Ruido entre multivibrador e transmissor FM

codigo rapido · 30 de março de 2015

Olá pessoal!

Gostaria de pedir uma ajuda aos mais experientes sobre isso.
Não consigo acoplar um multivibrador com um transmissor de rádio de forma correta.
Fiz 2 circuitos no LTSPICE o primeiro (A1) com um pulso qualquer como sinal de exemplo, mas o segundo (A2), com o multivibrador, sofre interferencia pela altafrequencia do circuito ressonante que não consigo isolar.
Como eu poderia solucionar este tipo de problema? Tentei colocar filtros passa faixa na malha positiva e negativa do circuito entre os 2 "modulos" (módulo é a palavra correta para cada parte?), mas não funcionou.
Qual o procedimento que eu deveria executar para acoplar o multivibrador com o transmissor sem que as correntes e tensões de um não afetem no outro (excluindo o output do sinal e o input do transmissor)?
Seguem os arquivos que cito em anexo.
Obrigado pela atenção!

transmissor_A1.zip

codigo rapido · 30 de março de 2015

Opa pessoal! Parece que consegui! =D

Deem uma olhada.

Não otimizei, mas acho que esse é o caminho.

MOR_AL · 30 de março de 2015

1 - Primeiro, na prática faltaria um capacitor de desacoplamento de RF do oscilador na fonte. Algo como 1 ou 0,1 ohm na frequência de ressonância. Não coloque um capacitor de valor muito maior, porque ele teria indutor em seu circuito equivalente e não seria um capacitor para altas frequências.

2 - Qual seria a modulação sobre o seu oscilador? AM, ou FM?

2.1 - Para modulação AM com circuitos simples, normalmente o sinal modulante é que alimenta o oscilador.

2.2 - Para modulação FM com circuito simples, o sinal modulante é aplicado à base do oscilador, como você fez, MAS, o nível de tensão da modulante seria menor. A alteração do ponto de operação do transistor altera a capacitância intrínseca entre coletor e base, alterando a frequência de oscilação (que gera FM).

3 - Filtre o estágio multivibrador com apenas L2 e C8, mas desconecte C8 do coletor de Q2 e ligue no terra. Saem C6 e C7. L3 vira um curto.

Aliás, tente substituir L3 por um resistor, para ir atenuando o sinal, até que funcione.

4 - Seu multivibrador está com os valores dos resistores muito baixos.

Acesse o sítio a seguir para entender melhor.

https://electronicayrobotica.wordpress.com/2012/03/31/multivibrador-astable-con-transistores/

MOR_AL

codigo rapido · 31 de março de 2015

Olá Sr. MOR_AL, primeiramente, muito obrigado pela atenção.

Como não estou familiarizado com tantos nomes tecnicos ainda, por favor me perdoe se for chato com estas perguntas. Ainda estou aprendendo o B-A-BA da sua lingua. =D.
Eu entendo que existem 2 osciladores: o ressonante do transmissor (tanque - gerador da onda portadora do sinal) e o multivibrador (sinal modulante - aprendi agora contigo).
Devo me informar melhor sobre estas definições?

1 - Primeiro, na prática faltaria um capacitor de desacoplamento de RF do oscilador na fonte. Algo como 1 ou 0,1 ohm na frequência de ressonância. Não coloque um capacitor de valor muito maior, porque ele teria indutor em seu circuito equivalente e não seria um capacitor para altas frequências.

desculpa minha ignorância, mas você cita que devo colocar um capacitor de desacoplamento, mas dá valores de resistencia (ohms). Isso é para eu ficar atento a reatância capacitativa deste capacitor de desacoplamento? Pelo que entendi, esse capacitor deve ser eletrolítico, pois o enrolamento de suas placas teriam o efeito de uma bobina? Não estou certo se coloquei o capacitor no lugar certo.

O capacitor que pretendia utilizar no circuito ressonante é variavel para que eu pudesser escolher a freqeuncia de transmisão que eu quisesse. Pelo que entendi, nesse caso, devo definir uma uma única frequencia apenas para a transmissão, pois se eu utilizar o capacitor de desacoplamento (invariavel e para a frequencia de ressonancia), não faria nenhum sentido eu colocar um capacitor variavel. Está correto?

2 - Qual seria a modulação sobre o seu oscilador? AM, ou FM?
2.1 - Para modulação AM com circuitos simples, normalmente o sinal modulante é que alimenta o oscilador.

Sim, estou tentando transmitir este sinal em FM.

2.2 - Para modulação FM com circuito simples, o sinal modulante é aplicado à base do oscilador, como você fez, MAS, o nível de tensão da modulante seria menor. A alteração do ponto de operação do transistor altera a capacitância intrínseca entre coletor e base, alterando a frequência de oscilação (que gera FM).
Nossa! Isso é bem complexo hein! Vou reduzir a tensão colocando um resistor no sinal modulante.

3 - Filtre o estágio multivibrador com apenas L2 e C8, mas desconecte C8 do coletor de Q2 e ligue no terra. Saem C6 e C7. L3 vira um curto.

Aliás, tente substituir L3 por um resistor, para ir atenuando o sinal, até que funcione.

