Receptor de VHF (ART141)
Receptor de VHF (ART141)
O receptor apresentado, do tipo super-regenerativo, serve tanto para a escuta de transmissões na, faixa, de aviação e serviços públicos quanto como um eficiente circuito de entrada para controles remotos que operem na faixa dos 72 MHz. Alimentado por uma tensão de 6 ou 9 V ele pode usar pilhas comuns ou bateria.
Temos recebido solicitações de diversos leitores para a publicação de um circuito simples, preferivelmente do tipo super-regenerativo (que não requer bobinas comerciais difíceis de encontrar e ajustar) para a escuta de transmissões na faixa dos 50 aos 150 MHz.
O circuito que apresentamos tem excelente sensibilidade, se bem que a seletividade não seja das maiores, característica inerente dos projetos super-renegerativos.
Pela sua simplicidade trata-se de configuração ideal para receptores experimentais, intercomunicadores simples (tipo walk-talkie), para controles remotos e mesmo sistemas de segurança, chamada e alarmes sem fio.
Um ponto importante a ser ressaltado neste projeto é sua flexibilidade, pois ele pode sintonizar faixas mais ou menos largas entre 50 e 150 MHz, com a simples troca das bobinas, mas, para os leitores que não possuírem instrumentação especializada para trabalhos de RF, lembramos que ele não necessita de ajustes a não ser da frequência de operação, e que podem ser feitos "de ouvido".
Finalmente, temos como ponto significativo final, o fato dele usar componentes comuns de fácil obtenção e até certa flexibilidade na etapa de saída.
Dentre as aplicações possíveis para este circuito, temos:
a) escuta de estações da faixa de VHF incluindo aviação e polícia. Aviões comerciais em vôo podem ser captados a distâncias de até mais de 100 km, dependendo apenas da altura em que se encontram e da localização do receptor, usando apenas uma antena telescópica comum.
b) etapa receptora para walk-talkies simples que terão alcance que dependerá da potência do transmissor escolhido para o projeto.
c) etapa receptora para controles remotos, bastando remover o circuito amplificador de áudio, aplicando o sinal a um decodificador, detector, filtro ou acionador direto de um relé ou outro dispositivo de controle.
d) etapa de acionamento de sistemas de alarme, chamada ou aviso retirando-se o amplificador e colocando-se em seu lugar um circuito apropriado de acionamento de sirenes.
Alimentação: 6 a 9 V
Consumo: 20 a 100 mA, dependendo do volume do amplificador
Faixa sintonizada: 50 a 150 MHz
Tipo de receptor: super-regenerativo
Potência de áudio: 200 a 500 mW (dependendo da tensão)
Na entrada temos um detector super-regenerativo com a configuração básica ilustrada na figura 1.
Este tipo de detector nada mais é do que um oscilador operando como um circuito que sobrepõe seu sinal à frequência da estação que está sendo recebida de modo a haver uma realimentação que reforça este sinal, ocorrendo depois sua detecção.
A bobina e o capacitor variável determinam portanto a frequência de recepção dos sinais. No nosso caso, usaremos diversas bobinas, pois uma única não consegue dar cobertura total da faixa de 50 a 150 MHz. O leitor deverá escolher a bobina de acordo com a faixa de frequências que deseja receber.
O capacitor cerâmico entre o coletor e o emissor do transistor faz a realimentação que mantém o oscilador em funcionamento.
O ponto ideal de funcionamento depende do sinal sintonizado, havendo para isso um controle de regeneração que consiste no potenciômetro P1.
No emissor do transistor temos um choque de RF cuja finalidade é separar os sinais de alta frequência dos sinais de áudio que são detectados pelo circuito aparecendo no emissor do transistor.
Assim, após o choque temos apenas sinais de áudio, sendo o que resta do sinal de RF colocado à terra pelo capacitor existente neste ponto.
Um filtro RC filtra ainda mais o sinal de áudio, que então é aplicado a um transistor pré-amplificador de áudio.
Para as aplicações em controle remoto, o sinal de áudio ou baixa frequência para acionamento ou aplicação num decodificador já podem ser retirados com boa intensidade do coletor deste transistor.
O resistor de base do transistor também pode ser alterado na faixa de 270 k ohms a 1,2 M ohms de modo a haver melhor ganho, conforme a aplicação.
O sinal de áudio obtido neste ponto para o caso de um receptor para aviões ou polícia é aplicado ao controle de volume, e dele à entrada de um amplificador de áudio.
No nosso projeto original optamos por usar um amplificador integrado muito comum e de excelente rendimento que é o LM386.
Este circuito integrado fornece potências na faixa de algumas centenas de miliwatts com poucos componentes externos e excelente qualidade. No entanto, os leitores que desejarem ter maior potência de áudio podem usar outros amplificadores como por exemplo, o TDA2002.
Para este, teremos uma potência muito maior, mas o circuito já não poderá ser alimentado por pilhas comuns e sim por fonte, dado o consumo ser mais elevado.
Também existe a possibilidade de se usar uma etapa transistorizada muito simples como a mostrada na figura 2, que serve para excitar um alto-falante com uma potência entre 20 e 50 mW, ou ainda um fone de ouvido de baixa impedância.
O consumo deste tipo de circuito depende basicamente da potência do amplificador e do volume com que ele é usado.
