Transformar um radinho de pilhas, de FM monofônico em um aparelho de som estereofônico ou sintonizador estéreo de alta qualidade fazer do rádio FM monofônico de carro, há tanto tempo largado em sua casa, um moderno estéreo ou um excelente aparelho estéreo doméstico; utilizar seu radinho portátil FM monofônico como excitador para um som doméstico de cabeceira estereofônico para fones ou alto-falantes de alta qualidade. Se você não credita que isso seja possível é porque ainda não conhece o decodificador que mostramos neste artigo. Facilmente adaptável em qualquer rádio ou sintonizador de FM monofônico, sem comprometer o funcionamento normal do aparelho, ele decodifica os sinais estereofônicos com a separação dos canais, obtendo-se com isso um legítimo desempenho estereofônico.
Obs., Este artigo é de 1982. Naquela o tema era atual, pelo uso muito difundido dos aparelhos de FM, já que não existia o MP3 e outras mídias digitais. Vale como curiosidade ou se alguém deseja fazer um projeto de recuperação de um equipamento antigo.
O circuito não é novo. Todos os leitores devem saber que nos aparelhos de FM estereofônicos, existe um circuito denominado “decodificador" que a partir do sinal especial enviado pelas estações, faz a separação dos canais para se obter uma reprodução diferenciada nos dois sistemas de alto-falantes, o que caracteriza este tipo de som.
Se bem que o circuito não seja novo, o que lançamos é uma ideia nova de uso, talvez nunca explorada em nossas publicações técnicas: trata-se da possibilidade de você utilizar somente o decodificador para transformar seu FM monofônico em estéreo, quer seja ele seu radinho de pilhas
FM, hoje tão comum, seu rádio velho de carro com FM monofônico, ou ainda o velho sintonizador FM monofônico a tanto largado no canto de sua oficina.
A possibilidade hoje de se obter o decodificador integrado a um custo relativamente baixo e de se fazer sua montagem bastante compacta com adaptação em praticamente qualquer tipo de rádio ou sintonizador, oferecem inúmeras vantagens aos leitores:
Se o leitor tem um radinho de pilhas FM (evidentemente monofônico) pode usá-lo como sintonizador estereofônico em sua casa, excitando um bom amplificador, conforme sugere a figura 1.
O leitor pode usar seu radinho de pilhas FM monofônico ou mesmo seu radio relógio de cabeceira como elemento básico de um som estéreo para fones, conforme sugere a figura 2.
Se você tiver um rádio de carro FM monofônico pode usá-lo como sintonizador estéreo para um som doméstico de excelente qualidade.
Se o leitor tem um sintonizador FM monofônico de tipo antigo pode usar este decodificador para transformá-lo num moderno sintonizador estéreo.
Finalmente, o leitor pode usar seu rádio monofônico FM em seu carro, transformando-o num rádio estéreo tão bom como os mais modernos.
Um fator importante que facilita a utilização deste decodificador em praticamente qualquer tipo de radio FM é a possibilidade de sua alimentação ser feita com tensões entre 9 e 12 V e seu baixo consumo de corrente.
O circuito não é crítico, sua montagem é simples, exigindo-se apenas um ponto de calibração, e a adaptação não exige qualquer alteração nos rádios ou sintonizadores de FM que poderão pela sua desconexão simples funcionar perfeitamente "do jeito antigo".
E então? Por que deixar que seu radinho de FM mono continue sendo um simples mono? Por que não fazer de seu pequeno som um grande som estéreo quando você estiver em sua casa, ou no carro?
COMO FUNCIONA
A base deste circuito é o integrado PLL MC1310 ou o CA1310 especialmente projetado para fazer a decodificação dos sinais estereofônicos das emissoras de FM. (figura 3)
Na figura 4 temos um diagrama que nos mostra de que modo, por meio de um único sinal de rádio, a estação pode enviar os sons dos dois canais (direito e esquerdo) sem “misturá-los" propriamente e possibilitando sua posterior separação no receptor.