4 - Seu multivibrador está com os valores dos resistores muito baixos.

Sim, eu fui reduzindo os valores destes componentes apenas para facilitar o estudo da interferência entre as etapas. Para que eu pudesse ter uma visão melhor do comportamento das ondas da portadora e as ondas da modulada na tentativa de colocar algum capacitor de desacoplamento. Dessa forma eu poderia ver como iria ocorrer o desaparecimento da onda portadora na etapa do multivibrador e a atenuação do sinal da modulada no input do transmissor. Algo tipo 10 pra 1 no gráfico me facilitaria.
Improvisos de um novato. =D.
Meu PC não tem uma potencia muito grande e a geração do gráfico está muito demorada para a forma como estou sabendo trabalhar com o programa. Achei mais fácil reduzir o valor da modulada pra ir aumentando aos poucos para estudar o comportamento até eu ir me aprofundando com o spice.

Estou curtindo estudar eletrônica e gostaria de saber se existe algum livro, ou enciclopédia, bem completa que abrangesse o máximo sobre o assunto que pudessem recomendar. Quero mergulhar nesse mundo.

Bom, seguindo suas dicas o resultado que da estrutura da minha malha é esse, mas não estou conseguindo testar aqui porque o sinal da modulada só se estabiliza depois de uns 18 segundos, e o programa iria demorar horas pra plotar o gráfico.

MOR_AL · 31 de março de 2015

Olá Sr. MOR_AL, primeiramente, muito obrigado pela atenção.

Como não estou familiarizado com tantos nomes tecnicos ainda, por favor me perdoe se for chato com estas perguntas. Ainda estou aprendendo o B-A-BA da sua lingua. =D.

Eu entendo que existem 2 osciladores: o ressonante do transmissor (tanque - gerador da onda portadora do sinal) e o multivibrador (sinal modulante - aprendi agora contigo).

Devo me informar melhor sobre estas definições? Sim. É necessário, pelo menos o básico, caso contrário a conversa lembraria algo como "A torre de Babel", hehehe!

1 - Primeiro, na prática faltaria um capacitor de desacoplamento de RF do oscilador na fonte. Algo como 1 ou 0,1 ohm na frequência de ressonância. Não coloque um capacitor de valor muito maior, porque ele teria indutor em seu circuito equivalente e não seria um capacitor para altas frequências.

desculpa minha ignorância, mas você cita que devo colocar um capacitor de desacoplamento, mas dá valores de resistencia (ohms). Isso é para eu ficar atento a reatância capacitativa deste capacitor de desacoplamento? Sim! Na frequência do oscilador (Fosc). Pelo que entendi, esse capacitor deve ser eletrolítico, pois o enrolamento de suas placas teriam o efeito de uma bobina? Não estou certo se coloquei o capacitor no lugar certo. Não seria eletrolítico, pois eletrolítico deixa de se comportar como capacitor à medida que a frequência aumenta. A reatância capacitiva vale Xc = 1 / (2 x pi x Fosc x C). Logo, seria Xc (0,1 ou 1) = 1 / (2 x pi x Fosc x C). Como você quer saber o valor de C, então a conta fica C = 1 / (2 x pi x Fosc x Xc). Onde Xc = 0.1 ou 1. Essa conta leva a valores inferiores a 1uF. Este valor é inferior ao menor valor de capacitor eletrolítico. Portanto, NÃO É ELETROLÍTICO (C6 do circuito apresentado na sua última postagem).

O capacitor que pretendia utilizar no circuito ressonante é variavel para que eu pudesser escolher a freqeuncia de transmisão que eu quisesse. Pelo que entendi, nesse caso, devo definir uma uma única frequencia apenas para a transmissão, pois se eu utilizar o capacitor de desacoplamento (invariavel e para a frequencia de ressonancia), não faria nenhum sentido eu colocar um capacitor variavel. Está correto?

O capacitor de desacoplamento que mencionei não tem influência na frequência de ressonância do circuito. Sua função é a de prover um curto circuito para o sinal ac. Neste circuito, a fonte de alimentação (cc) tem que permitir uma baixa impedância para o sinal do oscilador (ac), mas a fonte não faz isso. Daí a necessidade de usar o tal capacitor de desacoplamento.

Quanto ao capacitor de sintonia. É muito mais difícil, mecanicamente falando, sintonizar uma frequência alta com o capacitor de sintonia deste circuito, pois um leve toque altera muito a frequência. Deixe este capacitor com um valor mecanicamente na posição que permita variar tanto de um lado como para o outro. Procure a frequência do oscilador com um rádio FM, pois o ajuste é MENOS sensível, em consequência, menos variação na frequência sintonizada, ou encontrar a frequência do oscilador mais facilmente.

Se esta frequência coincidir ou ficar próximo à frequência de uma estação comercial, então de um leve toque no capacitor de sintonia do oscilador e repita o procedimento mencionado.

2 - Qual seria a modulação sobre o seu oscilador? AM, ou FM?

2.1 - Para modulação AM com circuitos simples, normalmente o sinal modulante é que alimenta o oscilador.

