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Curso de electrónica - parte 18 Construção de um receptor elementar

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Curso de electrónica - parte 18 Construção de um receptor elementar

Mensagem  joseflor em Qui 4 Dez 2008 - 6:10

Índice do curso aqui
Votação sobre "Curso de Electrónica – por José Flor"


Introdução á electrónica básica
Parte 18
Construção de um receptor elementar - Rádio de galena


Dispondo-se de uma boa antena e bom terra, podemos construir um [b]receptor elementar, que é a primeira aplicação dos demoduladores.
Qualquer receptor tem que executar, no mínimo, três funções:
1. selecionar o sinal
2. detectar o sinal, ou seja, separar a informação de áudio da onda portadora de RF
3. transformar os impulsos elétricos dos receptores
O 3º consta de um circuito sintonizado LC, onde é selecionada, através de Cv a emissora que se quer ouvir; um diodo que retifica o sinal; o capacitor C, que filtra a RF; e o fone, que é a carga do diodo, ao mesmo tempo que transforma a onda de modulação em sonora.

Cálculo do circuito
Mostremos como se dimensionam os componentes desse circuito para a recepção da faixa de ondas médias.
Inicialmente, escolheremos o capacitor variável. Fiquemos com um tipo preferencial de 410 pF de capacitância residual (mínima). Estipulando a faixa a ser recebida como de 535 a 1.605 KHz, deveremos colocar um trimmer em paralelo com o variável, para que possamos cobri-la. Esse trimmer calcula-se por: CT = (CV máx. – R2f . CV min.) / (R2 – 1) onde CV max. = 410 pF, CV min. = 20 pF, Rf = 1.605/535 = 3. Logo: R2f = 9, donde: CT = (410-9x20) / (9-1) = 28,7 pF.
Considerando que desse valor devemos descontar as capacitâncias parasitas, utilizaremos um trimmer de 3 a 30 pF. Agora, calculamos a indutância da bobina. Isto se faz pela expressão: L = 1 / 4π2 x F2mín. X Cmáx. Onde F é considerado em Hz e C em F. Para tomarmos os valores da freqüência diretamente em MHz e o da capacitância em pF, esta fórmula se simplifica para: L = 25330 / F2C onde L é dado em μH. Como: F = Fmín. = 535 KHz = 0,535 MHz e: C = Cmáx. = CV max. CT = 410 28,7 = 438,7 pF. Substituindo esses valores e efetuando as contas, teremos: L = 25330 / (0,535)2 x 438,7 25330 / 125,566 = 202 μH.
De posse desse valor, e com conhecimento sobre bobinas, podemos calcular o número de espiras. É claro que nos interessa o máximo de seletividade; conseqüentemente, devemos escolher uma bobina de Q elevado. Sabemos que para isso se deve utilizar fio grosso (pequena resistência) e fôrma de grande diâmetro. Para que a bobina não fique muito volumosa, vamos enrola-la em fôrma de 2,5, de modo que o comprimento do enrolamento seja 2,0 cm. Utilizando a fórmula: n = 1 / D x √L (45 D 100 l) temos: n = 1 / 2,5 x √202 (45 x 2,5 100 x 2), n = 0,4 √63125, n = 0,4 x 251,2 = 100 espiras.
O condutor deverá ter diâmetro de: d = l / n = 2 cm / 100 = 0,02 cm.
O condutor cujo diâmetro mais se aproxima desse é o nº 32AWG (d=0,2019 mm). Assim, construiremos nossa bobina com 100 espiras, de condutor nº 32, em fôrma de 2,5 cm, enrolados sem espaçamento. Como detector, vamos escolher qualquer diodo de germânio ou silício especial para RF, tais como 1N34, OA70, 1N4148, 1N60, etc. O capacitor de demodulação (filtro de RF) C deverá ser escolhido em conjunto com a resistência de carga. Em nossa experiência, a carga é o próprio fone. Aqui há duas opções:
1. Escolhe-se o fone de cristal de alta impedância.
2. Escolhe-se o fone magnético de baixa impedância.
Para a primeira opção, uma vez que a resistência do fone de cristal é de cerca de 1 MΩ, o capacitor deve ser de 50 pF. A constante de tempo RC deve ter, aproximadamente, 50 μseg; logo, substituindo R por 1 MΩ, resulta:
1000000 x C = 50 / 1000000 ou C = 50 / 1000000 x 1000000 = 50 pF.
Para a segunda opção, isto é, fone magnético, cuja impedância é 1000Ω aproximadamente, podemos fazer novamente o cálculo, ou apenas observar que, se a resistência diminuiu de 1000 vezes, o capacitor deverá aumentar dessa quantidade; entretanto, é conveniente utilizar capacitor 10 vezes menor que o calculo. Portanto: c = 50 x 1000 / 10 = 0,005 μF.
Se utilizarmos o fone de cristal, use o esquema da figura 1, caso opte pelo fone magnético, use o esquema da figura 2.


Figura 1


Figura 2


Para usar o esquema da figura 2, devemos retirar o sinal de uma derivação da bobina, como passaremos a calcular.
Suponhamos que o Q da bobina construída seja de 150 em 1 MHz, o que é um valor bastante razoável. A capacitância do variável, para sintonizar 1 MHz, é calculada pela expressão simplificada: C = 25330 / f2 x L onde f deve ser tomado em MHz e L em μH, para que C resulte em pF. Substituindo f por 1 MHz e L por 202 μH (indutância da bobina de sintonia), virá: C = 25330 / 12 x 202 = 125 pF.
A reatância na freqüência de ressonância, ou seja, a resistência dinâmica do circuito será: Rd = 1 / 6,28 x f x c x Q (onde 6,28 = 2π) logo: Rd =1 / 6,28 x 1000000 x 125 / 1000000000000 x 150 = 191000Ω. Para casar essa resistência com os 1000Ω do detector, a fim de que haja máxima transferência de energia, a relação de transformação é dada pela expressão: n = √Rd / RC onde: n = √191000 / 1000 = 14. Assim 100 espiras / por 14 = 7,2 espiras. Ou seja à 7ª espira, tiramos uma derivação da nossa bobina.

Na figura 3, vemos a montagem do nosso receptor elementar.


Figura 3



José António Flor de Sousa

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