Os sinais dos canais direito (D) e esquerdo (E) são levados ao primeiro bloco denominado “matriz" onde estes são combinados.
Obtemos então duas saídas, uma correspondente à soma dos dois sinais (D+E) a qual é levada ao transmissor e outra correspondente a diferença (D-E) a qual é levada a um circuito denominado gerador de subportadora.
Este circuito produz a combinação do sinal L-R com um sinal de 38 kHz o qual é depois levado ao transmissor.
O transmissor emite então sinais defasados de 19 kHz correspondentes à soma e diferença dos sons dos canais direito e esquerdo.
Este sinal ao chegar num receptor comum perde suas características estereofônicas, já que o receptor comum “combina" os dois canais e a reprodução correspondente aos sons tanto do canal direito como do esquerdo "misturados". Obtemos então uma reprodução monofônica (figura 5).
Num receptor estereofônico, o sinal passa por um processamento no decodificador que permite obter novamente os sons dos canais separados.
Na figura 6 temos um diagrama de blocos que corresponde ao circuito PLL do decodificador o qual funciona da seguinte maneira:
O primeiro bloco corresponde a uma etapa pré-amplificadora cuja finalidade é tornar independente o funcionamento do decodificador da etapa detectora de FM do receptor, na qual ele é ligado.
O sinal do primeiro bloco é simultaneamente aplicado a um detector de fase do sinal piloto (19 kHz) e a um detector do sinal diferença (D-E) de 38 kHz. O mesmo sinal, também é levado diretamente à matriz que fará a decodificação.
Temos em seguida a analisar um oscilador local de 76 kHz cujo sinal é aplicado a um divisor por 2, obtendo-se assim um sinal de 36 kHz que corresponde a subportadora suprimida do sinal diferença D-E, sendo este injetado ao bloco detector.
Paralelamente, mais um divisor, permite obter um sinal de 19 kHz, cuja saída é levada ao detector de fase para ser comparado com o sinal piloto.
A comparação de ambos os sinais fornece uma tensão de erro proporcional à defasagem. Esta tensão serve para controlar o oscilador local mantendo-o na frequência e fase corretas. Com este recurso pode-se obter uma excelente margem de captura, diminuindo assim a criticidade do ajuste.
A seguir, no circuito detector de sinal diferença (D-E) é feita a mistura do sinal da subportadora de 38 kHz com o sinal composto da entrada. Uma vez feita a restituição da subportadora através de uma detecção simples de AM, aparece na saída E o sinal diferença D-E que é aplicado à matriz.
Para fazer a separação dos canais, a matriz dispõe de dois sinais. De um lado, como vimos, o sinal de entrada que contém a soma D+E e de outro lado, o sinal E que é o sinal diferença D-E. A matriz realiza então uma série de operações algébricas que se resumem no seguinte:
(D+E) + (D-E) = D2
(D+E) - (D-E) = 2E
As duas saídas da matriz uma vez amplificadas fornecem de modo independente os canais esquerdo (E) e direito (D).
Como elementos adicionais do circuito temos um segundo divisor de frequência de 19 kHz que é ligado a um detector para acusar a presença do sinal piloto.
Se o sinal piloto superar um determinado nível é acionado o Schmitt Trigger o qual coloca em funcionamento o detector de sinal diferença e também uma lâmpada ou LED que o indica externamente.
No nosso projeto prático com a finalidade de excitar convenientemente o decodificador do tipo MC1310, a partir do sinal de rádios comuns acrescentamos uma etapa pré-amplificadora.
Esta etapa, mostrada na figura 7 também tem por finalidade elevar o nível do sinal piloto já que nos rádios comuns monofônicos não sendo necessária a presença deste não se cuida em muitos projetos de evitar uma possível atenuação na passagem pelas etapas de FI e mesmo detector.
A alimentação do circuito pode ser feita com tensões de 8 à 14 V com um consumo médio de corrente de 13 mA sem se levar em conta o dispositivo indicador que pode ser uma lâmpada ou LED.
