Uso para o Pesquisador e Injetor de Sinais (INS350)
Uso para o Pesquisador e Injetor de Sinais (INS350)
O injetor de sinais, quando usado corretamente em todos os seus recursos, é um dos instrumentos de maior utilidade na oficina de eletrônica. A simplicidade deste aparelho, em geral, não permite uma correta avaliação de sua capacidade o que somente será possível após a leitura deste artigo em que algumas das principais possibilidades são explicadas. Assim, depois de montar, seu injetor de sinais conforme o artigo publicado no número anterior o leitor poderá aprender as principais técnicas para sua utilização.
Em outros artigos deste site temos projetos de diversos pesquisadores e injetores de sinais muito alguns muito simples e de excelente qualidade, capazes de fornecer aos leitores praticantes da eletrônica possibilidades ilimitadas de uso.
Neste artigo focalizaremos algumas aplicações práticas de um injetor seguidor de sinais que, no entanto, não precisam necessariamente usar os aparelhos que descrevemos. Qualquer pesquisador x injetor de sinais pode ser usado nas aplicações que citamos.
Os leitores verão que com este útil instrumento não só a verificação de funciona determinação de componentes falhos e até mesmo a prova dos componentes separadamente.
As aplicações citadas são todas simples envolvendo os problemas mais comuns que podem atingir os experimentadores, amadores, estudantes e mesmo técnicos reparadores.
Depois de rever um pouco o princípio de funcionamento dos dois aparelhos passaremos a sua utilização.
Em artigos do site explicamos como funciona cada etapa do seguidor e o injetor de sinais. Aqui o que nos interessa não é propriamente como funciona cada componente de um ou de outro circuito, mas sim o funcionamento conjunto em relação ao aparelho que está sendo provado.
Isso significa que a análise que faremos agora do princípio de funcionamento do pesquisador x injetor de sinais é um pouco diferente, levando em conta o processamento dos sinais nos circuitos provados.
Começamos pelo injetor de sinais.
Tomando como exemplo um rádio comum, vemos que este tipo de circuito é projetado de modo a processar um sinal aplicado a sua antena até que seja obtido em sua saída um sinal, agora diferente, que possa ser convertido em som. (figura 1)
Isso significa que o sinal passa por uma certa quantidade de etapas cada uma realizando uma função definida que pode ser a simples amplificação, a alteração da frequência ou mesmo uma modificação completa de suas características.
Se bem que a verificação do funcionamento de um aparelho deste tipo possa ser feito com a análise da maneira como o sinal que ele recebe aparece no alto-falante nem sempre isso é possível por diversos motivos.
Um dos motivos é que a deficiência que o aparelho apresenta é tal que não há nenhum sinal no alto-falante o que dificulta assim a localização da falha.
Podemos com muito maior facilidade encontrar uma deficiência num circuito deste tipo, ou proceder seu ajuste se aplicarmos nele um sinal artificial de tal maneira que apareça algum resultado em sua saída e em função desse resultado possamos saber o que acontece com ele.
É esta justamente a função do injetor de sinais: este aparelho produz um sinal cujas características são tais que possa servir para funcionar praticamente qualquer tipo de etapa de um rádio comum, de um amplificador e muitos outros aparelhos, para que, com este sinal possamos verificar como estes aparelhos funcionam e onde se encontram as deficiências.
Os leitores que não precisam ser médicos sabem que é preciso que o paciente diga o que sente para facilitar a localização de sua doença.
Naturalmente um rádio não pode fazer o mesmo, nem um amplificador, com a injeção de um sinal, podemos forçá-lo a fazer isso, injetando um sinal de maneira apropriada em diversos locais do aparelho podemos forçar o aparecimento do "sintoma" e com isso facilmente localizar a etapa do aparelho que está falhando.
É claro que para injetar um sinal num aparelho e descobrir os defeitos, ou fazer os ajustes não é suficiente ligar na sua entrada o injetor.
Existe uma técnica bem definida de trabalho com este instrumento e é justamente esta técnica que nos propomos ensinar neste artigo. Aplicando o sinal ponto por ponto num amplificador, rádio, mixer, pré-amplificador ou qualquer outro aparelho podemos facilmente chegar a etapa com problemas e depois localizar o componente ou componentes ruins, mas para isso é preciso em cada caso saber como fazer isso. Passemos agora ao pesquisador de sinais.
