Filtros para separação de canais em sistemas modulados em tom trazem alguns problemas para os montadores menos experientes. os ajustes e os cálculos são sempre um obstáculo na colocação em funcionamento destes circuitos. Neste artigo abordamos de maneira simples a operação dos filtros RC.
Para se obter uma boa seletividade num filtro de rádio controle, a melhor técnica é a que faz uso de circuitos LC, conforme mostra a figura 1.
Neste circuito, uma bobina e um capacitor determinam a frequência única a que o circuito deve responder.
Entretanto, se este tipo de filtro apresenta o melhor desempenho com uma separação boa de frequências, a complicação maior para o montador está no seu cálculo e principalmente na execução da bobina.
De fato, além de ter de calcular a indutância em função do valor do capacitor para a frequência desejada, o montador precisa também calcular as dimensões desta bobina, ou seja, comprimento, diâmetro, número de voltas e tipo de fio.
É claro que existem tabelas para esta finalidade, mas mesmo assim temos uma tarefa que atrapalha bastante, tornando mais complicado às vezes, um projeto que poderia ser simples.
Uma solução alternativa para os filtros é o emprego de circuitos RC, ou seja, circuitos que usam capacitores e resistores em lugar de capacitores e indutores, conforme mostra a figura 2.
Estes filtros apresentam uma seletividade menor que os LC, mostrada na figura 3, mas se o número de canais do sistema for pequeno, ou seja, se houver uma boa separação entre as frequências, seu desempenho é satisfatório.
Assim, para um sistema de 2 ou 3 canais, o uso de filtros RC é perfeitamente viável, com uma separação satisfatória no acionamento de relês ou mesmo servos.
Daremos a seguir exemplos de circuitos práticos de filtros RC e também como proceder para os cálculos das frequências.
CÁLCULOS
A frequência do filtro cujo diagrama básico é mostrado na figura 4 pode ser calculada pela fórmula:
f = [ 1 / (2 . 𝜋 . R . C) ]
Onde:
f é a frequência em Hertz (Hz);
Pi é a constante equivalente a 3,14;
R é a resistência em ohms;
C é a capacitância em farads.
Para que tenhamos um bom funcionamento deste tipo de filtro, sua frequência mínima deve estar em torno de 700 Hz e sua máxima em torno de 6 000 Hz.
Assim, para um sistema de dois canais, podemos perfeitamente usar os dois extremos.
Damos a seguir um exemplo de cálculo:
Fixando o valor de C em 10 nF, e escolhendo a frequência de operação em torno de 800 Hz, temos:
F = 800 Hz
C = 10 nF ou 10 x 10-9
Colocando na fórmula:
800 = [ 1 / ( 2 x 3,14 x R x 10 x 10-9 ) ]
R = [ 1 / ( 6,28 x 800 x 10 x 10-9 ) ]
R = [ 1 / ( 5,024 x 10-5 ) ]
R = 19.904 ohms
O valor comercial mais próximo pode ser 18k.
Para as frequências da faixa superior, a configuração do filtro é a mostrada na figura 4.
Veja que a posição do resistor em relação ao capacitor é modificada.
Com isso obtemos a rejeição das baixas frequências de forma muito mais acentuada.
PROJETOS
Na figura 5 temos o primeiro circuito já calculado para operar em torno de 800 Hz, excitando um relê sensível para 6 V.
Os transistores são comuns, os resistores de 1/8 W e os capacitores eletrolíticos para uma tensão de trabalho de 6 V.
A “afinação" do filtro pode ser feita com a troca do resistor de entrada por um trimpot com o dobro de seu valor. Neste trimpot, com a ajuda de um gerador de áudio pode-se obter a frequência exata de resposta para o filtro.
Para o limite superior da faixa de frequências, em torno de 6 000 Hz, temos o circuito da figura 6, utilizando praticamente os mesmos componentes.
As montagens dos dois circuitos não são críticas porque trabalhamos na faixa de áudio, mas precauções devem ser tomadas para que não ocorram realimentações entre os circuitos se forem alimentados por uma mesma fonte.
Ambos os circuitos exigem um sinal de entrada para excitação com amplitude de pelo menos 500 mV. Se a amplitude for menor não ocorrerá a sua excitação, pelo que, se o receptor não estiver apto a fornecer esta tensão, etapas adicionais devem ser providenciadas.
Na figura 7 damos o desenho de uma placa de circuito impresso que serve perfeitamente para os dois circuitos.
Os diodos em paralelo com os relês são de uso geral, como o 1N4148, servindo apenas como proteção.
Veja que os capacitores são um pouco menores, pois apresentam menor reatância nas frequências mais elevadas, acoplando assim com facilidade os sinais.
