Circuitos de Rádio

(a) Rádio Crystal. (b) RF modulado na antena. (c) RF retificado no cátodo diodo, sem capacitor de filtro C2. (d) Áudio desmodulado para fones de ouvido.



Um sistema de aterramento de antena, circuito de tanque, detector de pico e fones de ouvido são os principais componentes de um rádio de cristal visto na figura (a). A antena absorve sinais de rádio transmitidos (b) que fluem para o solo por meio de outros componentes. A combinação de C1 e L1 compreende um circuito ressonante, denominado circuito tanque. Seu objetivo é selecionar um entre muitos sinais de rádio disponíveis. O capacitor variável C1 permite sintonizar os vários sinais. O diodo passa os semiciclos positivos do RF, removendo os semiciclos negativos (c). C2 é dimensionado para filtrar as frequências de rádio do envelope RF (c), passando as frequências de áudio (d) para o fone de ouvido. Observe que nenhuma fonte de alimentação é necessária para um rádio de cristal. Um diodo de germânio, que tem uma queda de tensão direta menor, oferece maior sensibilidade do que um diodo de silício.

Embora fones de ouvido magnéticos de 2.000Ω sejam mostrados acima, um fone de ouvido de cerâmica, às vezes chamado de fone de ouvido de cristal, é mais sensível. O fone de ouvido de cerâmica é desejável para todos os sinais de rádio, exceto os mais fortes.

O circuito na figura abaixo produz uma saída mais forte do que o detector de cristal. Uma vez que o transistor não é polarizado na região linear (sem resistor de polarização de base), ele conduz apenas para meios ciclos positivos de entrada de RF, detectando a modulação de áudio. Uma vantagem de um detector de transistor é a amplificação além da detecção. Este circuito mais poderoso pode facilmente acionar fones de ouvido magnéticos de 2.000Ω. Observe que o transistor é um dispositivo PNP de germânio. Provavelmente, é mais sensível, devido ao VBE de 0,2 V inferior, em comparação com o silício. No entanto, um dispositivo de silicone ainda deve funcionar. Inverta a polaridade da bateria para dispositivos de silício NPN.



TR Um, um rádio transistorizado. O resistor sem polarização causa operação como um detector



Os fones de ouvido de 2000Ω não são mais um item amplamente disponível. No entanto, os fones de ouvido de baixa impedância comumente usados ​​com equipamento de áudio portátil podem ser substituídos quando emparelhados com um transformador de áudio adequado.

O circuito na figura abaixo adiciona um amplificador de áudio ao detector de cristal para aumentar o volume do fone de ouvido. O circuito original usava um diodo e transistor de germânio. Um diodo schottky pode ser substituído pelo diodo de germânio. Um transistor de silício pode ser usado se o resistor de polarização de base for alterado de acordo com a tabela.



Rádio de cristal com um amplificador de áudio transistorizado, polarização de base

Para mais circuitos de rádio de cristal, rádios simples de um transistor e rádios de baixa contagem de transistores mais avançados.



Regency TR1:Primeiro rádio transistorizado produzido em massa, 1954



O circuito na figura abaixo é um rádio AM de circuito integrado contendo todos os circuitos de radiofrequência ativos em um único IC. Todos os capacitores e indutores, junto com alguns resistores, são externos ao IC. O capacitor variável de 370 pF sintoniza o sinal de RF desejado. O capacitor variável de 320 pF ajusta o oscilador local 455 KHz acima do sinal de entrada de RF. O sinal de RF e as frequências do oscilador local se misturam, produzindo a soma e a diferença dos dois no pino 15. O filtro externo de cerâmica de 455 KHz entre os pinos 15 e 12 seleciona a diferença de frequência de 455 KHz. A maior parte da amplificação está no amplificador de frequência intermediária (IF) entre os pinos 12 e 7. Um diodo no pino 7 recupera o áudio do IF. Algum controle automático de ganho (AGC) é recuperado e filtrado para DC e realimentado no pino 9.



IC radio



A figura abaixo mostra o ajuste mecânico convencional (a) do sintonizador de entrada de RF e o oscilador local com ajuste de diodo varator (b). As placas gradeadas de um capacitor duplo variável tornam-se um componente volumoso. É econômico substituí-lo por diodos de sintonia varicap. Aumentar a polarização reversa Vtune diminui a capacitância, o que aumenta a frequência. O Vtune pode ser produzido por um potenciômetro.



Comparação de rádio IC de (a) sintonia mecânica com (b) sintonia eletrônica de diodo varicap.



A figura abaixo mostra um rádio AM com contagem de peças ainda menor. Os engenheiros da Sony incluíram o filtro passa-banda de frequência intermediária (IF) no IC de 8 pinos. Isso elimina transformadores IF externos e um filtro de cerâmica IF. Os componentes de sintonia L-C ainda são necessários para a entrada de radiofrequência (RF) e o oscilador local. Porém, os capacitores variáveis ​​podem ser substituídos por diodos de sintonia varicap.



