Márcio José Rodrigues
Per. 2000/1
Resumo do projeto:
Este é basicamente um rádio com um amplificador de áudio que é muito sensível e recebe estações em Belo Horizonte utilizando uma antena mínima de 15 pés (aproximadamente 4m). Antenas maiores irão prover um sinal mais forte mas a seletividade será pior e estações fortes poderão ser escutadas juntamente com as mais fracas.
Utilizando um fio longo como antena, a seletividade pode ser aumentada variando-se a indutância através de um curto-circuito variante ao longo do indutor. O Rf (amplificador de rádio freqüência) é constituído desse indutor variável em paralelo com um capacitor, como mostrado na figura 1.
Circuito RF
O indutor foi enrolado com 50 voltas de fio de cobre 28 em um tubo de PVC de aproximadamente 6 cm de diâmetro e comprimento de 15 a 20 cm (conforme figura abaixo). Utilizou-se um capacitor de 940pF no circuito. O diodo utilizado foi o de Germânio para resultados mais precisos .
Um circuito RF amplifica um sinal de rádio-frequência , entrando em ressonância com o mesmo, isto é, oscilando na mesma freqüência que o sinal. Conseguimos isso através da freqüência de ressonância para o circuito RLC:
w o = 1/ (LC)^1/2
Para sintonizar uma emissora, varia-se a indutância do indutor de forma a fazer o circuito entrar em ressonância com a freqüência da emissora . O indutor variável foi feito "raspando" uma região do indutor e colocando um cursor, como mostra a figura1.
O diodo é acoplado a saída do circuito RF para retificar o sinal em meia onda, antes do mesmo entrar no amplificador.
Amplificador
O sinal de entrada é constituído da sobreposição da onda de transporte e da onda de audio-frequência, de forma que é necessário eliminar a onda de transporte do circuito. Faz-se isto através de uma ligação em paralelo de um capacitor com um resistor de forma que a impedância de entrada elimine apenas a freqüência de transporte mas não a audio-frequência. Esta impedância pode ser calculada como:
(1/Z)= (1/R) +w o*C
onde Z é a impedância da associação, R é a resistência do resistor, C é a capacitância do capacitor e w o a freqüência do sinal.
Um capacitor de desacoplamento conecta o circuito RF ao amplificador. Este capacitor além de eliminar a corrente alternada do sinal deve ter a uma impedância que não atrapalhe o sinal de entrar no amplificador. Essa impedância é dada por:
Z=1/w o*C
Após este capacitor tem-se um buffer, cujo sinal de entrada é constituído por uma tensão contínua e uma alternada (sinal proveniente do RF). Essa tensão contínua é necessária devido a alimentação do amplificador, que possui apenas alimentação positiva. Isso faz com que a tensão proveniente do sinal oscile sobre um potencial maior que zero, garantindo que o sinal não será cortado. Essa tensão positiva é obtida diretamente alimentação do circuito, após a mesma passar por um divisor de tensão. O Buffer é alimentado por essa mesma tensão, antes dela passar através do divisor de tensão. O Buffer é um amplificador não inversor de ganho unitário que serve basicamete para isolar a corrente proveniente do sinal, da corrente de saída, não deixando que o restante do circuito funcione como uma carga para o divisor de tensão.
Figura 1. Indutor
Da saída deste Buffer, e passando através de uma resistência R1, o sinal e jogado em um amplificador inversor . Seu ganho é definido por:
G = -(R2/R1)
onde R2 é a resistência de realimentação do amplificador e R1 é sua resistência de entrada. Como a alimentação deste amplificador é apenas positiva, necessita-se jogar uma componente contínua , que deve ser maior do que a amplitude do sinal alternado após amplificado, em módulo, para não cortar parte do sinal.
Após este amplificador inversor, que tem por finalidade dar ganho de tensão no sinal proveniente do Buffer, torna-se necessário um amplificador de corrente, pois o objetivo em se amplificar um sinal proveniente de uma radio-frequência é dar um ganho de potência na áudio-frequencia associada a radio-frequencia. Como se sabe, a potência é o produto da tensão (rms) pela corrente (rms).
Com o objetivo de dar esse ganho de corrente no circuito, acopla-se um transistor na saída do amplificador acima citado. Esse transistor funciona como um fonte de corrente controlada por tensão. Sua base é conectada a saída do amplificador, seu terminal coletor é conectado diretamente à fonte e seu terminal emissor é conectado a realimentação. Este estágio de ganho de potência está mostrado na figura abaixo:
Saída
Após o estágio de amplificação de potência, em sua saída, tem-se o sinal desejado, somado a uma componente contínua, a qual deve ser eliminada através de um capacitor acoplado a saída, em paralelo com uma resistência, cuja associação funciona como um filtro passa alto, cortando a componente contínua. Deve-se calcular a freqüência de corte deste filtro de forma que não prejudique a passagem da audio-frequencia pelo mesmo. Essa freqüência de corte pode ser calculada por:
Fc = 1/(2*p *R*C)
Esse capacitor tem como finalidade eliminar a componente contínua do sinal. Em sua saída conecta-se um alto-falante de inpedância 8W que funcionará como carga para o circuito. O circuito final está esquematizado abaixo:
