletor comum o resistor R1, obtendo-se então um sinal no emissor de Q1.

Este sinal é detectado por um par de diodos (D1 e D2) e depois de filtrado por C4 é aplicado a base de Q2 por meio de R3.

Q2 forma um circuito amplificador que tem por finalidade excitar o elemento indicador do provador.

Na ausência da oscilação em Q1 não há tensão para polarizar a base de Q2 que então permanece no corte.

A corrente no instrumento indicador é então nula.

Com a oscilação, a tensão de base em Q2 é suficiente para levá-lo a saturação e com isso teremos uma forte corrente de coletor para excitação do instrumento.

A finalidade de P1 é ajustar-se a corrente máxima no instrumento de acordo com seu fundo de escala. Isso permite que instrumentos não só de 100 µA como o indicado sejam usados, mas até outros de fundos menores (50 µA) ou maiores (1 mA).

 

MONTAGEM

Começamos por mostrar aos leitores na figura 2 o circuito completo do provador.

 

   Figura 2 – Diagrama do provador
Figura 2 – Diagrama do provador

 

A montagem pode ser feita com base numa pequena placa de circuito impresso como a mostrada na figura 3.

 

Figura 3 – Placa para a montagem
Figura 3 – Placa para a montagem

 

O transistor Q1 pode ser qualquer equivalente NPN de uso geral. Para maior sensibilidade recomendamos usar diodos de germânio para D1 e D2, mas na sua falta os tipos de silício mais comuns como os 1N4148 ou 1N914 também funcionarão.

Os resistores são todos de 1/8 W e os capacitores devem ser todos do tipo disco cerâmico. P1 é um trimpot com valores entre 47 k Ω e 470 k Ω, conforme a sensibilidade do instrumento.

O instrumento é um microamperímetro de 50 a 250 µA de fundo de escala ou outro de escala maior, se reduzirmos o valor de R4 e P1 para obter ajuste.

Para a bateria usamos um conector, e para a ligação do cristal sugerimos um soquete ou então um par de garras ligadas ao circuito por fios bem curtos (máximo de 15 cm).

 

PROVA E USO

Basta ligar a unidade e inicialmente conectar um cristal de 1 a 30 MHz nas garras ou suporte.

Acionando-se S1 deve haver movimentação do ponteiro do instrumento se o cristal estiver bom. Ajustamos então P1 uma única vez para obter uma indicação de fundo de escala.

Para usar o aparelho o procedimento será simplesmente ligar o cristal ao circuito e observar o ponteiro. Sem deflexão não há oscilação.

A ausência de oscilação de um cristal pode ocorrer por diversos motivos.

Um deles é a própria quebra do cristal por uma pancada ou tombo, caso em que ele fica inutilizado.

Outro problema que ocorre é a oxidação dos contatos. Para cristais de alguns tipos antigos, temos o acesso interno por meio de parafusos, permitindo assim que os contatos e o próprio cristal sejam limpos com um bom solvente com muito cuidado, nem mesmo sempre isso é possível, (fig. 4).

 

Figura 4 – Manutenção de um cristal
Figura 4 – Manutenção de um cristal

 

Para cristais sem acesso interno, a falha indica a necessidade de substituição.

 

Q1 - BF494 ou BF 495 – transistor NPN de RF

Q2 - BC548 ou equivalente -transistor NPN de uso geral

D1 e D2 - 1N34 - diodos de germânio

M1 - 0-200 µA – microamperímetro

S1 - interruptor simples

B1- 9 V - bateria

XTAL - cristal em teste

R1- 3,3 k Ω x 1/8 W - resistor (laranja, laranja, laranja)

R2 - 1,2 k Ω x 1/8 W - resistor (marrom, vermelho, vermelho)

R3 - 1 k Ω X 1/8 W - resistor (marrom, preto, vermelho)

R4 - 10 k Ω x 1/8 W - resistor (marrom, preto, laranja)

P1 - 100 k Ω - trimpot

C1 - 1,2 nF - capacitor cerâmico

C2 - 120 pF - capacitor cerâmico

C3 - 2,7 nF - capacitor cerâmico

C4 e C5 - 100 nF – capacitores cerâmicos

Diversos: placa de circuito impresso, caixa para montagem, conector de bateria, fios, solda, etc.