Para o caso do LM386, temos duas possibilidades: usar 4 pilhas pequenas ou médias para 6 V, ou ainda 6 pilhas médias ou grandes para maior potência e autonomia.
É claro que fontes estabilizadas de 6 ou 9 V também podem ser utilizadas para aplicações fixas.
Na figura 3 temos o diagrama completo de nosso receptor de VHF.
A disposição dos componentes numa placa de circuito impresso é vista na figura 4.
Observamos que, como se trata de circuito de alta frequência, é muito importante manter curtas todas as ligações, inclusive os terminais de componentes como a bobina, e principalmente o capacitor variável.
O capacitor variável é do tipo de baixa capacitância usado em rádios transistorizados para a faixa de FM com capacitância máxima da ordem de 40 ou 50 pF. Capacitores variáveis maiores, para a faixa de AM não servem, pois em parte da faixa sintonizada eles bloqueiam as oscilações, parando o funcionamento do oscilador.
Também pode ser usado um trimmer comum, de 1-15 a 5-40 pf para obtermos a sintonia fixa, caso de aplicações em controles remotos, walk-talkies, etc.
As bobinas são feitas com fio AWG 18 a 22 esmaltado com diâmetro de 1 cm sem núcleo. O número de espiras depende da faixa sintonizada, conforme a seguinte tabela, assim como o valor do capacitor C3:
Espiras C3 Faixa Sintonizada (MHz)
1 1 pF 140 a 150
2 2,2 pF 120 a 140
3 3,3 pF 100 a 120
4 4,7 - 5,6 pF 75 a 100
5 a 6 5,6 - 10 pF 50 a 75
Os capacitores de valores menores que 1 µF no setor de alta frequência (em torno de Q1) devem ser, obrigatoriamente, cerâmicos. Os valores destes componentes são importantes, devendo o leitor tomar cuidado com as marcações. É comum a confusão de 10k ou 5k6 (minúsculo), que significa 10 nF ou 5,6 nF com 10K ou 5K6 (maiúsculo) que significa 10 pF ou 5,6 pF.
Os resistores são todos de 1/8 W ou maiores, e os demais componentes têm suas especificações dadas na lista de materiais.
XRF consiste em 30 ou 40 voltas de fio 32 ou mais fino num palito de fósforos, ou canudinho de refresco de uns 2 cm de comprimento aproximadamente. Também podem ser usados microchoques comerciais de 47 µH a 100 µH.
Como antena, podemos usar ou um pedaço de fio rígido de 40 a 60 cm de comprimento, ou uma antena telescópica de mesmas dimensões. Não devemos empregar antena externa ou antena maior, pois uma antena maior "carrega" o circuito, tornando-o instável e até mesmo impedindo o funcionamento da etapa osciladora.
Se o leitor pretende explorar toda a faixa de frequências entre 50 e 150 MHz, é interessante colocar um soquete para a bobina e ter diversas bobinas em encaixes, conforme se vê na figura 5.
Assim, montando o aparelho como mostra a figura é possível trocar com facilidade as bobinas de acordo com faixa que se deseja sintonizar.
Para provar o aparelho, basta ligar a alimentação e tentar sintonizar uma estação ajustando-se o potenciômetro de regeneração (P1) até ouvir alguma coisa.
Faça um retoque da sintonia e ajuste o volume para o ponto desejado.
É interessante fazer as provas de funcionamento na faixa de FM onde é mais fácil obter um sinal constante de frequência fixa.
Para as faixas de radioamadores, polícia e aviões o leitor deverá ter certa paciência ao fazer a sintonia. O que acontece é que as comunicações desses serviços são bem curtas, o que significa que, para ser feita sua localização é preciso experimentar bastante. Todavia, uma vez marcado o ponto de sintonia, fica mais fácil esperar quando as comunicações ocorrem.
No caso de aviões, a não ser que o leitor resida nas proximidades de grandes aeroportos (São Paulo, Rio, Belo Horizonte, etc), será necessário ter um pouco de paciência até encontrar as frequências mais usadas na sua região.
Para aplicações em controle remoto temos na figura 6 um circuito de acionamento de relé. O transmissor deve ser modulado por um tom de áudio.
Quanto ao ajuste do receptor nas aplicações de controle remoto pode-se ligar um multímetro (escala de tensões) no coletor de Q2, ou então ligar este ponto à entrada de um amplificador de áudio externo.
CI1 - LM386 - amplificador de áudio integrado
Q1 - BF494 ou equivalente - transistor NPN de alta frequência
Resistores: (1/8 W x 5%)
R2 - 33 k ohms
R5 - 2,2 k ohms
C1, C8 - 10 µF/16 V - eletrolítico
C3 - 1 pF - cerâmico (ver tabela conforme a frequência)
C4 - 1,2 nF - cerâmico
C5 - 33 nF - cerâmico ou poliéster
C6 - 470 nF - cerâmico ou poliéster
C9 - 47 nF - cerâmico ou poliéster
C10 - 220 µF/12 V - eletrolítico
C11 - 100 µF/12 V - eletrolítico
XRF - Ver texto - choque de 47 a 100 µH
B1 - 6 ou 9 V - 4 ou 6 pilhas pequenas ou médias
FTE – 8 ohms x 5 cm ou maior - alto-falante comum
Placa de circuito impresso, suporte de pilhas, caixa ou suporte de montagem, botão para o capacitor variável, fios, solda, etc.