A sensibilidade deste receptor não tem muito a ver com sua simplicidade. Reunindo apenas 5 transistores num circuito muito simples, sem ajustes, o leitor poderá captar desde as mais distantes estações de ondas curtas (de países de outros continentes) até as estações de PX. Para os que pretendem uma aventura diferente no mundo das telecomunicações, este receptor oferece uma oportunidade única.
Receptores de diversas faixas de onda, com alcance mundial, do tipo comercial, são vendidos a preços que desanimam qualquer um, principalmente nos tempos atuais, em que o dinheiro é difícil. Por outro lado, um receptor de baixo custo não tem o número de faixas e a sensibilidade necessários à cobertura mundial que desejamos, se queremos explorar o espectro eletromagnético de ponta a ponta.
É claro que existe a possibilidade de se adquirir velhos receptores de comunicações "recondicionados", mas isso não é fácil e quando acontece, o preço também não é baixo.
Como fazer o montador que deseja ter o seu próprio receptor de alcance mundial, para explorar uma boa faixa do espectro magnético, sem gastar muito dinheiro?
A solução que propomos aqui é sem dúvida muito interessante sob todos os aspectos: um receptor fácil de montar, que usa poucos componentes e, portanto, é de baixo custo, e além disso apresenta uma excelente sensibilidade, captando em horários favoráveis estações da Europa e Estados Unidos, e usando como antena apenas um pedaço de fio de 1 metro de comprimento (antena telescópica)!
A alimentação do rádio é feita com 4 pilhas pequenas, com baixo consumo, que garante sua durabilidade, e a escuta em alto-falante com ótima qualidade de som.
A cobertura de frequências vai desde aproximadamente 15 MHz até 27 MHz, podendo ser expandida com o acréscimo de novas bobinas (mais um ponto interessante a ser considerado pelos que gostam de pesquisar circuitos!).
As características do receptor são:
- Sistema super regenerativo de grande sensibilidade
- Uma faixa com cobertura de 16 a 27 MHz.
- Possibilidade de expansão
- 5 Transistores
- 6 V de tensão de tensão de alimentação com consumo de corrente de 5 mA (sem sinal)
- Não precisa de ajustes
- Usa apenas componentes comuns
Pois bem, se o leitor pretende se aventurar no mundo das ondas eletromagnéticas, explorando sinais desconhecidos e conhecidos, aqui vai a descrição completa do projeto.
COMO FUNCIONA
A etapa super regenerativa, também conhecida como detector super regenerativo, é a mais importante de nosso rádio, por onde começamos a analisá-lo.
Na figura 1 temos o circuito básico de um detector super regenerativo que funciona do seguinte modo:
Começamos a análise pelo próprio transistor, que é o elemento principal que pode amplificar os sinais e que deve ter uma frequência de corte (fT) bem acima do limite que queremos captar. Usamos no circuito o BF 494, que tem uma frequência de corte de 260 MHz ou seu equivalente próximo, o BF495, que tem uma frequência de corte de 200 MHz.
Este valor é a máxima frequência em que teoricamente o transistor ainda amplifica o sinal.
No circuito, a bobina L1 e o capacitor Cv é que determinam a frequência do sinal captado. No nosso projeto usamos duas bobinas, em vista da variável não poder dar uma cobertura total da faixa desejada. Na verdade, existem limites para os valores de Cv que permitem funcionamento estável. Para não escapar destes limites, a melhor solução é a troca de bobinas ou de faixas. Para cada bobina teremos então uma faixa, conforme mostra a figura 2.
A chave CHI permite a troca das espiras de uma mesma bobina, que, deste modo, comporta-se como duas, uma para cada faixa. Numa posição, apenas 5 espiras da bobina ficam no circuito, quando então temos a cobertura da faixa mais alta. Com a chave na outra posição, temos a colocação de 21 espiras da bobina no circuito, quando então temos a cobertura da faixa mais baixa,
Outras bobinas podem ser ligadas ao circuito com a utilização, por exemplo, de uma chave rotativa. Uma terceira bobina de 35 espiras, por exemplo, permitiria a captação da faixa de ondas curtas mais baixa, entre 7 e 15 MHz, onde se concentram emissões internacionais de radiodifusão, radioamadores, comunicações entre navios, serviços públicos etc.
