Gerador de Sinais para Calibração e Testes (INS311)

Apresentamos neste artigo um projeto de grande utilidade para o profissional da eletrônica, mas, se você for estudante ou mesmo hobista, ainda assim este equipamento será bastante útil. Possuindo duas saídas, ele fornece um sinal modulado em amplitude na faixa de ondas médias, que serve para a calibração de rádios. Na outra saída temos um sinal retangular de áudio que tanto serve para provas e detecção de falhas como para excitação de circuitos CMOS.

Instrumentos de prova sofisticados são caros, mas infelizmente indispensáveis numa oficina de reparação.

Descrevemos neste artigo um aparelho bastante simples, que serve para inúmeros tipos de provas numa oficina de reparação.

Com este aparelho podemos gerar um sinal de RF modulado e um sinal retangular na faixa de áudio, permitindo sua aplicação nos seguintes casos:

- Como injetor de sinais na prova de rádios e amplificadores;

- Como gerador para calibração de etapas de FI e de rádios AM;

- Como provador de componentes CMOS

- Na prova de amplificadores de áudio com verificação de sua sensibilidade de linearidade;

- Na prova de pequenos transdutores de alta e média impedância.

O Circuito é alimentado pela rede local e simples de montar.

O CIRCUITO

O circuito tem três blocos que podem ser analisados separadamente, conforme podemos observar pelo diagrama esquemático da figura 1.

Figura 1 – Diagrama do gerador

O primeiro consiste na fonte de alimentação estabilizada que tem por base um transformador abaixador de tensão, um retificador em onda completa e um integrado regulador (7812).

Este integrado pode fornecer 12 V sob corrente de até 1 A, mas o consumo de corrente do aparelho é bem menor.

O LED1, ligado logo após o retificador, serve para indicar o funcionamento do aparelho.

Os sinais de alta frequência, na faixa de ondas médias e FI, são gerados pela bobina L1 e por CV que, em conjunto com Q1, formam um oscilador Hartley.

Este oscilador fornece um sinal de boa potência que pode até ser irradiado para receptores próximos, sem a necessidade de um acoplamento direto.

Para o caso mais simples, o acoplamento pode ser feito por algumas espiras de fio comum em torno do rádio, conforme mostra a figura 2.

Figura 2 – Acoplamento a um rádio sem antena

Em CV podemos ajustar a frequência de operação. Uma escala calibrada pode ajudar bastante na determinação do ponto de operação.

Para elaborar esta escala basta tomar como referência um rádio comum.

A modulação do sinal para esta etapa vem de um oscilador CMOS que tem por base o integrado 4011. As quatro portas NAND deste integrado são usadas como inversores, das quais 3 formam a configuração osciladora.

A frequência do oscilador é dada por C4 e os resistores associados à malha de realimentação. Como um deles é variável (P1), temos um controle da frequência produzida numa ampla faixa de valores.

O sinal deste oscilador passa pela quarta porta, que funciona como inversor e buffer, que 0 entrega à saída 2, onde fazemos uso como injetor de sinais, levando-o também à base de 01 via R5 para a modulação.

O valor de R5 determina a profundidade da modulação, podendo ser alterado numa ampla faixa de valores.

O sinal obtido na saída 2, por ser retangular, é rico em harmônicas, o que permite sua utilização na prova tanto de circuitos de áudio como até mesmo de RF.

MONTAGEM

A placa de circuito impresso é mostrada na figura 3.

Figura 3 – Placa para a montagem

O conjunto poderá ser facilmente instalado numa caixa plástica, conforme mostra a figura 4.

Figura 4 – Caixa para montagem

Observe a disposição dos jaques e controles na parte frontal Para aplicação dos sinais nos aparelhos em prova é conveniente ter cabos preparados, como mostra a mesma figura.

O transformador usado na fonte tem enrolamento primário de duas tensões (ou de acordo com a rede local e secundário de12+12 V x 500 mA, ou ainda de 15+15V x 5oomA.

Na verdade correntes acima de 250 mA serão suficientes para alimentar todo o circuito.

Os resistores são todos de 1/8 ou ¼ W e os eletrolíticos para 25 V ou mais.

O integrado Cl-1 deverá ser montado num pequeno radiador de calor.

Os capacitores C3 e C4 devem ser cerâmicos de boa qualidade. A bobina L1 é feita da seguinte maneira: enrole num bastão de ferrite 120 espiras de fio esmaltado 28 AWG.

O bastão deve ter de 10 a 20 cm de comprimento, com diâmetro de aproximadamente 1cm. A tomada deste enrolamento é feita na 60ª espira. L2 é constituída de 15 espiras do mesmo fio enroladas sobre L1, conforme sugere o desenho na placa de circuito impresso.

Esta bobina deve ser fixada na placa por meio de elásticos ou braçadeiras plásticas.

O variável CV pode ser de qualquer tipo para rádios de ondas médias com capacitância máxima em torno de 200 pF. Eventualmente pode ser necessário associar as duas seções de ondas médias de modo a chegarmos nas frequências mais baixas, 455kHz por exemplo, para ajuste de FI.

PROVA E USO

Para verificar o funcionamento do aparelho será conveniente dispor de um rádio transistorizado que sintonize a faixa de ondas médias. Ligue-o numa frequência livre no extremo inferior da faixa.

Ligando na saída 1 um cabo e uma bobina de acoplamento, sintonize o gerador de modo que seu sinal seja captado na forma de um apito.

Depois injete o sinal da saída 2. Isso pode ser feito na própria antena, caso em que ele não será sintonizado e terá menor intensidade, ou então no potenciômetro de volume, caso em que ele será puro e deve ser reproduzido com boa intensidade no alto-falante.

Comprovado o funcionamento é só utilizar a unidade. Para ajuste de rádios AM, use a saída 1 e ajuste o trimmer de antena e o núcleo da bobina osciladora nos dois extremos da faixa de ondas médias. Depois refaça o ajuste das bobinas de FI.

Para verificação de equipamentos de áudio, use a saída 1, injetando o sinal diretamente na entrada do aparelho em prova.

Um potenciômetro de 10 k pode ser acrescentado a esta saída caso desejar um controle da intensidade do sinal.

Nesta mesma saída 2 temos sinais compatíveis com circuitos CMOS para provas diversas. O ajuste da tonalidade do som gerado é feito em P1.