Seguidor de sinais (ART375)

Existem instrumentos de bancada que, mesmo sendo muito simples, não perdem a atualidade. O injetor de sinais, o seguidor de sinais e o provador de continuidade podem ser citados como exemplos desses aparelhos. Talvez, muitos leitores que possuam equipamentos muito mais sofisticados em suas bancadas como osciloscópios, frequencímetros e outros, em determinados instantes devem ter sentido necessidades de realizar uma prova mais simples. Se isso ocorreu com o leitor, que ainda não tem um seguidor de sinais, este artigo pode lhe interessar.

Reunindo as funções de seguidor de sinais e de amplificador de prova para a bancada, apresentamos um circuito bastante simples e acessível, mas que pode ser de grande utilidade na bancada do montador, do projetista e do reparador de equipamentos eletrônicos.

Na função de amplificador podem ser testados transdutores como microfones, cápsulas fonográficas e outros que operem com sinais de áudio.

Na função de seguidor de sinais ele pode acompanhar o percurso de sinais de áudio e RF nos mais diversos aparelhos, tais como amplificadores, rádios, transmissores, gravadores, televisores e muitos outros.

Na verdade, o acompanhamento dos sinais nos circuitos consiste numa das mais eficientes e simples das formas de encontrarmos problemas de funcionamento. Segue-se o sinal até o ponto em que ele desaparece ou sofre uma alteração que não deveria ocorrer. Neste ponto temos a etapa deficiente que pode então ser isolada e analisada por meios convencionais de uma forma muito mais rápida.

Exemplo de falha detectada com o pesquisador de sinais.

Nosso projeto utiliza apenas um circuito integrado e tanto pode ser alimentado por pilhas comuns (o que leva a unidade de uso portátil) como pela rede de energia (para ser usado na bancada).

CARACTERÍSTICAS

* Tensão de alimentação: 6 ou 9V (pilhas ou fonte)

* Corrente de repouso: 10 mA

* Potência de saída: 100 a 250 mW (conforme alimentação)

* Impedância de entrada: 50 k ?

* Ganho de tensão: 200 vezes

* Faixa de frequências de sinais de RF: até 200 MHz

COMO FUNCIONA

A base deste projeto é um amplificador de áudio integrado bastante popular: o LM386 da National Semicondutor que equipa uma grande quantidade de produtos comerciais e que por isso pode ser encontrado com certa facilidade nas lojas.

Este circuito integrado pode ser alimentado por tensões entre 4 e 15V, sendo por este motivo indicado para aplicações que usem pilhas ou baterias como fonte de alimentação.

Sua potência de áudio depende da tensão de alimentação, estando tipicamente na faixa de 100 a 500 mW. Mas, o importante para esta aplicação é que, para o colocarmos em funcionamento precisamos de muito poucos componentes externos. De fato, com apenas três capacitores e um resistor já temos o amplificador de áudio completo, excluindo-se o controle de volume.

O ganho do circuito é determinado pelo circuito de realimentação entre os pinos 1 e 8. Colocando entre estes pinos, um capacitor de 10 µF, como fazemos no nosso projeto, o ganho será de 200 vezes. Sem este capacitor, o ganho ficará reduzido para 20 vezes.

O transdutor usado na saída é um alto-falante comum que, para ter maior rendimento, deve ser de pelo menos 10 cm de diâmetro.

Como controle de volume (no nosso caso, de sensibilidade) usamos um potenciômetro de 10 k?. Esse componente, na montagem final, pode incluir a chave que liga e desliga a fonte de alimentação.

Um capacitor (C1) colocado no circuito de entrada, isola as componentes de corrente contínua dos circuitos em que o amplificador for conectado, deixando passar apenas os sinais de áudio.

Para a operação com sinais de áudio, usamos um jaque (J1) que dá acesso direto ao capacitor de entrada. No entanto, se vamos trabalhar com sinais de RF modulados em amplitude, precisamos de um detector.

Assim, aplicamos o sinal no jaque J2, onde existe um diodo retificador e um resistor que serve de carga para os sinais retificados.

Uma chave seletora permite ao usuário determinar o modo de operação do amplificador, ou seja, como seguidor de sinais de áudio e amplificador de prova, ou como seguidor de sinais de RF.

MONTAGEM

Inicialmente mostramos ao montador o diagrama completo do aparelho na figura 2.

Diagrama completo do pesquisador de sinais.

A disposição dos componentes numa placa de circuito impresso é mostrada na figura 3.

Placa de circuito impresso do pesquisador de sinais.

Sugerimos que o circuito integrado seja montado em um soquete DIL de 8 pinos. Os capacitores eletrolíticos devem ter as polaridades observadas e as tensões mínimas de trabalho são as indicadas na lista de material.

Os resistores são de 1/8W ou maiores, e o diodo é de germânio de uso geral como por exemplo o popular 1N34.

Na figura 4 damos um circuito de uma fonte de alimentação bastante simples.

Fonte de alimentação para o pesquisador.