Com relação à ligação do decodificador no rádio ou sintonizador mono é muito simples: para que ele funcione é antes de tudo necessário que o sinal piloto de 19 kHz esteja presente.
Em muitos circuitos, existem componentes que podem atenuar este sinal já que ele não é necessário, mas na maioria dos casos a ligação do decodificador no próprio potenciômetro de controle de volume (figura 8) sem qualquer alteração no receptor já é suficiente para se obter o sinal piloto e também o sinal de áudio com intensidade para funcionamento normal.
Existem diversas possibilidades de montagem para o decodificador conforme a sua utilização. Assim, se bem que o decodificador em si possa ser montado numa pequena placa de circuito impresso, a caixa para sua instalação oferece muitas opções.
Essas opções serão dadas ao descrevermos as possíveis aplicações.
O circuito integrado pode ser o MC1310P, CA1310E, LM1310 ou SN7611SN.
Os leitores que não tenham muita experiência em montagens com circuitos integrados devem usar um suporte DIL de 14 pinos.
O único transistor é do tipo BC548 ou seus equivalentes como o BC547, BC238 ou BC237.
Resistores e capacitores são todos comuns. Os resistores são de 1/4 ou 1/8 W com 10% ou 20% de tolerância e os capacitores de mais de 1 uF são eletrolíticos com 16 V de tensão de trabalho. Os de menos de 1uF podem ser cerâmicos ou equivalentes.
O único componente de ajuste é um trimpot cujo valor também não é crítico.
As dimensões destes componentes é que devem ser as menores possíveis em vista da placa de circuito impresso ser reduzida.
O LED indicador é de tipo comum vermelho, sendo feita a escolha do resistor redutor em função do consumo de corrente.
Para uma alimentação por pilhas deseja-se um consumo reduzido daí escolher-se um resistor maior. Para uma alimentação por fonte o consumo não é importante e o resistor pode ser menor para maior brilho.
O valor do resistor deverá estar entre 560 ohms e 1 k.
Demais componentes são a placa de circuito impresso, os componentes da fonte de alimentação, fios, solda, etc.
Obs.: para o amplificador, os componentes também são todos comuns não havendo qualquer dificuldade de obtenção.
MONTAGEM
Na primeira fase descrevemos a montagem do decodificador em si, para depois entrarmos em pormenores sobre as diversas versões possíveis.
Evidentemente, como se trata de circuito que deve ser bastante compacto (para permitir uma eventual instalação no próprio rádio, se houver espaço) a única possibilidade simples é a que utiliza placa de circuito impresso.
Na figura 9 temos então o circuito completo da parte decodificadora, que pode ser alimentada com tensões entre 8 e 14 V.
Nesta parte aplica-se o sinal do detector do receptor FM e retira-se em duas saídas, os sinais de áudio dos dois canais. Estas saídas são de baixa intensidade com um nível da ordem de 485 mV sobre uma impedância que permite sua aplicação em qualquer amplificador de áudio comum (entrada aux.).
Na figura 10 temos a placa de circuito impresso.
São os seguintes os principais cuidados que devem ser tomados com a montagem:
a) Solde em primeiro lugar o circuito integrado ou seu soquete atentando para sua posição e também tomando cuidado para que não se formem pontas de solda entre seus terminais. A soldagem deve ser rápida para que o calor não afete este componente.
b) Solde o transistor observando sua posição que é dada pelo lado achatado deste componente. A soldagem deve ser rápida para que o calor não lhe cause dano.
c) Para soldar os resistores é importante observar seus valores dados pelas faixas coloridas e também cuidar para que eles sejam encaixados na posição certa, ocupando o mínimo de espaço possível, segundo mostra a placa de circuito impresso.
d) Para os capacitores comuns não será preciso observar a polaridade na soldagem, mas para o caso de eletrolíticos, isso é importante. Em ambos os casos a soldagem deve ser rápida pois o calor os afeta podendo inutilizá-los facilmente.
