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Gerador de Sinais (INS282)

Um instrumento de grande utilidade para a bancada do rádio-reparador é o gerador de sinais. No entanto, um gerador de sinais de grande alcance, capaz de cobrir faixas de AM, FM e mesmo VHF é um instrumento de custo alto, nem sempre acessível a maioria. O que propomos neste artigo é um gerador bastante preciso e eficiente para a calibração de rádios AM e que utiliza apenas um circuito Integrado com sintonia sem variável e que não emprega qualquer bobina em seu projeto. Se o leitor não tem um gerador de calibração e precisa de uma versão econômica com as vantagens indicadas , aqui está sua oportunidade.

No ajuste de rádios transistorizados, faixas de AM de receivers e sintonizadores e mesmo rádios valvulados é indispensável dispor de um gerador de RF que possua a freqüência de 455 kHz, e que ainda possa varrer a faixa de AM de 530 a 1600 kHz.

Um dos problemas dos aparelhos comerciais deste tipo, sem se falar no custo, é que são aparelhos relativamente complexos, que nem sempre são manejados com facilidade pelos técnicos, que desta forma não o ocupam como deveriam.

Trata-se assim de um investimento sem retorno total.

Em relação a montagem caseira de um gerador, os problemas também existem, como por exemplo, a elaboração de bobinas e depois sua calibração.

O projeto que apresentamos contorna diversos problemas incluindo os citados. O primeiro, naturalmente é o seu baixo custo, já que apenas um circuito integrado fácil de se conseguir é utilizado como base, além de pouquíssimos componentes adicionais que não vão além de resistores, capacitores e dois potenciômetros.

O outro é a não utilização nem de bobinas nem de capacitor variável. De fato, trata-se de um oscilador RC em que a freqüência de operação é determinada por um resistor e um capacitor.

Desta forma, a sintonia é feita num potenciômetro comum, com muito mais facilidade de ajuste e maior economia para a montagem.

Nosso gerador cobre a faixa que vai de aproximadamente 200 kHz até 1,2 MHz ou pouco mais, o que significa facilidade de uso na calibração de rádios AM.

Entretanto, o sinal, por ser retangular na saída tem harmônicas que se estendem para muito além dos 1,2 MHz, o que quer dizer que sintonizando o gerador em 1 MHz teremos sinais de boa intensidade em 2, 3, 4, 5, 6 até mais de 15 MHz o que inclui a possibilidade de ajustes em rádios de ondas curtas.

O sinal gerado é modulado e a freqüência de modulação pode ser ajustada de modo direto por potenciômetro na faixa de 100 Hz até 1 kHz.

A alimentação do circuito é feita com 4 pilhas pequenas (6 V) ou bateria (9 V) o que permite uma montagem bastante compacta numa caixa plástica, conforme mostra a figura 1.

 

Figura – Sugestão de montagem
Figura – Sugestão de montagem

 

Conforme veremos mais adiante, a calibração pode ser facilmente feita com a ajuda de um rádio portátil em que podemos confiar na escala.

 

CARACTERÍSTICAS

 

Faixa de freqüências gerada: 200 kHz a 1,2 MHz

Faixa útil de freqüências: 200 kHz a 15 MHz

Modulação: 1 kHz

Forma de onda gerada: retangular

Tipo de sintonia: por potenciômetro

Tensão de alimentação: 6 V

Consumo: 0,5 mA (6 V) ou 0,8 mA (9 V) - tip

 

 

COMO FUNCIONA

O circuito integrado 4093 (CMOS) é formado por quatro portas-disparadores NAND (Schmitt Trigger) que podem funcionar de modo independente. A alimentação do circuito pode ser feita com tensões de 3 a 15 V.

No nosso projeto, utilizamos três das quatro portas disponíveis no circuito integrado.

Duas delas são empregadas como osciladoras e a terceira como buffer e misturador.

Para se obter um oscilador capaz de operar em freqüências de até 1,2 MHz aproximadamente com um disparador dos 4 existentes no 4093 precisamos apenas de dois componentes externos: um resistor e um capacitor.