Um aparelho defeituoso é como um paciente humano. Em alguns casos ele não pode falar o que sente de modo que o médico precisa "apalpá-lo" ou medir certas constantes físicas como a temperatura e a pressão para chegar a alguma conclusão sobre o seu estado de saúde.
O injetor de sinais faz o nosso "paciente eletrônico" falar, enquanto que o seguidor de sinais é o aparelho que nos permite apalpar e localizar os pontos "quentes ou de maior pressão" de um circuito.
Trabalhando juntos os dois aparelhos constituem-se em excelente recurso para diagnosticar qualquer doença de um aparelho.
Como o seguidor de sinais "apalpa" os circuitos eletrônicos de um amplificador, de um rádio ou de qualquer outro aparelho?
Infelizmente nós não podemos sentir os sinais elétricos simplesmente colocando os dedos em determinados pontos de um circuito a não ser que a tensão existente neste pontos seja suficientemente alta para nos causar choque, mas neste caso, ninguém pretende colocar os dedos neste local...
O seguidor de sinais nada mais é do que um circuito que pode seguir os sinais tanto de áudio como de RF num circuito, transformando-os em som que é reproduzido num alto-falante.
Assim, tocando com uma ponta de prova em todos os pontos de um circuito, teremos uma rápida comprovação da presença do sinal, por mais fraco que ele seja, simplesmente ouvindo.
Isso nos permite saber se o circuito está ou não bom pela maneira como o sinal sai. Se houver distorção, enfraquecimento, ou ruídos anormais podemos logo perceber que algo está anormal.
Do mesmo modo que no caso do injetor de sinais, não é em qualquer lugar que podemos colocar a ponta de prova do seguidor de sinais para comprovar o funcionamento de um circuito.
Devemos ter uma técnica especial para isso e esta técnica está baseada não só nas características do sinal que deve ser seguido como também nas próprias características do circuito analisado.
É preciso que o leitor saiba exatamente onde encontrará determinado tipo de sinal, com que intensidade ele deve aparecer e de que modo é manifestada qualquer anormalidade para que o seguidor possa ser usado eficientemente.
A seguir, algumas aplicações de nosso pesquisador x injetor de sinais.
PROVA E AJUSTE DE RÁDIOS AM
Radinhos transistorizados do tipo portátil, de mesa, ou mesmo auto-rádio podem ser diagnosticados e reparados com facilidade tanto com o uso do injetor de sinais como do seguidor de sinais.
Para que o leitor tenha uma ideia de como usar este instrumento deve entender de maneira resumida como funciona este tipo de aparelho e que tipos de sinais são encontrados em suas diferentes etapas.
Na figura 2 temos então um diagrama de blocos em que se representa um receptor de rádio comum. Vejamos como os sinais são processados.
Na antena do rádio aparecem sinais de RF correspondentes a todas as estações da localidade se bem que somente um, o da estação sintonizada passe chegando ao transistor misturador ou conversor.
Nesta primeira etapa, o sinal da estação sintonizada é misturado com um sinal gerado no próprio rádio pelo oscilador local de tal maneira que a sua diferença de frequência seja de 455 kHz, ou seja, igual à frequência intermediária do rádio.
Na saída desta etapa temos, portanto, um sinal de RF (alta frequência) modulado em amplitude mantendo portanto as mesmas características do sinal emitido pela estação.
O sinal obtido é então amplificado por uma ou duas etapas seguintes que são as etapas amplificadoras de FI (frequência intermediária) mantendo ainda suas características originais, ou seja, sendo modulados em amplitude.
Na última etapa de FI o sinal sofre uma transição entrando na etapa detectora do aparelho. Neste ponto deixamos de encontrar sínais de RF e passamos a encontrar sinais de áudio (BF).
O sinal de áudio conseguido nesta etapa é então amplificado pelas etapas seguintes, começando por passar pela etapa pré-amplificadora de áudio, indo depois para a etapa excitadora e saindo na última etapa, de saída com toda a potência que ele precisa para excitar o alto-falante com bom volume. Alguns rádios mais simples tem apenas duas etapas de áudio, não sendo encontrada portanto a pré-amplificadora.