Sim, estou tentando transmitir este sinal em FM. Ok!

2.2 - Para modulação FM com circuito simples, o sinal modulante é aplicado à base do oscilador, como você fez, MAS, o nível de tensão da modulante seria menor. A alteração do ponto de operação do transistor altera a capacitância intrínseca entre coletor e base, alterando a frequência de oscilação (que gera FM).

Nossa! Isso é bem complexo hein! Vou reduzir a tensão colocando um resistor no sinal modulante. Sim. Observe a segunda frase do item 3.

3 - Filtre o estágio multivibrador com apenas L2 e C8, mas desconecte C8 do coletor de Q2 e ligue no terra. Saem C6 e C7. L3 vira um curto.

Aliás, tente substituir L3 por um resistor, para ir atenuando o sinal, até que funcione.

4 - Seu multivibrador está com os valores dos resistores muito baixos.

Sim, eu fui reduzindo os valores destes componentes apenas para facilitar o estudo da interferência entre as etapas. Para que eu pudesse ter uma visão melhor do comportamento das ondas da portadora e as ondas da modulada na tentativa de colocar algum capacitor de desacoplamento. Dessa forma eu poderia ver como iria ocorrer o desaparecimento da onda portadora na etapa do multivibrador e a atenuação do sinal da modulada no input do transmissor. Algo tipo 10 pra 1 no gráfico me facilitaria.

Improvisos de um novato. =D.

Meu PC não tem uma potencia muito grande e a geração do gráfico está muito demorada para a forma como estou sabendo trabalhar com o programa. Achei mais fácil reduzir o valor da modulada pra ir aumentando aos poucos para estudar o comportamento até eu ir me aprofundando com o spice.

Eu não uso este aplicativo. Uso o Simetrix. É free até bastante componentes e bem fácil de usar. Além disso, o procedimento é bem mais rápido. A não ser que você coloque um tempo de visualização que permita observar muitos (1000) ciclos da sua onda. Aí nenhum aplicativo é rápido. Tem que observar se não está programado para isso.

Estou curtindo estudar eletrônica e gostaria de saber se existe algum livro, ou enciclopédia, bem completa que abrangesse o máximo sobre o assunto que pudessem recomendar. Quero mergulhar nesse mundo.

Eletrônica está tão vasta que nenhum livro conteria tudo. Mesmo livros que supostamente contém muitos capítulos ou tópicos não seria interessante. O que ocorre é que deve-se procurar por livros ou notas de aplicações, ou tutoriais, específicos para a área de conhecimento desejada. Esses sim são elucidativos. Melhor é estar matriculado em algum bom curso que envolva eletrônica. Assim, com orientação, você deve aprender mais.

Bom, seguindo suas dicas o resultado que da estrutura da minha malha é esse, mas não estou conseguindo testar aqui porque o sinal da modulada só se estabiliza depois de uns 18 segundos, e o programa iria demorar horas pra plotar o gráfico.

Observe minha colocação anterior, sobre este detalhe.

Em tempo.

Vejo que você conseguiu PIORAR o circuito do multivibrador. Isso mostra que a pesquisa que fiz em encontrar um sítio com detalhes do multivibrador não foi considerada.

MOR_AL

codigo rapido · 2 de abril de 2015

Muito obrigado Sr. MOR!
Acho que consegui!

Me desculpa se não entendi o problema do multivibrador na hora. Pior do que o erro dos valores, só depois que vi que tinha feito algumas ligações erradas. Muita informação para se trabalhar de uma vez. Mesmo que eu não tenha aplicado alguma ideia ainda, por favor, não se descepcione. Ainda estou ruminando um montão de idéias e conceitos novos. Tenho anotado tudo passado, lido e relido e aos poucos vou conseguindo ver nas entrelinhas.

Vou testar este circuito amanhã. A onda não está perfeitinha, mas acho que com o tempo consigo melhora-la. Pelo pouco que consegui entender, acho que consigo transmitir uma conversa.

Vou procurar este spice. Escolhi o LTSpice por ser free e porque achei muito facinho de trabalhar com ele.

Irei pesquisar sobre ele. Preciso encontrar um free que seja o mais utilizado.

MOR_AL · 2 de abril de 2015

@codigo rápido

Sem problemas.

Quanto mais se deseja entender a fundo, mais questões aparecem. É o processo natural de evolução.

1 - Tire o eletrolítico. Faça C9 = 22nF.

2 - Aumente R1 e R3 para algo próximo a 2k2 e coloque um resistor em série com C8, maior que R1 para ajustar o índice (a quantidade) de modulação FM. Não sei o valor deste resistor, mas começaria com 47k e iria diminuindo aos poucos. Se diminuir muito, o multivibrador para de oscilar. Depois que funcionar, procure aumentar os valores de R1 e R3 para algo em torno de 10k. Aí, o valor do resistor em série com C8 também terá que ser reajustado.

3 - Retire R10 (faça R10 = 0).

4 - Reduza R8 para 100 e C7 para 22nF

Se você deseja transmitir áudio, então faça o multivibrador oscilar em 4k (voz) ou 15k (música).

MOR_AL