Na figura 2 temos esta configuração em que o valor mínimo admitido para o capacitor é da ordem de 100 pF.

 

   Figura 2 – Oscilador com porta NAND
Figura 2 – Oscilador com porta NAND

 

Usamos no nosso projeto duas vezes esta configuração.

Numa delas, utilizamos um capacitor de 120 pF e ajustamos a freqüência por meio de um potenciômetro de 47 k Ω de modo a gerar sinais numa faixa de freqüências que vai de aproximadamente 200 kHz até 1,2 MHz.

Na outra, utilizamos um capacitor de 22 nF e um potenciômetro de 100 k Ω que permite gerar o sinal de áudio na faixa de aproximadamente 100 Hz até 1 kHz.

Os sinais gerados pelos dois osciladoras são aplicados a um terceiro disparador que os combina produzindo assim uma saída modulada com forma de onda mostrada na figura 3.

 

Figura 3 – Forma de onda do sinal gerado
Figura 3 – Forma de onda do sinal gerado

 

Este será o sinal disponível para aplicação nos equipamentos em prova.

O circuito é simplificado ao máximo de modo a termos um equipamento econômico, as exigem algumas sofisticações que podem ser acrescentadas sem muito investimento adicional.

Uma delas consiste num controle para a intensidade do sinal de saída e que consiste num potenciômetro de 10 k Ω.

Sua ligação é feita conforme mostra a figura 4 e podemos calibrá-lo em termos de tensão com uma escala de 22 nF

 

Figura 4 – O controle de intensidade de sinal
Figura 4 – O controle de intensidade de sinal

 

Este controle permite a redução gradual da intensidade aplicado num rádio durante um ajuste para se obter a máxima sensibilidade.

Outra consiste numa chavinha colocada junto ao pino 9 do circuito integrado e que permite o corte de modulação obtendo-se assim um sinal de alta freqüência puro (sem modulação), conforme mostra a figura 5.

 

Figura 5 – Chave para o controle de modulação
Figura 5 – Chave para o controle de modulação

 

Finalmente temos a possibilidade de colocar um jaque de saída junto ao pino 4 do circuito integrado de modo a obter um sinal de áudio na faixa de 100 a 1 kHz para provas de equipamentos de áudio, tornando assim o aparelho também um gerador de áudio.

 

MONTAGEM

Na figura 6 temos o diagrama completo da versão básica.

 

   Figura 6 – Diagrama completo do aparelho
Figura 6 – Diagrama completo do aparelho

 

A realização básica da montagem em matriz de contato é mostrada na figura 7.

 

   Figura 7 – Montagem na matriz de contatos
Figura 7 – Montagem na matriz de contatos

 

Para o circuito integrado sugerimos a utilização de soquete DlL. Os potenciômetros devem ser lineares e serão fixados no painel. No caso das ligações de P1, devem ser as mais curtas possíveis para que capacitâncias parasitas não limitem ou instabilizem o alcance de freqüência do oscilador.

Os resistores são todos de 1/8 ou 1/4 W e o capacitor C1 deve ser cerâmico. Já, o capacitor C2 pode ser cerâmico ou de poliéster e C3 de cerâmica.

O capacitor C4 é um eletrodo para 12 V.

A conexão ao circuito em prova é feita por meio de cabo com garra jacaré e ponta de prova. Se este cabo for longo (mais de 30 cm) deve ser blindado com a malha ligada a G1.

Para as pilhas use suporte ou se usar bateria, um conector apropriado.

 

PROVA, CALIBRAÇÃO E USO

Para provar, basta ligar nas proximidades um rádio de AM numa freqüência livre em torno de 600 kHz e ajustar P1 para que seu sinal seja captado, atue sobre P2 para verificar a variação da tonalidade da modulação.

Se o rádio usado para a prova tiver antena externa, ligue a garra jacaré para obter um sinal mais forte, conforme mostra a figura 8.

