Oscilador de Frequência de Batida: Princípios, Design e Aplicações

Um oscilador capaz de produzir sinal de frequência de saída variável é essencial em eletrônica. O oscilador de frequência de batida está entre os mais adequados para tal propósito.

Vamos elucidar sobre sua frequência de trabalho, aplicações e outros insights vitais. Dê uma olhada.

O que é o Oscilador de Frequência de Batida?

Uma onda senoidal

Também é referido como BFO. Essencialmente, é um dispositivo que produz sinais senoidais de faixa de frequência de áudio variável. É através da combinação de duas oscilações elétricas de radiofrequência variadas.

Além disso, note que o dispositivo está em uso desde sua invenção em 1901 por Reginald Fessenden.

Funcionamento do Oscilador de Frequência de Batida

O diagrama de blocos abaixo ilustra o princípio de funcionamento do dispositivo.

Esquemático de Funcionamento do Oscilador de Frequência de Batida

Observe que o circuito compreende um oscilador de frequência variável e um fixo. Também, há 2 filtros RF (componentes RF) e um mixer. Assim, seu papel é combinar as duas frequências de entrada aplicadas pelos osciladores fixo e variável.

Além disso, há um amplificador para facilitar amplificação de sinal.

Mecanismo de Funcionamento

Ilustração de radiofrequências

Primeiro, o oscilador RF de frequência fixa entrega um sinal de radiofrequência. Note que este sinal tem frequência fixa. Em seguida, o sinal entra no filtro RF para modificação à faixa apropriada.

Simultaneamente, o oscilador de frequência variável entrega um sinal. Note que o valor de frequência fixa é diferente do variável.

Agora, temos duas frequências de oscilador, digamos Fx e Fy. Em seguida, entram no mixer que entrega soma e diferença de frequência da frequência de oscilação.

Nota: O mixer consistentemente entregará uma frequência diferente na faixa de frequência de áudio.

Em seguida, o sinal viaja para o filtro RF de entrada. Essencialmente, este filtro suprimirá todos os outros componentes RF, deixando apenas a frequência de oscilador de diferença.

Por fim, o amplificador AF amplificará o sinal e estará pronto para uso.

Os Principais Fatores que Afetam o Oscilador de Frequência de Batida

Um Alto-falante Ilustrando uma onda sonora.

O fator primário na operação do dispositivo é estabilidade de frequência. Note que uma leve mudança na frequência relativa induz uma mudança significativa em diferentes frequências. Assim, reduzir o possível desvio de frequência da diferença de frequência com o tempo é imperativo.

Primariamente, assegure que os osciladores individuais tenham alta estabilidade inerente. Será útil para resistir às mudanças de temperatura e tensão de alimentação.

Também, note que é essencial que os osciladores RF sejam separados um do outro. Essencialmente, isso é para cautelar contra qualquer forma de acoplamento que poderia levar à sincronização dos sinais. Note, é especialmente comum em instâncias onde a diferença em frequências é mínima.

Aplicações do Oscilador de Frequência de Batida

O BFO está entre os dispositivos mais precisos na detecção de metais. Aqui está uma ilustração de seu uso em uma unidade de detecção de metal.

Circuito Detector de Metal

Um Guarda Usando um Detector de Metal

Os componentes primários incluem um IC 4093 quad Schmitt NAND e uma bobina de busca. Adicionalmente, as outras partes-chave são uma chave e bateria para fontes de alimentação.

O circuito cria sinais variados via resistência a mudanças rápidas nas tensões. Esta reatância é importante na criação de atraso no IC. Os resultados são oscilações rápidas medindo 2 MHz. Um rádio de Onda Média então coleta as ondas.

Especificações de Enrolamento da Bobina

A bobina compreende um fio esmaltado modelado usando as seguintes especificações:

Em seguida, você precisará conectar esta bobina a um escudo Faraday de 0V. Também, a fita isolante é útil aqui na fixação do Escudo Faraday.

Como Configurar o Circuito

Configure o circuito como mostrado no diagrama de circuito abaixo. 

Diagrama de Circuito

Além disso, para o detector de metal funcionar, requer captar um sinal em harmônico de 2MHz. Quando bem configurado, detectará facilmente um objeto como uma moeda de metal medindo 80 a 90 mm.

Adicionalmente, pode facilmente diferenciar entre itens ferrosos e não-ferrosos.

Conclusão

Acima, cobrimos o princípio simples de um oscilador de frequência de batida. Além disso, elucidamos sua aplicação primária no circuito detector de metal. Se você quiser esclarecer o detector, entre em contato e ajudaremos imediatamente.