Oscilador VXO

O circuito oscilador é o conhecido Colpitts . Esta desenhado para operação em 40m e pode ser utilizado como oscilador a cristal, a ressonador cerâmico ou um circuito LC (VFO comum). Trabalha com cerca de 8 mA em 8 Volts regulados. Possui a saída via emissor que resulta em uma impedância menor de saída. Descreveremos duas versões a cristal e a ressonador cerâmico.

Oscilador a ressonador cerâmico

Esquema

Descrição oscilador Colpitts, o circuito ressonante é colocado entre a base do transistor e o terra, em nosso caso ressonador cerâmico indutor e o diodo de capacitância variável.

A realimentação para o circuito oscilar é feita pelo divisor capacitivo ente base emissor e terra (2 x 100pF).

O resistor de 47kOhms polariza a base, que tem tensão limitada pelo resistor de 1000 Ohms (1k) no emissor. O resistor de 1k limita também a corrente de coletor.

O capacitor de 10pF acopla sinal de RF do oscilador ao estagio seguinte, bloqueando a passagem de corrente continua.

O conjunto indutor de 5,6 H e o diodo 1N4007, que é na realidade um diodo retificador de 1 A com tensão de pico inversa de 700 Volts, mas aqui é empregado como diodo varicap, compondo um circuito LC que faz a freqüência do ressonador abaixar e cobrir a banda desejada. A sintonia é feita pelo potenciômetro de 47 kOhms que ajusta a tensão entre 0,1 a 8 Volts, esta tensão é filtrada pelo capacitor de .1F e é alimenta o diodo via um resistor de 47 kOhms, a capacitância do diodo empregado varia com a tensão aplicada inversamente nos seus terminais (aqui a variação de capacitância não é linear com a tensão). O outro potenciômetro atua como uma sintonia fina, variando a freqüência ajustada no potenciômetro principal para cima ou para baixo . Esta variação de tensão é linear, e é regida pela relação :

Variação em % = (100 x 1000) / (1000 + R) %

Para R=10k o ajuste fino é de + ou - 10% da tensão (8V)

Para R=15k + ou - 6,5 % da tensão (8V)

Componentes

O ressonador cerâmico de 7,15 MHz pode ser encontrado com facilidade no comércio, o uso de ressonadores em substituição ao cristal ainda é pouco difundido no Brasil, os ressonadores tem um Q menor que o cristal, mas muito superior a um circuito LC equivalente, o que lhe confere as propriedades de boa estabilidade de freqüência com uma ótima possibilidade de variação. Mesmo sem a utilização de capacitores especiais e "puxando" o oscilador para 7 MHz a estabilidade não deixa nada a dever para o cristal, alem de apresentar uma imunidade à capacitância do corpo, sendo possível montar o VXO em local aberto ou sem blindagem.

Com o valor do indutor maior, maior será a variação da freqüência para baixo, limitada ao inicio de uma instabilidade, um capacitor em série também "puxa" a freqüência para baixo.

Na escolha do indutor devemos escolher um que oscile sozinho um pouco acima da freqüência máxima e com o varicap ou capacitor variável atingir a freqüência mínima desejada, o capacitor sem valor que aparece no circuito tem o valor determinado por substituição, até que a cobertura de faixa desejada for atingida.

No projeto do Pixie com modulação DSB utilizamos uma chave que selecionava 47pF ou 12 pF mudando a cobertura de 6090-7060 para 7040-7110kHz, cobrindo assim a faixa de CW ou parte da de fonia.

Os capacitores de 100pF cerâmicos podem ser do tipo NPO (não necessariamente), estes capacitores tem a identificação 100J ou 101, os NPO ou levam esta inscrição ou tem uma pinta preta na parte superior. Estes podem ser também de mica prateada lembrando os com faixa preta são NPO, os lilás (ou será roxo) os amarelos e os verdes tem outra s tolerâncias mas podem ser utilizados os valores aparecem como 100J ou N100.

Valores entre 82 e 150 pF podem substituir estes capacitores, se os valores forem diferentes o capacitor de valor maior deverá ficar entre o emissor e o terra.

Os potenciômetro de 47kOhms podem ser substituídos por valores até de 1MOhms Os resistores devem ser utilizados conforme especificado e o valor em Watts de dissipação pode ser de 1/16 W (estes são menores em tamanho) ou mais Watts.

O transistor pode ser o 2N3904, 2N2222, BC548B, BC548A, BC547A ou BC547B .

Montagem

Para confecção do layout de placa costumamos numerar as "ilhas" para facilitar a elaboração (do layout) e para a montagem. As instruções de confecção da placa de montagem Preparando a placa de montagem :

Cortar a placa no tamanho de 18x24mm, traçar as ilhas (quadrados) de 6 mm de lado, fixar na borda de uma bancada com um grampo (sargento) e com uma serra manual bem inclinada cortar o cobre, formando as ilhas, tome cuidado para não ultrapassar a traçagem.