Como o circuito integrado pode operar com uma ampla faixa de tensões não há necessidade de se usar uma fonte estabilizada.

Para esta fonte, o transformador deve ter enrolamento primário de acordo com a rede de energia e secundário de 6+6V com pelo menos 300 mA de corrente. O capacitor eletrolítico deve ter uma tensão de trabalho de pelo menos 12 V.

O leitor interessado pode acrescentar um LED indicador em série com um resistor de 1 k? depois dos diodos da fonte para ter uma indicação visual de funcionamento.

Se o circuito utilizar pilhas, 4 por exemplo, deve ser usado um suporte apropriado.

O interruptor S1 tanto pode controlar a corrente diretamente das pilhas, como interromper a corrente no primário do transformador se for usada a fonte da figura 4.

Será interessante usar pilhas médias ou grandes na versão portátil, para se obter maior autonomia de funcionamento.

Uma caixa pequena de alto-falantes de madeira serve perfeitamente tanto para alojar o circuito eletrônico com sua fonte, como o próprio alto-falante, garantindo assim uma melhor qualidade de som, conforme mostra a figura 5.

Usando uma pequena caixa acústica para a montagem.

Para a conexão dos aparelhos externos é interessante preparar um cabo contendo uma garra jacaré e uma ponta de prova, conforme mostra a figura 6.

Cabo para usar com o pesquisador.

Na ponta de prova pode ser encaixada uma segunda garra de modo a mantê-la fixa num circuito em caso de necessidade. O jaque e o plugue usados ficam por conta do montador, havendo muitas opções nesse sentido.

PROVA DE FUNCIONAMENTO

A prova de funcionamento é simples: basta abrir o controle de volume (P1) e tocar com o dedo na ponta de prova, isso com o seguidor na função de áudio. Deve haver reprodução do ronco de 60 Hz da rede de energia.

Comprovado o funcionamento é só usar o aparelho.

COMO USAR O SEGUIDOR

Se bem que seja um dos aparelhos básicos de todo praticante de eletrônica existem ainda os que não sabem como usar um seguidor de sinais na localização de defeitos.

Para que o leitor, que ainda não sabe, não tenha dúvidas, vamos explicar, tomando como exemplo o circuito de um rádio comum AM transistorizado (este tipo de aparelho sempre é preferido em qualquer explicação por ter todas as funções explicitas).

O que o técnico deve fazer é procurar acompanhar o sinal com que o circuito trabalha etapa por etapa, atento para alguma anormalidade ou para o ponto em que ele pode desaparecer.

Para isso, o técnico deve conhecer o princípio de funcionamento do aparelho, de modo a saber que tipo de sinal vai ser encontrado no percurso analisado.

O circuito do receptor tomado como exemplo é dado na figura 7, com todos os pontos de prova em sequência.

Pontos de captura de sinal num rádio AM até o 8 RF e depois áudio.

Veja então que o ponto de partida na análise de um eventual problema com um rádio é o potenciômetro de controle de volume (11).

Por que este ponto? O potenciômetro, por estar junto ao diodo detector, representa o ponto de transição em que num receptor deixamos de ter os sinais de alta frequência (RF) e passamos a ter sinais de áudio.

Assim, no potenciômetro temos sinais de áudio, e antes do diodo temos sinais de RF.

Se o sinal de áudio estiver presente neste ponto, ou seja, tivermos o som de uma estação sintonizada quando encostarmos a ponta de prova neste ponto, então o problema está nas etapas posteriores.

Se o sinal não estiver presente neste ponto, então o problema deve estar nas etapas anteriores, ou seja, nos circuitos de RF.

Veja que, para utilizar o seguidor, a garra deve ficar no ponto de terra do circuito e que vamos encostando a ponta de prova nos pontos indicados no diagrama.

Assim, para analisar o sinal a partir do potenciômetro em direção ao alto-falante, ajustamos o seguidor de sinais para a função AUDIO e vamos, etapa por etapa, acompanhando o sinal que deve se tornar gradativamente mais forte.

No momento em que o sinal apresentar distorção forte ou desaparecer ou ainda uma atenuação inesperada, teremos encontrado a etapa com problemas.

O próximo passo será fazer a medida de tensões e testar os componentes desta etapa.

Para analisar as etapas de RF, colocamos o seguidor nesta função e vamos do misturador em direção ao detector, quando então os sinais devem ficar gradualmente mais fortes.

Veja que, passando pelo diodo detector, e sendo os sinais nestas etapas bastante fracos, o técnico não deve estranhar sua qualidade de som.

Da mesma forma que no caso anterior, quando encontrarmos alguma anormalidade de reprodução estaremos na etapa com problemas. Esta etapa deve então ser analisada com o multímetro e seus componentes testados.

Será interessante para o técnico, antes de usar o seguidor em trabalhos de bancada, familiarizar-se com os sinais que encontra num rádio comum. Pegue então um rádio AM/FM transistorizado e faça uma análise de seus circuitos usando o seguidor.