O rádio compacto IC elimina filtros IF externos

A figura abaixo mostra um rádio FM de baixa contagem de peças baseado em um circuito integrado TDA7021T da NXP Wireless. Os volumosos transformadores de filtro IF externos foram substituídos por filtros R-C. Os resistores são integrados, enquanto os capacitores são externos. Este circuito foi simplificado da Figura 5 na folha de dados do NXP. Consulte a Figura 5 ou 8 da folha de dados para o circuito de intensidade de sinal omitido. O circuito de ajuste simples é do Figura 5 Circuito de teste. A Figura 8 tem um afinador mais elaborado. Folha de dados A Figura 8 mostra um rádio FM estéreo com um amplificador de áudio para acionar um alto-falante.



Rádio IC FM, circuito de força do sinal não mostrado



Para um projeto de construção, o Rádio FM simplificado na figura acima é recomendado. Para o indutor 56nH, enrole 8 voltas de fio desencapado # 22 AWG ou fio magnético em uma broca de 0,125 polegadas ou outro mandril. Remova o mandril e estique até o comprimento de 0,6 polegada. O capacitor de sintonia pode ser um capacitor aparador em miniatura.

A figura abaixo é um exemplo de um amplificador de RF de base comum (CB). É uma boa ilustração porque parece um CB por falta de uma rede de polarização. Como não há polarização, este é um amplificador de classe C. O transistor conduz para menos de 180 ° do sinal de entrada porque pelo menos 0,7 V de polarização seria necessário para 180 ° classe B. A configuração de base comum tem maior ganho de potência em altas frequências de RF do que o emissor comum. Este é um amplificador de potência (3/4 W) em oposição a um pequeno amplificador de sinal. As redes π de entrada e saída combinam o emissor e o coletor às terminações coaxiais de entrada e saída 50 Ω, respectivamente. A rede π de saída também ajuda a filtrar os harmônicos gerados pelo amplificador classe C. Porém, mais seções provavelmente seriam exigidas pelos padrões modernos de emissões irradiadas.



Amplificador de potência RF de base comum de classe C de 750 mW. L1 =# 10 fio Cu 1/2 volta, 5/8 pol. DI por 3/4 pol. De altura. L2 =Fio de cobre estanhado nº 14 1 1/2 voltas, 1/2 pol. DI por 1/3 pol. De espaçamento.

Um exemplo de amplificador de RF de base comum de alto ganho é mostrado na figura abaixo. O circuito de base comum pode ser empurrado para uma frequência mais alta do que outras configurações. Esta é uma configuração de base comum porque as bases do transistor são aterradas para CA por capacitores de 1000 pF. Os capacitores são necessários (ao contrário da classe C, figura anterior) para permitir que o divisor de tensão de 1KΩ-4KΩ polarize a base do transistor para operação classe A. Os resistores de 500Ω são resistores de polarização de emissor. Eles estabilizam a corrente do coletor. Os resistores de 850Ω são cargas CC de coletor. O amplificador de três estágios fornece um ganho geral de 38 dB a 100 MHz com largura de banda de 9 MHz.



Amplificador de alto ganho de pequeno sinal de base comum Classe A

Um amplificador cascode tem uma largura de banda ampla, como um amplificador de base comum, e uma impedância de entrada moderadamente alta, como um arranjo de emissor comum. A polarização para este amplificador cascode (figura abaixo) é trabalhada em um exemplo de problema, Capítulo 4.



Amplificador de alto ganho de sinal pequeno cascode Classe A



Este circuito é simulado na seção “Cascode” do capítulo BJT, Capítulo 4. Use transistores de RF ou micro-ondas para obter a melhor resposta de alta frequência.



A chave T / R do diodo PIN desconecta o receptor da antena durante a transmissão





Chave de antena de diodo PIN para receptor localizador de direção





Atenuador de diodo PIN:os diodos PIN funcionam como resistores variáveis ​​de tensão

Os diodos PIN são organizados em uma rede atenuador π. Os diodos anti-série cancelam algumas distorções harmônicas em comparação com um único diodo em série. A alimentação fixa de 1,25 V polariza diretamente os diodos paralelos, que não apenas conduzem a corrente CC do aterramento por meio dos resistores, mas também conduzem RF para o aterramento por meio dos capacitores dos diodos. A tensão de controle, Vcontrol, aumenta a corrente através dos diodos paralelos à medida que aumenta. Isso diminui a resistência e a atenuação, passando mais RF da entrada para a saída. A atenuação é de cerca de 3 dB em Vcontrol =5 V. A atenuação é de 40 dB em Vcontrol =1 V com resposta de frequência plana a 2 gHz. Em Vcontrol =0,5 V, a atenuação é de 80 dB a 10 MHz. No entanto, a resposta de frequência varia muito para usar.

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