O que devemos observar então no percurso dos sinais:
a) Da etapa de entrada até a última Fl temos sinais de RF que aumentam de intensidade atingindo o máximo na última Fl.
b) Daí por diante temos sinais de áudio somente que também aumentam de intensidade até a saída.
c) As etapas iniciais que trabalham com sinais de RF são todas sintonizadas, enquanto que as etapas de áudio são circuitos que operam com todas as frequências dentro da faixa audível.
O que significa tudo isso para o caso de querermos usar o pesquisador x injetor de sinais na reparação de um rádio? Que tipo de sinais devemos aplicar em cada etapa?
Uso do Injetor
De posse de um rádio que não funciona ou que apresenta qualquer anormalidade, devemos começar por verificar sua fonte de alimentação, usando para esta finalidade o multímetro. Procuramos então ver se todas as etapas recebem a tensão normal da pilha (figura 3).
Uma vez comprovada que a alimentação se encontra em ordem começamos a usar o injetor da seguinte maneira.
a) Injetamos o sinal inicialmente no alto-falante para verificar se este componente não se encontra aberto. Deve haver a reprodução do sinal claramente, porém baixa.
b) A seguir vamos injetando o sinal do pesquisador sucessivamente da etapa de saída em direção ao detector. Os sinais devem ser injetados primeiro no coletor do transistor e depois na base, seguindo a ordem sugerida na figura 4.
c) Se ao injetar no coletor você obter reprodução mas ao injetar na base não é sinal que o transistor se encontra aberto, ou em curto devendo ser substituído.
d) Se ao injetar no coletor nada acontecer, verifique o capacitor de acoplamento ou o transformador e os seus componentes associados.
e) Se o acoplamento entre dois transistores for por meio de capacitor injete o sinal depois do capacitor e em seguida antes. Se o capacitor estiver aberto, com esta prova a falha do mesmo será facilmente detectada: não haverá reprodução na prova de antes.
f) Chegando ao detector você tem duas possibilidades: pode passar agora a injetar o sinal da entrada da antena em direção ao detector ou fazer o caminho inverso, ou seja, continuar do detector em direção a antena. Conforme sugere a figura 5.
Na medida em que você for injetando sucessivamente o sinal primeiro no coletor de cada transistor e depois na base pode ocorrer uma súbita interrupção do mesmo. Isso significa que o problema se encontra naquela etapa que deve ser analisada. Verifique o estado do transistor da etapa e também os componentes a ele associados.
g) Se o sinal estiver presente antes de uma FI, mas não estiver depois a causa também pode estar na interrupção do enrolamento de um desses transformadores ou num curto-circuito entre espiras. A oxidação dos fios é um problema que pode aparecer dando como resultado o emudecimento do rádio.
Calibrando o rádio
Se o seu problema for simplesmente calibrar um rádio que tenha sido reparado ou que tenha suas bobinas "mexidas" o injetor de sinais pode ser de grande utilidade.
Para esta finalidade aplique o sinal do injetor na antena do rádio ou então por meio de uma espira de acoplamento que nada mais é do que uma ou duas voltas de fio enrolado em torno do rádio, conforme mostra a figura 6.
A existência de muitos sinais de frequências múltiplas que se estendem até a faixa de ondas médias e mesmo curtas possibilita o uso do injetor Como gerador de sinais de RF também.
Se ao ligar o injetor desta maneira nada for ouvido porque o rádio se encontra muito fora das condições de ajuste perfeito você deve começar aplicando o sinal na base do primeiro transistor amplificador de Fl ou então no coletor do transistor misturador, conforme mostra a figura 7.
A seguir, usando uma chave própria para ajuste de bobinas (de plástico ou madeira), ajuste os transformadores de FI para obter máxima intensidade de sinal na saída.
Depois de ajustadas as FIs, ligue o injetor na entrada do circuito e agora ajuste bobina osciladora e o trimmer de antena que fica no variável do rádio.
PROVA DE AMPLIFICADORES
Ainda com o injetor de sinais somente, você pode fazer a prova de funcionamento de amplificadores e detectar falhas em seus circuitos com facilidade.
O princípio de uso é o mesmo já que as etapas de áudio dos rádios comuns nada mais são do que amplificadores de pequena potência que funcionam exatamente como os amplificadores de maior potência.