Após o corte rebarbar com um lixa e tirar o óxido com uma palha de aço.

 

Esquema numerado com a placa de montagem também com as ilhas correspondentes aos nós numeradas.

 

Primeiro devemos soldar o transistor obedecendo a disposição dos lides :

BC548 BC547 2N2222

 

2N3904

 

Supondo utilizar o 2N3904

Vista real vista esquemática

 

 

Soldar um capacitor cerâmico de .1F ou 104 entre 3 e 4 que serve para desacoplamento de RF da fonte de alimentação (não aparece no esquema).

 

Soldar o capacitor de acoplamento de 6,8 pF cerâmico (6p8) ilhas 2 e 4

 

 

 

Soldar jumper - fio 22 encapado - entre os terminais terra 4 e 4

 

 

 

Soldar o resistor de 1k5 (1500 Ohms marrom 1 verde 5 vermelho 2 -zeros-) 1 ou 1K (100 Ohms marrom 1 preto 0 vermelho 2 -zeros-) entre o emissor do transistor ilha 2 e o terra ilha 4

 

 

Soldar os capacitores de 100 pF (101 ou 100J) entre as ilhas 1 e 2 e 2 e 3

 

 

Soldar o ressonador cerâmico entre as ilhas 1 e 6

 

 

Soldar o indutor de 5,6 H entre as ilhas 6 e 7

   

 

Na nossa placa ficou faltando o resistor de 47k - 47.000 Ohms (amarelo 4 roxo 7 e laranja 3 -zeros- )

 

Que será ligado entre a base do transistor ilha 1 e o coletor ilha 3

 

 

Diodo varicap, resistor de 47k, capacitor

Soldando o diodo 1N4007 ilhas 5 e 7 ATENÇÃO PARA A POLARIDADE FAIXA PRETA PROXIMO DA ILHA 7 , o resistor de 47kOhms ilhas 7 e 8 e o capacitor de filtro de .1F (104ou 100K) entre ilhas 8 e 5

Ligando a placa externamente :

Soldar dois fios vermelhos um para o positivo + e outro para os potenciômetros com 10 cm partindo da ilha 3

Soldar dois fios pretos para o negativo e para os potenciômetros - com 10 cm partindo da ilha 5

Soldar um fio com 10 cm para a saída do sinal ilha 4.

Teremos então :

 

Testes :

1.Antes de ligar verifique se não há ligações com curto circuito devido a excesso de solda.

2.Verifique se tudo foi soldado adequadamente.

3.Verique se os lides do transistor estão ligados corretamente.

Caso você tenha um receptor de 40m ou um rádio que receba ondas curtas OC verifique se abrange os 7 MHz ou os 14 MHz.

Ligue os terminais em uma fonte de alimentação de 7,5 a 15 Volts corrente continua (DC) aos terminais Negativo e Positivo.

Caso você tiver um multímetro é aconselhável conecta-lo para medirmos o consumo de corrente e proteger o circuito/fonte de um possível curto-circuito. Caso não tenha pule esta parte.

"Coloque o multímetro na escala para medir 20 ou 30 mA (DCmA) conecte a ponta + do multímetro no terminal positivo da fonte e o terminal - (comum) no positivo do nosso VXO. O terminal negativo da fonte vai diretamente conectado ao negativo do VXO.

Ao ligar a fonte se tiver tudo certo teremos um consumo entre 5 e 10mA, dependendo da tensão da fonte. Correntes maiores são sinais de problemas, caso o multímetro indique para menos você inverteu as pontas + com - , caso a leitura seja fim de escala DESLIGUE IMEDIATAMENTE temos um curto-circuito ou o transistor esta com os terminais invertidos. Corrija os problemas até obter o acima descrito."

Ligue os terminais do nosso VXO aos da fonte de alimentação certificando-se das polaridades.

Verifique em um receptor se o sinal pode ser ouvido por volta de 7 ou 14 MHz.

Ou coloque um diodo Led entre o nosso fio de saída e o terminal terra o Led deverá se acender.

Outros testes poderão ser feitos construindo um voltímetro de RF com 4 componentes e utilizado em conjunto com o multímetro. Este aparelho descreveremos nos ajustes finais e na medição de potência.

Ajustes

O capacitor de 47 pF deve ser trocado afim de que toda a faixa de 40m CW seja coberta, aumentando o valor a freqüência diminuirá e vice versa, caso não se consiga uma cobertura, mesmo ajustando o valor do capacitor, o choque de 5,6H poderá ser substituído por 6,8H ou um de 2,2H devera ser colocado em série com o de 5,6. Um novo valor para o capacitor deverá ser encontrado. Repetir estas operações se necessário for.

 

Para utilizar este VXO em um transmissor é mandatório estabilizar a tensão de alimentação com um regulador de 8 Volts tipo 7808. 

 

Boa sorte !

 

73 de PY2OHH Miguel