O resistor R1 fornece a polarização de base para o transistor, ao mesmo tempo em que o resistor R2 fornece a polarização de emissor.
O choque XRF separa o sinal detectado do sinal de alta frequência, obtendo-se depois deste componente, entre R2 e C4, o sinal de áudio correspondente à modulação da estação captada.
C3 é um capacitor que realimenta o transistor de modo a mantê-lo em oscilação, ao mesmo tempo em que C2 atua como desacoplamento para o sinal de alta frequência presente na base do transistor.
Este circuito funciona oscilando, ou seja, ele oscila excitado pelo sinal captado de modo a aumentar sua energia até o ponto em que ocorre uma regeneração que o amortece. Neste ponto crítico o sinal tem a máxima intensidade, sendo então detectado.
O sinal de áudio é levado a uma etapa amplificadora com 4 transistores, sendo um pré-amplificador, um excitador e dois de salda, sendo estes complementares (fig. 3).
O rádio não tem controle de volume em sua versão básica, para maior economia, mas nada impede que o leitor o acrescente. Este constitui-se num potenciômetro de 1 M ohm que poderá ser ligado da forma indicada na figura 4.
É importante que os fios de ligação deste potenciómetro sejam blindados para que não haja captação de roncos induzidos pela rede local de alimentação.
Para a alimentação usamos 4 pilhas pequenas, mas os leitores que quiserem podem fazer um eliminador de pilhas, lembrando apenas que o capacitor de filtro deve ter pelo menos 1000µF para que todo ronco que possa afetar o funcionamento das etapas mais críticas seja eliminado.
MONTAGEM
Todos os componentes podem ser adquiridos nas casas especializadas ou conseguidos na sucata. Apenas dois deles devem ser feitos pelo próprio montador.
O primeiro é a bobina L1/L2, que deve ser enrolada com fio esmaltado grosso (26 ou 24), conforme mostra a figura 5.
O segundo, mostrado na mesma figura, é o reator XRF de radiofrequência.
Ele consiste em aproximadamente 180voltas de fio esmaltado bem fino (32, por exemplo), enroladas em um resistor de 1k2 ohms e com os terminais do resistor aproveitados para fixação.
A variável Cv é do tipo usado em aparelhos de FM ou AM (de 50 pF a 150 pF), com uma seção conforme indicam os desenhos do aparelho pronto. Este é o único componente crítico que pode trazer algum problema de funcionamento ao seu rádio, se for escolhido indevidamente.
A montagem do rádio será feita numa placa de circuito impresso. O diagrama deste rádio, juntamente com a placa, é mostrado nas figuras 6 e 7.
Todos os resistores utilizados são de 1/8 W com os valores indicados pela lista de material. Em princípio, estes resistores não são críticos, podendo ser de até 20% de tolerância e em alguns casos até valores imediatos, mas não convém fugir muito ao indicado, principalmente nas etapas em torno de T1.
Os capacitores C2, C3 e C4 devem ser preferivelmente cerâmicos, enquanto os demais, conforme os valores, podem ser eletrolíticos, cerâmicos ou de poliéster. Será preciso tomar muito cuidado com a marcação de alguns capacitores, cujos códigos podem causar confusões; é o caso de C2, de 22 nF, que pode vir marcado com 223 ou 0,02. Já o capacitor C4 pode vir como 47 n, 473, 47 nF ou 0,047. O capacitor C3 é de 100 pF, vindo com a marcação 100, seguida de uma letra qualquer maiúscula, que indica sua tolerância.