 

   Figura 8 – Aplicando o sinal a antena de um rádio
Figura 8 – Aplicando o sinal a antena de um rádio

 

Comprovado o funcionamento podemos pensar na alimentação. E claro que, se o leitor dispuser mesmo que emprestado um freqüencímetro esta calibração ficaria muito mais fácil.

No entanto, também pode ser usado um rádio comum de ondas médias para esta finalidade.

Para isso, conecte o gerador à antena do rádio, ou se ele não a tiver, por meio de uma bobina de 3 ou 4 voltas de fio comum enroladas na sua caixa, conforme mostra a figura 9.

 

Figura 9 – Aplicando sinais a um rádio sem antena externa
Figura 9 – Aplicando sinais a um rádio sem antena externa

 

Depois, colocando o rádio em 550 kHz, 600 kHz, 700 kHz e de 100 em 100 kHz até o limite do potenciômetro, vá marcando na sua escala os pontos em que ocorrer a captação do sinal.

Marque também o ponto de 455 kHz injetando o sinal diretamente na primeira Fl do rádio tomando como prova.

Para obter o ponto de 300 kHz use a freqüência de 600 kHz do rádio, e para obter o de 200 kHz também e para obter o de 400 kHz use a freqüência no rádio de 800 kHz.

Veja que os sinais harmônicos são bastante intensos permitindo desta forma uma calibração fácil desde que se disponha de um rádio com a escala correta.

Feita a calibração da escala do potenciômetro de RF podemos pensar no uso do gerador.

A aplicação do sinal pode ser feita com a ligação da garra na antena ou por um meio de uma bobina conforme vimos na figura 9.

Para calibrar as etapas de Fl inicialmente, injete o sinal na freqüência de 455 kHz e ajuste os núcleos dos três transformadores Fl para maior rendimento.

Depois, coloque o gerador na freqüência de 1600 kHz ou então 1200 kHz se o seu não alcançar aquele valor e ajuste o núcleo da bobina de osciladora para captar o sinal na freqüência indicada no mostrador, que deve ser a mesma do gerador.

A seguir, coloque o gerador em 550 kHz e o receptor na mesma freqüência, ajustando o trimmer do oscilador para captar o sinal.

Feito isso, volte o receptor para 1600 ou 1200 kHz e ajuste o núcleo da bobina de antena (ferrite) para maior rendimento.

Coloque o receptor novamente em 550 kHz e ajuste o trimmer da bobina de antena junto ao variável para o máximo rendimento.

Repita as operações até obter o bom funcionamento do receptor.

Observamos que, dependendo do receptor os manuais indicam procedimentos de ajustes que podem variar um pouco pois em alguns circuitos podemos ter etapas pré-amplificadoras de RF que devem também ser ajustadas.

Existem também receptores antigos ou de certos fabricantes estrangeiros cujas Fls não são de 455 kHz.

 

CI-1 - 4093 - circuito integrado CMOS

S1 - interruptor simples

B1 - 6 ou 9 V - 4 pilhas ou bateria

P1 - 47 k Ω - potenciômetro linear

P2 - 100 k Ω - potenciômetro linear

R1 - 1 k Ω x 1/8 W - resistor (marrom, preto, vermelho)

R2 - 10 k Ω x 1/8 W - resistor (marrom, preto, laranja)

C1 - 120 pF - capacitor cerâmico

C2 - 22 nF (223 ou 0,022) – capacitor de poliéster ou cerâmica

C3 - 10 nF (103 ou 0,01) – capacitor de poliéster ou cerâmica

C4 - 47 pF x 12 V - capacitor eletrolítico

PP1 - ponta de prova

G1 - garra jacaré

Diversos: placa de circuito impresso, caixa para .montagem, suporte de pilhas ou conector, botões para o potenciômetro, escala, fios, solda, etc.

 

BUSCAR DATASHEET

 


N° do componente 

(Como usar este quadro de busca)

 

Opinião

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Grande foi outrora o respeito cabeça encanecida. (Magna fuit quondam capitis reverentia cani."
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