Na figura 8 temos um diagrama de blocos que mostra as etapas que são encontradas num amplificador de áudio comum.
Para usar o injetor de sinais na prova de amplificadores o procedimento é então o seguinte:
a) Comece verificando a tensão na fonte de alimentação, pois esta também pode ser a causa de um funcionamento anormal.
b) Em seguida prove o alto-falante injetando no mesmo o sinal do nosso aparelho. O sinal deve ser claro se bem que seu volume muito pequeno em vista da potência do mesmo.
c) A seguir comece injetando o sinal na base dos dois transistores de saída da etapa em simetria complementar. Se a injeção do sinal em um dos transistores resultar em distorção excessiva ou na falta de reprodução, teste os dois transistores, pois um deles pode estar queimado.
d) Passe depois para a base do transistor impulsor (driver) injetando o sinal. A figura 9 mostra a configuração típica de uma etapa de saída de um amplificador com os pontos de aplicação dos sinais.
e) Os próximos pontos em que o sinal deve ser injetado são os dos coletores e bases dos transistores das etapas pré-amplificadoras de áudio. A medida que o sinal for sendo aplicado nas etapas mais próximas da entrada, a sua reprodução deve ir ficando mais forte. Isso é explicado pelo fato do sinal passar por uma maior amplificação.
PROVA DE RÁDIOS COM O PESQUISADOR DE SINAIS
Para provar um receptor de rádio com a ajuda do seguidor de sinais você pode usar uma estação sintonizada pelo mesmo como referência ou então aplicar em sua entrada o sinal do injetor.
Na figura 10 temos então a ligação do injetor de sinais na entrada do receptor, e os pontos em que devemos ligar a entrada do seguidor de sinais para comprovar o seu funcionamento.
A medida que formos acompanhando o sinal em direção à saída do mesmo, ou seja, em direção ao alto-falante iremos notando que sua intensidade se torna maior.
Se houver uma redução de intensidade do sinal em algum ponto ou se for verificado seu desaparecimento isso significa que o problema foi localizado.
Conforme vimos, no percurso da entrada para a saída o sinal sofre uma série de transformações: assim, até a etapa detectora temos sinais de RF o que significa que devemos usar a entrada que possui o detector para fazer sua análise, e a partir daí teremos sinais de áudio, sendo usado a entrada de áudio.
Os pontos de cada etapa em que deve ser verificada a presença do sinal dependem da configuração do elemento ativo usado em cada uma.
Nos rádios transistorizados comuns para a faixa de ondas médias normalmente todos os transistores trabalham na configuração de emissor comum, conforme mostra a figura 11, em que o sinal é aplicado à base do mesmo e retirado do seu coletor.
São estes, portando, os pontos onde deve ser verificada a sua presença.
PROVA DE AMPLIFICADORES COM O APARELHO
Ligando à entrada do amplificador em prova uma fonte qualquer de sinais como um toca-discos, um tape-deck ou mesmo a saída de fone de seu radinho portátil você pode fazer com o seguidor de sinais uma eficiente verificação de seu funcionamento detectando anormalidades em etapas.
Na figura 12 temos então a sequência de pontos em que deve ser ligada a entrada do seguidor de sinais, nas quais se deve constatar a presença do sinal, com mínimo de distorções.
Veja que acompanhamos o sinal da entrada em direção à saída, devendo a intensidade do sinal ir aumentando neste percurso, o que será compensado pelo controle de volume do pesquisador.
O ponto em que houver distorção ou desaparecimento do sinal nos mostra a anormalidade do aparelho. Faça então uma análise dos componentes desta etapa com a medida de tensões e correntes, com a prova dos mesmos fora do circuito ou com outros métodos que tiver disponível.
Veja que nos amplificadores comuns os transistores em geral operam tanto na configuração de emissor comum como de coletor comum.
No primeiro caso o sinal deve ser verificado na base e no coletor do transistor que são os eletrodos de entrada e saída, conforma mostra a figura 13.
No segundo caso a presença do sinal deve ser verificada na base e no emissor que são os eletrodos de entrada e saída conforme sugere a figura 14.
Conforme dissemos, seria impossível abordar num único artigo todas as possibilidades do injetor e do seguidor de sinais. Assim, paramos por aqui, sugerindo ao leitor que consulte outros artigos sobre o assunto, disponíveis em nosso site.