e) A soldagem do trimpot não oferece problemas. Deve-se tomar cuidado para que a solda prenda bem seus terminais de modo que ao ser feito o ajuste não haja perigo dele se soltar.
f) O LED tem polaridade certa para a ligação, mas, como ele deve ser colocado no painel, o cuidado maior refere-se a soldagem de seus fios que devem ser curtos e diretos.
g) As ligações de entrada e saída da placa dependem do tipo de aplicação dada ao aparelho, conforme veremos. Do mesmo modo as ligações da fonte de alimentação só serão feitas depois, em função do tipo de aplicação a ser dada conforme as versões descritas. Nesta ligação é muito importante observar a polaridade dos fios.
Terminada a montagem e conferidas as ligações temos a seguir as diversas opções.
1. LIGAÇÃO EM RÁDIO DE PILHAS
Para este caso mostrado na figura 11 em que utilizamos um radinho de pilhas como ”sintonizador estéreo" e um amplificador estéreo de boa potência, a instalação e ajuste devem ser feitos do seguinte modo:
O sinal para o decodificador é retirado dos terminais do controle de volume do radinho por meio de dois fios que vão até um jaque comum fixado em qualquer parte de sua caixa.
O decodificador tem então sua entrada ligada ao jaque do radinho por meio de um plugue. É muito importante nesta ligação obedecer a posição da malha de blindagem para que não ocorram roncos. A saída do decodificador é então ligada a entrada AUX de cada canal do amplificador estereofônico (figura 12).
Nesta mesma figura temos a fonte de alimentação do decodificador que pode ser ligada a rede local, formada por 6 pilhas ou ainda aproveitada do próprio amplificador se este trabalhar com tensões entre 8 e 14 V.
Uma vez feitas as conexões, o procedimento para o ajuste e operação é o seguinte:
Ligue o rádio FM, o decodificador e o amplificador estéreo, este com ¼ de seu volume máximo.
Sintonize uma estação forte de FM. Se o LED não acender ajuste o trimpot para que isso aconteça. O LED provavelmente acenderá numa faixa de ajuste. Procure o centro desta faixa.
Se o LED negar-se a acender verifique a na antena o nível de sinal de FM. Veja também se realmente a estação captada tem emissão estereofônica, e se o LED não está invertido. Confira também a ligação ao rádio.
2. ESTÉREO INDIVIDUAL
O que temos aqui é uma sugestão para você fazer um sistema estereofônico doméstico, usando seu rádio portátil FM como fonte de sinal ou ainda seu rádio relógio ou então um rádio de FM monofônico, convertendo-os todos em estéreo.
Para a versão com alto-falantes de 5 W por canal, temos as caixas com as dimensões mostradas na figura 13.
No interior de uma das caixas, além do alto-falante, teremos o decodificador, o amplificador de áudio TBA 810S e a fonte de alimentação.
O diagrama de 1 canal do amplificador é mostrado na figura 14.
As placas de circuito impresso para 1 e 2 canais são dadas na figura 15.
O circuito da fonte de alimentação está na figura 16.
A potência deste amplificador é mais do que suficiente para se obter uma excelente qualidade de som. De fato, com 16 V de tensão de alimentação obtém-se uma potência por canal da ordem de 7 W.
Com uma tensão de 12 V, temos ainda assim perto de 5 W o que é mais do que suficiente para um estéreo comum se levarmos em conta que os rádios FM de carro fornecem em geral uma potência de 4 W por canal.
Obs. Valores da época.
Neste amplificador os integrados TBA810 deverão ser dotados de bons dissipadores de calor, cujas dimensões são dadas juntamente com a placa.
As especificações do amplificador e de seus componentes são dadas no próprio circuito pelo que não acreditamos que os leitores possam ter dificuldades na sua elaboração.
Lembramos que sempre existem a disposição dos montadores bons kits de amplificadores estereofônicos da mesma ordem de potência que este e que podem ser usados no projeto.
Importante nesta aplicação é o dimensionamento do transformador da fonte.
Se este transformador tiver de alimentar apenas o amplificador estéreo e o decodificador, ficando o rádio com suas próprias pilhas, sua corrente pode estar entre 1,5 e 2 A. Se o transformador tiver ainda de alimentar o rádio de carro usado como fonte de sinal, sua corrente deve ser de pelo menos 3 A e ainda usar uma etapa reguladora.
3. ESTÉREO COM FONE
Se em lugar do sistema de alto-falantes o leitor usar fones de ouvido numa aplicação "de cabeceira" a potência dos amplificadores pode ser menor e em vista do menor consumo, sua alimentação pode inclusive ser feita com pilhas.
Na figura 17 damos o circuito de 1 canal para o caso do amplificador com o TBA 820 que fornece em torno de 1W em fones de 8 ohms.
A alimentação será feita com 8 pilhas médias e a ligação do sistema ao decodificador e fonte de sinal é exatamente a mesma do sistema 2. A placa de circuito impresso é mostrada na figura 18, na versão de 2 canais.
4. NO CARRO
Para adaptar seu decodificador no carro é muito simples, conforme mostra a figura 19.
A saída é tirada do potenciômetro de controle de volume do rádio do carro, caso em que a etapa de áudio fica inoperante, pois na operação o volume será mantido no mínimo (com o decodificador desligado você ainda poderá usar o rádio normalmente em AM ou FM).
O cabo que faz a ligação ao decodificador deve ser blindado.
O decodificador é alimentado pelos 12 V da bateria tirado da alimentação do próprio rádio ou de outro ponto, lembrando que o negativo é o próprio chassi do carro.
As saídas do decodificador são ligadas com cabo blindado a um amplificador estereofônico de excitação (como o dado na sugestão 2), para que o sinal possa excitar uma unidade de potência: o seu amplificador estéreo do carro.
Isso é necessário porque os amplificadores comuns de carro exigem alto nível de excitação. O decodificador poderá ser fixado em qualquer local visível do carro (para o LED indicar a sintonia).
5. WALK-MAN
Se você tem um rádio FM portátil alimentado por pilhas, pode realizar uma “mochila walkman". Neste caso, conforme mostra a figura 20 você poderá alimentar todo o conjunto, decodificador e amplificador para fone como do projeto 3, com 8 pilhas grandes.
Se sua utilização for na sua moto e você dispuser de12 V poderá aproveitar esta alimentação.
Se o leitor realmente for habilidoso, uma montagem mais compacta para ser levada a tiracolo pode ser conseguida com facilidade.
Lista de Material
CI-1 - MC1310P ou CA1310E - decodificador FM estéreo
Q1 - BC548 ou equivalente - transistor
LED - LED comum vermelho
P1 - 4k7 -- trimpot
C1 - 2,2 uF x 15 V - capacitor eletrolítico
C2,C4,C5,C7,C10,C11 - 0,1 uF ou 100nF- capacitor cerâmico
C3 - 1 uF - capacitor eletrolítico
C8, C9 - 22 nF - capacitor cerâmico
R1 – 330 k x 1/8 W- resistor (laranja, laranja, amarelo)
R2 – 10 k x 1/8 W - resistor (marrom, preto, laranja)
R3 – 120 k x 1/8 W- resistor (marrom, vermelho, amarelo)
R4 - 2k7 x 1/8 W- resistor (vermelho, violeta, vermelho)
R5 – 1 k x 1/8 W - resistor (marrom, preto, vermelho)
R6 - 15k x 1/8 W - resistor (marrom, verde, laranja)
R7 – 1 k x 1/8 W - resistor (marrom, preto, vermelho)
R8, R9 - 3k9 x 1/8 W - resistores (laranja, branco, vermelho)
Diversos: placa de circuito impresso, fios blindados, plugues e jaques, caixa para montagem, fonte de alimentação, etc.
