ARARINHA #4b 2012

VFO

Montando com a placa do Gomes

Esquema do VFO do ararinha mutirão 2012

Como funciona :

O Oscilador deste VFO é do tipo Colpits, onde o circuito sintonizado é feito pelo indutor de 2,3µH em paralelo com as capactancias de CVX, C1, (CX1 serie com BB112), (C3 com o diodo D1), (C5 serie com C7), (C4 serie com capacitancia interna de Q1). Onde o diodo DX (BB112) é um varicap para radios de ondas medias OM e é utilizado para variar a frequencia.

Neste circuito L1 tem um valor de reatancia baixo ou seja tem um valor baixo de indutancia, exigindo capacitores com maior valor, o que resulta em boa estabilidade.

Eu utilizo uma planilha para calculo dos valores do VFO, que fornece valores proximos ao esperado. Esta planilha pode ser obtida aqui.

Para calculo do toroide utilizo este programa "mini ring core calculator" que pode ser obtido na WEB.

Após o circuito oscilador temos dois amplificadores de RF e no ultimo amplificador temos uma redução de impedancia para saida de sinal.

Função de cada componente

L1 bobina osciladora utilizamos um nucleo toroidal importado Amidon T50-6 para diminuir a quantidade de espiras e obter o formato toroidal que se auto-blinda. Ela poderia ser enrolada em formas de FI Toko ou mesmo enrolada em nucleo a ar. O uso deste nucleo toroidal torna simples e preciso o enrolamento de bobinas, não importando por exemplo o diametro do fio empregado.

CVX trimmer amarelo de 5 a 45pF : Faz parte do circuito oscilador serve como ajuste de cobertura do VFO.

C1 560pF styroflex : faz parte do circuito oscilador deve ser de styroflex ou mica prateada para garantir a estabilidade. O valor foi obtido na planilha e ajustado por tentativa.

DX diodo BB112 (pode ser outro varicap de AM ou capacitor variavel plastico) usado na sintonia do VFO tem uma variação muito grande de capacitancia com baixa tensão de controle.

CX1 820pF styroflex este capacitor em serie com a capacitancia do diodo BB112 e limita em 280pF a variação de capacitancia do diodo, o calculo do valor dele pode ser obtido na planilha do VFO (é necessario montar um pequeno circuito com LCmeter para obter um resultado preciso no calculo).

RX resistor de 100K (este pode ser de 47k a 150k) limita a corrente do diodo BB112 e desacopla da fonte de tensão devido ao valor elevado.

CX2 capacitor ceramico de 100nF (104) este capacitor pode ser de 10nF a 100nF, é um capacitor que bloqueia a corrente continua e deixa passar corrente alternada - RF .... impedindo que alguma RF vinda da fonte ou induzida pela fiação possa atingir o diodo e ou alguma RF vinda do circuito possa ir para a fonte ou se irradiar na fiação. No circuito com função igual temos os capacitores C2, C9, C12, C17 e C20.

Conjunto de dois potenciometros de 100k (devem ser de 100k ou mais) e dois resitores de 10k mais dois resitores de 1k formando um circuito que varia a tensão de 8V de entrada totalmente (isto é de praticamente zero a praticamente 8V) e tambem de cerca de 0,8V (10% da tensão de entrada) . O calculo do valor davariação é em função dos valores de 10k e 1k (um 10% do outro) para outras variações de porcentagem o valor de 10k deve ser alterado, pois a variação do valor de 1k implica em variação da corrente circulante no potenciometro principal e consequentemente a tensão principal se altera. A função deles é substituir os potenciometros multivoltas que custam caro.

C3 capacitor ceramico 22pF NP0 tem a função semelhante a CX1 o valor dele deve ser estabelecido, aplicando zero Volt no resistor de carga e depois 5V a variação de frequencia deve ficar de 5 a 15kHz. Caso o valor dele seja baixo o comando vindo do FLL tera pouca ação e vai saturar logo (ou seja o FLL para de agir - led do FLL sempre aceso) caso o valor seja alto no comando do FLL a frequencai pula muito e o FLL fica louco pois ajusta para subi e ou descer sem estabilizar.

C4 capacitor ceramico 100nF (pode ser 10 a 100nF) bloqueio de corrente continua da base para a bobina e deixa passar RF.

C5 capacitor de 820pF styroflex divisor capacitivo e realimentação de RF, faz parte do circuito sintonizado, valor em função do valor total de capacitancia do circuito sintonizado.

C7 capacitor de 820pF styroflex divisor capacitivo, faz parte do circuito sintonizado, valor em função do valor total de capacitancia do circuito sintonizado. Atua tambem levando parte da RF presente no emissor a terra.

