Usando um Teclado Musical como Gerador de Sinal CA de Frequência Variável

Materiais Necessários

• Teclado musical eletrônico (idealmente com variedade de timbres como piano, flauta, harpa)
• Adaptador jack mono (canal único) para fone de ouvido
• Transformador de casamento de impedância (1 kΩ para 8 Ω, ex.: Radio Shack #273-1380)
• Resistor de 10 kΩ

Este experimento demonstra como um teclado musical padrão pode atuar como fonte de tensão CA de frequência variável de baixo custo. A saída de fone do teclado fornece a forma de onda CA, que pode ser amplificada ou elevada usando um transformador para medições adicionais.

A maioria dos teclados tem pelo menos algumas dezenas de timbres; os tons de flauta ou flauta de pã geralmente geram a saída de onda senoidal mais limpa, ideais para testes iniciais.

O plug mono deve corresponder ao jack de fone do teclado. Quando conectado, o alto-falante interno do teclado é desconectado, e o sinal CA aparece nos fios do plug.

Use um transformador de saída de áudio (secundário 8 Ω) para elevar a tensão; se um transformador de força for usado, conecte o teclado ao enrolamento de baixa tensão para efeito step-up. Como as saídas de teclado são de baixa tensão, não há risco de choque.

Conceitos-Chave

• Amplitude vs. Frequência: Entender como nível de tensão e frequência da forma de onda são independentes.
• Medição CA: Use multímetro com funções de tensão e frequência para registrar características da forma de onda.
• Operação do Transformador: Observe razões de step-up e como casamento de impedância afeta qualidade do sinal.

Referências Cruzadas

• Lessons In Electric Circuits, Vol. 2, Cap. 1 – "Teoria Básica de CA"
• Lessons In Electric Circuits, Vol. 2, Cap. 7 – "Sinais CA de Frequência Mista"

Diagrama Esquemático

Ilustração

Procedimento

1. Configure o teclado para modo de nota sustentada para que a amplitude permaneça constante enquanto uma tecla é mantida pressionada.

2. Conecte o plug mono ao jack de fone do teclado e ao seu circuito de medição.

3. Use um multímetro para ler a tensão CA bruta no plug. Em seguida, meça a tensão elevada no secundário do transformador. Anote a razão entre as duas leituras.

4. Se seu medidor oferece display de frequência, registre a frequência para cada nota tocada. Você deve observar a escala temperada igual padrão: cada oitava dobra a frequência, e cada semitom aumenta a frequência por um fator de 2^(1/12).

5. Verifique que alterar o volume do teclado (amplitude) não afeta a frequência medida.

6. Anexe um resistor de 10 kΩ em série com a saída de fone e meça a corrente CA. A frequência da corrente deve corresponder à da tensão para cada nota.

Planilha

• Planilha de Sinais de Frequência Mista