O tipo C5, de 100 nF, se for cerâmico pode vir com a marcação 104 ou 0,1, ao mesmo tempo em que C8 pode vir com 220 seguido de urna letra maiúscula.
Os capacitores eletrolíticos Cl e C10 podem ter valores entre 4,7 e 22µF e sua tensão de trabalho deve ser maior que 9 V. Já C9 deve ser de 100 ou 220µF com tensão de trabalho igual ou maior que 9 V.
Na montagem dos capacitores eletrolíticos, o leitor deve tomar o máximo cuidado com sua polaridade.
Os diodos D1 e D2 são de silício de uso geral, podendo ser empregados os 1N4148 ou 1N914, que são os mais comuns. Até mesmo diodos' retificadores de silício de baixo custo, como os 1N4001, 1N4002, etc., podem ser usados nesta função sem problemas. Na colocação dos transistores é muito importante prestar atenção à sua posição.
Veja que o BF494 tem uma disposição de terminais diferente dos demais (coletor no meio) e que T5 é diferente de T2, T3 e T4. Em todos deve ser observada a posição de acordo com a placa, orientando-se pelo lado achatado dos invólucros.
As ligações dos componentes externos à placa devem ser feitas com muito cuidado.
O alto-falante não oferece tantos problemas, pois basta usar dois pedaços de fio comum, o mesmo ocorrendo em relação ao suporte de pilhas. Para estes devemos apenas observar a polaridade, dada pelas cores dos fios, já que o polo positivo normalmente tem o fio vermelho.
Para a ligação de CH1 e CH2 deve ser usada apenas uma chave HH (veja a sua ligação na fig. 7).
Entretanto, a ligação da variável Cv, de CH1 e das bobinas precisa ser feita com muito cuidado. Seus fios devem ser os mais curtos possíveis, como mostram os desenhos. Lembramos que fios longos representam impedâncias e capacitâncias parasitas que induzem o circuito a instabilidades. Essas instabilidades podem provocar apitos que prejudicam o funcionamento do receptor.
A bobina L1 e também L2 ficarão soldadas diretamente na chave CH1 com ligação curta para Cv e para a placa.
A antena deve ser uni pedaço de fio de até 1 metro de comprimento que ficará esticado por trás do rádio, ou então uma antena do tipo telescópico.
Na figura 8 damos uma sugestão de caixa que pode ser feita pelo próprio montador, dando-se preferência a materiais não metálicos.
Terminando a montagem, deve-se conferir tudo para evitar que ocorram danos aos componentes em caso de erros.
TESTE INICIAL
O teste inicial de funcionamento é muito simples, pois basta colocar pilhas novas no suporte e acionar o interruptor geral (mantendo a alavanca da chave HH no centro do seu percurso, o aparelho permanecerá desligado). Se sua versão levar o controle de volume, este deve estar na posição de máximo.
O fio de antena deve estar esticado em seu máximo comprimento (1 m).
Acionando o capacitor de sintonia ouviremos, além do chiado do alto-falante que indica oscilação do circuito, sinais e mesmo estações distantes.
Se você morar em cidades grandes como São Paulo, Rio de Janeiro e proximidades, poderá captar estações de PX, sinais de rádio chamada (bip) e até mesmo estações de radiodifusão, dependendo do horário.
Se você morar longe de grandes cidades, poderá captar ainda sinais de estações distantes, como por exemplo emissões de radiodifusão internacional.
Observamos que, conforme o tipo de montagem realizada, podem ocorrer faixas mortas na sintonia, em que o aparelho não oscilará, o que será constatado pelo silenciamento do alto-falante. Neste caso a mudança da bobina permite chegar à faixa que normalmente não será captada por falta de oscilações.
Se as frequências que o leitor pretender ouvir não estiverem sendo sintonizadas, experimente novas bobinas.
Se notar instabilidade excessiva na captação de estações fracas, inverta as ligações da variável,
USANDO O RÁDIO
O que ouvir com seu receptor?
