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Testando osciladores de relaxação (INS378)

Em muitas aplicações encontramos osciladores de relaxação que podem ser elaborados com componentes que apresentam resistência negativa tais como transistores unijunção SCRs, transistores programáveis unijunção e outros. Como testar os circuitos com esses componentes é o que veremos nesse artigo que toma por base os transistores unijunção, mas que serve para componentes equivalentes.

Um transistor unijunção, cujo símbolo é mostrado na figura 1, normalmente é utilizado como oscilador de relaxação conforme configuração mostrada na mesma figura.

 


 

 

 

Operando na faixa de fração de hertz até algumas dezenas de quilohertz, esse circuito tem sempre a mesma configuração básica e um princípio de funcionamento que é aproveitado com outros componentes.

Esse circuito, diferentemente dos osciladores com transistores bipolares, como os mostrados na figura 2, aproveita a região de resistência negativa da curva característica do componente.

 


 

 

 

No oscilador de relaxação, o capacitor C carrega-se através do resistor R até ser atingido o ponto de disparo, quando então o transistor cnduz intensamente a corrente, provocando a descarga do capacitor.

Na Base 1 (B1) temos então pulsos de curta duração correspondentes à descarga do capacitor e no emissor (E) temos pulsos suaves com a forma dente de serra que caracteriza este tipo de oscilador, conforme mostra a figura 3.

 


 

 

 

Partindo desse princípio de funcionamento podemos elaborar facilmente testes simples para transistores desse tipo e dispositivos euivalentes que trabalham na mesma configuração.

 

a) Teste com multímetro para osciladores lentos

Quando um transistor unijunção é utilizado como oscilador de muito baixa frequência (abaixo de 10 Hz), como em sequências ou temporizadores, efeitos de luz ou modulação, conforme mostra a figura 4, o multímetro pode fazer o teste de funcionamento ”no circuito”.

 

 


 

 

 

Basta colocar o multímetro numa escala baixa de tensões contínuas que permite ler aproximadamente até 70% da tensão da fonte e ligá-lo em paralelo com o capacitor do oscilador, conforme mostra a figura 5.

 


 

 

 

A oscilação do ponteiro (multímetro analógico) com maior ou menos amplitude (ajuste a frequência se existir um potenciômetro para essa finalidade) é a comprovação do funcionamento do oscilador.

Como o multímetro representa uma resistência em paralelo com o capacitor, que depende de sua sensibilidade, um ajuste de frequência no potenciômetro deve levá-lo a apresentar uma resistência que seja menor do que a do multímetro na escala escolhida.

Por exemplo, um multímetro de 1kohms/V tem uma resistência de 10 k ohms na escala de 0 a 10 Ccc. O resistor em série com o capacitor deve ter então menos de 10 k ohms para que o o oscilador funciona e a comprovação feita, conforme mostra a figura 6.

 

 


 

 

 

Um procedimento recomendável para os que não tenham multímetros sensíveis é ligar um resistor de 10 k ohms no circuito, independentemente da existência ou não do potenciômetro.

Para isso, o capacitor existente deve ser relativamente alto, mais de 10 uF. Se for menor, a ligação de um capacitor de 47 uF em paralelo, pode ser feita sem problemas.

 

b) Teste com LED

Nos osciladores de frequência muito baixa e que usam capacitores de mais de 1 uF, a ligação de um LED na base 1 (B1), pode ajudar na comprovação de funcionamento. Este LED deve piscar mais ou menos rapidamente, conforme o ajuste da resistência. Na figura 7 mostramos um circuito oscilador de prova em matriz de contactos para transistores unijunção.

 

 


 

 

 

O LED deve piscar numa frequência que pode ser ajustada no potenciômetro. Se você não tiver um LED disponível para esta prova podemos transformar o teste num teste sonoro.

 

c) Teste sonoro

O mesmo oscilador produz som num pequeno alto-falante se o transistor estiver bom. Na figura 8 temos o diagrama e a montagem numa matriz de contacto para esse teste.

 

 


 

 

 

O potenciômetro ajusta a frequência do som emitido.  

 

 

d) Teste sonoro no circuito

Se o capacitor de emissor de um transistor unijunção num circuito for da ordem de 10 nF a 100 nF e o resistor (com o potenciômetro incluído) estiver na faixa de 10 k ohms a 1 M ohms, então esse oscilador va produzir sinais na faixa de áudio.

Para provar este circuito temos duas possibilidades simples que são mostradas na figura 10.

 


 

 

Uma delas consiste na ligação de um transdutor piezoelétrico de alta impedância (microfone ou fone) em paralelo com o capacitor e a outra consiste na ligação de um alto-falante ou outro transdutor de baixa ou média impedância n a B1 do transistor, em paralelo com o resistor ali existente, normalmente na faixa de 10 ohms a 1 k ohms.

Se a ligação da base for direta ao 0 V (terra), então ou deve ser feita uma interrupção momentânea para se intercalar io alto-falante ou então deve-se optar pela prova com o transdutor de alta impedância no emissor.

Nos mesmos pontos também pode ser feita a conexão de um seguidor de sinais ou mesmo de um osciloscópio para se verificar a presença do sinal, conforme mostra a figura 11.

 


 

 

 

O som do oscilador ou a imagem na tela do osciloscópio permitem a comprovação do circuito como oscilador.

No caso do osciloscópio podemos obter os sinais nos três terminais do transistor e analisar as características de funcionamento do oscilador com muito mais precisão.

 

Conclusão

Com essas provas simples fica bastante fácil saber se um transistor unijunção ou outro componente equivalente está bom. Observamos que nos casos em que a prova é feita no circuito a causa de uma não oscilação podem estar em componentes periféricos que devem ser analisados.

Nesses casos também é importante analisar o circuito para se verificar até que ponto a prova pode ser aplicada sem causar problemas às demais etapas do mesmo aparelho.

 

 

 

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