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
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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
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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