As ondas de rádio propagam-se em linha reta, mas devido a diversos fenômenos que ocorrem na atmosfera da Terra assim como no espaço, podemos ouvir estações muito mais distantes que a linha do horizonte, conforme se pode perceber pela figura 9.
De fato, alguns sinais podem ser conduzidos pela terra, fazendo urna curva que acompanha a Terra por muitas centenas de quilômetros, enquanto que outros podem ser refletidos pelas camadas altas da atmosfera, que são carregadas eletricamente, e depois refletindo na própria Terra serem levados a enormes distâncias, mesmo do outro lado do planeta.
Esta camada refletora de ondas de rádio chama-se ionosfera e se encontra em alturas que variam entre 80 e 400 quilômetros, tendo também um comportamento que depende da presença do Sol.
De fato, durante o dia somente as camadas mais altas estão presentes, de modo que somente sinais de determinados tipos podem ser refletidos. Durante a noite as camadas baixas estão presentes e sinais de outros tipos também aparecem na reflexão.
É por este motivo que durante a noite temos uma recepção muito mais fácil das estações distantes nas faixas que vão de 5 a 6 MHz até 15 ou 17 MHz, enquanto que durante o dia a recepção se torna mais difícil naquelas faixas, mas permite que estações da faixa dos 17 aos 25 MHz sejam captadas.
Já os sinais acima de 30 MHz dificilmente se refletem na ionosfera, de modo que sua recepção a uma distância acima de 200 km é fato raro. Por este motivo que, enquanto podemos captar estações fracas de AM ou radioamadores distantes milhares de quilômetros de nossa casa, mesmo com receptores pouco sensíveis, não conseguimos captar as potentes estações de FM ou TV a mais de 200 quilômetros de nossa casa sem sensíveis antenas e receptores e, além disso, muito bem localizados.
Lembramos que as emissões internacionais de TV são possíveis porque se utiliza um satélite colocado em órbita estacionária a 36 000 quilômetros de altitude, o qual possui um retransmissor de sinais. Estes sinais retransmitidos pelo satélite, entretanto, são de faixa que os televisores comuns não "pegam", sendo por isso necessário um equipamento especial que os recebe e distribui entre as diversas cidades (fig. 10).
Já está em estudo a possibilidade de se usar um conversor doméstico para receber estes sinais de TV, mas seu custo em nosso pais ainda é muito alto para justificar seu uso.
Com o seu receptor montado você poderá explorar as faixas sintonizadas de um modo metódico, conforme se segue:
a) Noite - Este é o melhor período para se ouvir as estações distantes de ondas curtas quando a propagação é melhor. As faixas até 25 MHz podem ser exploradas com a captação de muitas emissões interessantes.
Na faixa de ondas curtas, além das emissoras internacionais que inclusive dedicam programas em português, com seus potentes transmissores voltados para cá, temos comunicações de radioamadores, navios, serviços públicos, etc.
b) Tarde - Neste horário a faixa de ondas curtas pode ser explorada. No Brasil, a parte da tarde permite que estações da Europa e África, além da Ásia, sejam ouvidas com certa facilidade.
c) Manhã - Neste período a propagação é razoável, sendo ouvidas as estações da América do Sul em geral, na faixa até os 17 MHz.
d) Meio-dia - O horário entre 11 e 13 horas não é muito favorável à escuta da faixa de ondas curtas, a não ser em torno de 25 MHz, quando emissoras internacionais muito potentes podem ser ouvidas em pequeno número.
Para a faixa de ondas curtas pode-se fazer uma antena externa de maior comprimento, conforme mostra a figura 11.
Esta antena, entretanto, não será ligada ao aparelho diretamente, mas através de uma segunda bobina de urnas 3 ou 4 voltas de fio, conforme mostra a figura, para se evitar problemas de instabilidade.
Mais adiante temos um artigo interessante em que falamos na audição de estações distantes como um passatempo que oferece muitas possibilidades aos amadores.
