aula 14 - módulo 3
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aula 14 - módulo 3
ATENÇÃO: O material a seguir é parte de uma das aulas da apostila de MÓDULO 3 que por sua vez, faz parte do CURSO de ELETROELETRÔNICA ANALÓGICA -DIGITAL que vai do MÓDULO 1 ao 4. A partir da amostra da aula, terá uma idéia de onde o treinamento de eletroeletrônica poderá lhe levar. Você poderá adquirir o arquivo digital da apostila completa (16 aulas), ou ainda na forma impressa que será enviada por por correio. Entre na nova loja virtual CTA Eletrônica e veja como: www.lojacta.com.br Além de ter a apostila e estuda-la, torne-se aluno e assim poderá tirar dúvidas de cada uma das questões dos blocos atrelados a cada uma das aulas da apostila, receber as respostas por e-mail, fazer parte do ranking de módulos e após a conclusão do módulo com prova final, participar do ranking geral e poder ser chamado por empresas do ramo de eletroeletrônica. Saiba mais como se tornar um aluno acessando nossa página de cursos: www.ctaeletronica.com.br/web/curso.asp APOSTILA ELETRÔNICA GERAL AULA 14 MÓDULO - 3 RECEPTOR AM-FM com MICROPROCESSADOR parte 1 Diagramação em blocos do radio-receptor Análise detalhada dos estágios: Sintonizador AM-FM; FI de AM-FM e demodulação AM-FM O decodificador estereofônico de FM RÁDIO RECEPTOR DE AM/FM COM MICROPROCESSADOR Depois da introdução dos rádio em FM os aparelhos rádios receptores passaram normalmente a trabalhar como receptores de sinais em AM e FM. Os aparelhos modernos tem seus circuitos geralmente integrados num único componente processador chamado de CI (Circuito Integrado), sendo este uma pastilha (chip) que tem dentro de si centenas e até milhares de componentes como transistores, diodos, resistores e alguns capacitores de baixa capacitância. Com isso não podemos mais visualizar os componentes discretos e sim apenas alguns componentes complementares ao CI, como indutores ou bobinas, capacitores cerâmicos ou poliéster de alto valor (acima de 10nF) ou capacitores eletrolíticos. Tomaremos como exemplo de um rádio receptor de AM e FM o “receiver” SONY VX30 (rádio e amplificador), que apesar de não ser um receiver (receptor com amplificador) moderno, possui quase toda a tecnologia utilizado nos rádios receptores e microsystem´s atuais, e tendo a vantagem extra de não ser totalmente integrado, tendo muitos circuito discretos permitindo uma análise de circuitos mais detalhada. Seu esquema elétrico da parte de rádio AM e FM e controle está encartado nesta apostila, mas o diagrama em blocos completo pode ser visto na figura 1, onde poderemos ver melhor seu funcionamento para depois passarmos a identificar seus componentes no esquema elétrico. DIAGRAMAÇÃO DE BLOCOS VX30 Sintonizador, FI e demodulação de FM e decodificador stereo: podemos ver a entrada da antena de FM no lado superior esquerdo do diagrama de blocos, indo até o sintonizador, onde a portadora de FM de determinada emissora será convertida para a portadora de FI de 10,7MHz, indo após a um filtro cerâmico sintonizado em 10,7MHz. Após o sinal passa pelos amplificadores de FI, indo até um integrado IC201, onde é feita a amplificação final de FI e demodulação da portadora de FM, surgindo aqui o sinal multiplex, contendo as informações estereofônicas do sinal de áudio. O sinal multiplex vai a outro integrado, o IC202, onde é feita a decodificação do sinal multiplex, sendo este, transformado em dois sinais L e R que saem pelos pinos 8 e 10 do integrado. Notem que no diagrama de blocos, é apresentado somente um caminho para o sinal de áudio, no caso o canal L. Sintonizador, FI e detecção do sinal OM (Ondas Médias): No local de entrada de antena de FM, também há um top que permite a ligação para antena de AM, apesar do circuito possuir antena interna (bastão de ferrite). O sinal da antena de OM, vai até o pino 3 do integrado IC401, sendo amplificado, servindo este integrado também como oscilador local de OM (pinos 18 e 19 do IC401). A portadora de FI em AM de 455kHz sairá pelo pino 7 NECESSIDADE DE DOMÍNIO DA LÍNGUA do mesmo integrado, sendo este sinal sintonizado INGLESA no circuito ressonante T403, sendo após enviado a outro filtro de 455kHz, entrando novamente no Para a explanação deste diagrama de blocos bem IC401 pelo pino 9, sendo internamente amplificado como o esquema elétrico do sintonizador e e detectado, onde teremos as variações de áudio microprocessador, serão mantidos os escritos em saindo pelo pino 13. A seleção do sinal de áudio de língua inglesa, pois todos os esquemas atuais, bem OM ou FM, será feita internamente no integrado como manuais técnicos vem nesta língua. Pedimos IC202, através de um comando em tensão feito no que os alunos estudem a língua inglesa pelo menos pino 6 do mesmo integrado. Além do chaveamento até o domínio da leitura dos textos presentes nos entre os sinais de OM ou FM, ainda haverá manuais. Indicamos um treinamento em CR-ROM polarização ou alimentação feita pelos transistores (7 discos) chamado “Learning to Speak English”, Q406 e Q407, permitindo polarização para o circuito onde o aluno dedicando uma hora diária, em cerca sintonizador OM e ao mesmo tempo inibindo o de 8 ou 9 meses, estará lendo e quem sabe até funcionamento da portadora de FI de FM no pino 5 falando esta língua universal. do integrado IC201. ELETRÔNICA AMPLIFICADORES A, B, C, AB - OSCILADORES - SISTEMAS DE TRANSMISSÃO E RECEPÇÃO 143 APOSTILA ELETRÔNICA GERAL MÓDULO - 3 DIAGRAMA DE BLOCOS DO RECEIVER SONY - STR VX20 figura 1 144 AMPLIFICADORES A, B, C, AB - OSCILADORES - SISTEMAS DE TRANSMISSÃO E RECEPÇÃO ELETRÔNICA APOSTILA ELETRÔNICA GERAL MÓDULO - 3 Referência dos osciladores de OM e FM para display: A sintonia de emissoras tanto de FM como de OM é feita através de tensão aplicada a diodos varicaps, que vem do pino 11 do IC302. Este integrado cria neste pino uma variação PWM (Pulse Wide Modulator) ou Modulação por largura de pulso, que é uma onda quadrada variando em largura, que após passar pelo filtro ativo Q306 e Q307, gerará uma tensão que atuará sobre os diodos varicaps. Podemos ver o conjunto diodo varicap para a seção de OM (D401), mas não podemos vemos dentro do sintonizador de FM. Uma amostra dos osciladores de FM e OM entrará pelos pinos 14 (FM) e 16 (AM-OM) do integrado IC302, para que após lida a frequência, possamos enviar informações de data (dados) e clock, para o microprocessador que converterá estas em sinais de excitação para o display, indicando a frequência correta de cada emissora. sinal, como por exemplo o sinal de áudio de um DVD. O chaveamento para o tape-deck, será feito de forma mecânica, ou seja, quando pressionamos a tecla play, a chave S5, vai para a posição tape. Também há na malha (pino 11 e 12 do IC502) uma saída REC OUT, que nada mais é do que uma saída de áudio, que permite que o sinal presente neste ponto possa ser processado por outro equipamento. Os comandos do microprocessador e display: O microprocessador, será o responsável pelo controle geral das funções do equipamento, podendo ligar e desligar o equipamento (Stand-by), chavear a opção entre FM e OM, chavear as outras opções de áudio como AUX, Phono (atualmente CD), tape e fazer a indicação de tudo isto em um display. Seu funcionamento básico está na alimentação feita no pino 42, sendo o reset feito no pino 31, de vital importância (veremos detalhes adiante). Além disso, necessitará de um oscilador de clock, que marcará os passos de processamento, que é feito por uma frequência baixa de 360kHz, entrando em seu pino 27 (proveniente do processador PLL IC302). Nos system´s atuais esta frequência é de 10MHz ou superior. Este processador terá uma série de pinos de entrada e outros de saída, para executar uma série de comandos e indicações de display, como veremos na próxima aula. Temos também neste bloco o “FLUORESCENT INDICATOR TUBE” ou tubo (válvula) indicadora fluorescente, que nada mais é do que uma válvula sofisticada, possuindo muitas grades e placas, processo utilizado até os dias de hoje. Chaveamento de funções OM-FM-AUX-PHONO e TAPE: Como dissemos anteriormente, no diagrama de blocos é indicado o processamento de apenas um dos canais (L). Sendo assim, o sinal L do integrado IC202, que poderá trazer o sinal de áudio de FM ou de OM, entrará pelo pino 10 do integrado IC502, onde para passar adiante, recebe comando entrando no pino 7 (nível alto), enquanto os pinos 6 e 9 ficam em nível baixo. Este sinal sairá pelo pino 11 e encontrar-se-a com o pino 12, onde sairão os sinais do Phono (toca-discos), que atualmente foi substituído pelo CD, e também o sinal AUX (auxiliar), onde podemos injetar outras fontes de ELETRÔNICA Controle de Audibilidade: No processamento do sinal, chegamos a uma chave de “loudness” cuja tradução seria “audibilidade”, ou correção das frequências baixas e altas em baixo nível de volume. Este processo é usado na maioria dos equipamentos, pois sabe-se que nosso ouvido perde sensibilidade nas frequências baixas e altas, quando o nível de volume é baixo. Desta forma, criamos um TRAP para frequências médias, feito na chave S6, sendo que o sinal com maior nível de graves e agudos é entregue a um pino extra no potenciômetro, onde permite que à medida que o cursor é deslocado para o lado de baixo, maior porção deste sinal seja aproveitada. Em muitos equipamentos isso é feito automaticamente, mas alguns, dão a opção de acionar o loudness ou não. A sensação do loudness acionado é de encorpar o som, mas que deve ser usado somente em baixos volumes. Pré-amplificação: O sinal de áudio L, após passar pelo controle de volume, segue para o integrado amplificador de tom. Antes, porém, temos o controle de balanço, onde podemos ver que RV602, possui seus extremos ligados nos sinais do canal L e R. Parece que aqui, esses sinais serão somados, mas isso não ocorre, pois o tap central do potenciômetro está ligado à massa. Desta forma se ele estiver no centro, o nível de volume dos canais será igual; mas, se girarmos o potenciômetro, tirando-o do centro, teremos diferença de níveis entre os amplificadores. Como dissemos anteriormente, o sinal prossegue até um pré-amplificador, feito pelo integrado IC601, e após a um controle de tonalidade passivo, que dará maior ou menor ganho aos graves ou agudos. Considerando os ajustes no centro, podemos dizer que a resposta dos sinais de áudio L e R serão planas, ou seja, mesmo nível para as frequências baixas, médias e altas. Mas, girando os ajustes em sentido anti-horário, teremos uma diminuição de graves e agudos, destacando as frequências médias. Ao girar os potenciômetros em sentido horário, teremos maior nível nos graves e agudos. Amplificação de potência: Depois de ajustado o volume e a tonalidade os sinais “L” e “R” irão para a primeira etapa de amplificação (drive) no IC701, que é um amplificador estéreo de sinais de baixa AMPLIFICADORES A, B, C, AB - OSCILADORES - SISTEMAS DE TRANSMISSÃO E RECEPÇÃO 145 APOSTILA ELETRÔNICA GERAL MÓDULO - 3 amplitude. O sinal L entrará no pino 1 e sairá pelo pino 3. É bom destacar aqui, que este integrado não faz apenas um amplificação do “sinal” dos canais L e R, mas também será responsável em polarizar adequadamente a etapa de potência, formada pelo integrado IC702, entrando o sinal L e polarização DC pelo pino 1 e saindo o sinal amplificado pelo pino 4. Como este amplificador de potência trabalha com fonte simétrica de +36V e -36V, deverá ter na saída (pino 4) uma tensão média de zero volt, que além ir para os bornes das caixas acústicas, também terá uma amostra de tensão realimentada para o integrado IC701, para que seja controlada a tensão de 1/2Vcc. Assim, o integrado IC701, não será somente um pré-amplificador, mas fará a monitoração da tensão da fonte de alimentação, bem como a tensão de saída do amplificador em 1/2 Vcc, que neste caso será de ZERO VOLT. Junto aos bornes dos alto-falantes, teremos a opção de instalar mais dois conjuntos de caixas L e R, que estarão em outro ambiente, permitindo assim, que o usuário faça a opção em ligar o sistema A ou B, sem ter que mudar as caixas acústicas para outro ambiente. Temos um pouco antes dos bornes das caixas, as saídas para o HEADPHONE ou fone de ouvido, onde podemos observar resistores em série com os fones, para diminuir o nível de sinal entregue a eles. ANÁLISE DETALHADA DOS ESTÁGIOS SINTONIZADOR DE FM Neste receiver (receptor com amplificador), temos 2 sintonizadores separados, sendo um de FM (FE201) e outro pelo IC401 (oscilador e FI de AM). Começaremos nossa análise pelo sintonizador de FM FE201, que pode ser visto na figura 2. O sinal captado pela antena de FM, que no caso poderá utilizar uma fita 300 ohms e a mesma antena utilizada para recepção de TV em VHF entrará no sintonizador FE201, de forma balanceada, ou seja, com o sinal em fase e contra-fase (para minimizar os ruídos). O sinal de FM, também poderá entrar via cabo coaxial de 75 ohms, entrando em um dos pinos de 300 ohms e o massa. Como o sinal trabalha na frequência de 88MHz à 108MHz, necessitará de circuitos ressonantes de sintonia com indutores e capacitores de baixo valor, sendo esses componentes internos no bloco FE201. Além disso podemos ver que a variação da sintonia será feita por variação de tensão, que para FM variará de 3,5V à 20,5V (88MHz tensão mais baixa até 108MHz, tensão mais alta), tanto para o amplificador de RF, quanto para o oscilador local. O sinal de RF amplificado e o sinal do oscilador local se encontrarão no bloco “MIX” onde sofrerá o processo de heterodinagem através do batimento do oscilador local com a portadora sintonizada, saindo do sintonizador pela saída IF OUT, apenas a portadora de 10,7 MHz. O circuito de geração da tensão variável para os diodos varicaps, será vista na próxima aula. O sinal de FI que sai do sintonizador, entrará em um filtro cerâmico ressonante, feito especialmente para a frequência de 10,7MHz, não necessitando de ajustes como os circuitos ressonantes por bobinas e capacitores necessitam. O sinal ainda passará por um circuito reforçador de figura 2 146 AMPLIFICADORES A, B, C, AB - OSCILADORES - SISTEMAS DE TRANSMISSÃO E RECEPÇÃO ELETRÔNICA