R1, R2 divisor de tensão para polarização da base. Valores baixos reduzem a RF presente.

R3 limita a corrente do transistor é calculado com a tensão de base (função de R1 e R2 menos 0,7V (tensão de junção) e com a corrente desejada.

Q1 Transistor NPN de uso geral com FT acima de 150MHz 2N3904 (poderia ser 2N2222, BC547, BC548 etc.).

R4 resistor de 1k limita a corrente de polarização de base do transistor Q2 e tambem a RF vinda, atua no acoplamento suave inter estagios para ajudar na estabilidade do oscilador isolando ele dos proximos estagios.

Q2 transistor idem a Q1, amplificador de RF com saida de baixa impedancia em emissor.

R5 resistor de 1k limitador de corrente de Q2.

C10 capacitor ceramico 22pF NP0 possue alta reatancia capacitiva nesta frequencia, bloqueia a corrente continua entre coletor de Q2 e base de Q3, atua no acoplamento suave inter estagios para ajudar na estabilidade do oscilador isolando ele dos proximos estagios.

Resistores R6 e R7 divisor de tensão para polarização da base, R6 em conjunto com R9 atua no ganho e na relação de impedancias de entrada e saida (Zin * Zout) = R6 * R9.

Resistor R8 resistor de 180R limitador de corrente de Q3.

Resistor R9 limita a RF que passa por Q3, atua no ganho e na impedancia de saida.

C11 capacitor de 100nF, com baixa reatancia na frequencia atua como um curto par RF e bloqueia a corrente continua presente no emissor.

Q3 transistor idem a Q1 e Q2, amplificador de RF com saida em coletor.

R10 Limitador de corrente do transitor Q3, ajuda na filtragem da corrente continua e na isolação de Rf da alimentação.

T1 Transformador de impedancias (bobina bifilar) enrolado em toroide de alta permeabilidade (AL>1000), este toroide é facilmente encontrado em lampadas economicas fluorescentes compactas (no soquete) e em reatores eletronicos para lampadas fluorescentes. Deve ter de 3 voltas a 8 voltas bifilar (ou 3 a 8 voltas no primerio e no secundario), não importa a bitola do fio e nem o tipo (pode ser com capa). O importante é que o numero de voltas sejam iguais no primario e secundario. Ele é ligado como um alto transformador reduzindo a tensão de RF do coletor pela metade e consequentemente a impedancia cai quatro vezes ou seja a relação de espiras fica 4+4=8 entre coletor e o terra (de RF passando por C12) e 4 em relação a saida (meio do transformador e o terra). Em um transformador ou bobina a relação de espiras ao quadrado refle a relação de impedancias assim 2:1 de espiras dá (2^2 :1^2)= 4:1 de impedancias ... portanto na saida termos 1/4 da impedancia do coletor de Q3.

C13 capacitor de 22pF NP0 com alta reatancia na frequencia, atua no acoplamento de RF fraco ou frouxo para o frequencimetro (no esquema esta ligado ao coletor de Q3 mas na placa de circuito impresso esta ligado ao mesmo ponto de c14).

C14 capacitor de 100nF, com baixa reatancia na frequencia atua como um curto par RF e bloqueia a corrente continua presente no circuito.

L2 C15 e C16 o conjunto de 4,7µH e os capacitores de 820pF atuam como filtro passa baixas diminuindo as frequencias armonicas da saida.

U1 Regulador de tensão 78L08 regulador de 8V de baixa corrente requer capacitores de 47 a 100nF na entra e na saida.

C18 eletrolitico atua como filtro na entrada do regulador.

C19 eletrolitico atua como filtro na saida do regulador.

Placa do py2mg Gomes

Existe um pequeno "Gato" no esquema (caçado pelo Alexandre PY5ALZ), a saida para frequencimetro/FLL esta ligada junto a saida do VFO e não no coletor de Q3. Esta pequena diferença não deve afetar o funcionamento do VFO.

Ferramentas necessarias

Ferro de solda 20 a 30W (caso voce tenha que comprar um compre Hikari ou Unicoba que possuem um tratamento na ponta de solda que protege de corrosão o cobre da ponta).

Solda fina (use de 1mm ou menor cor laranja)

Alicate de bico

Alicate de corte

Cortador de unha médio ou grande

Trapo de pano ou esponja especial para limpar o ferro de solda.

Limpe a bancada e vamos iniciar

Soldagem :

Não farei uma descrição de como proceder a soldagem pois não é o objetivo deste tutorial !

Somente descreverei a ordem de montagem.

1. Soldar resistores

R1 2k2 (vermelho vermelho vermelho)

R2 3k3 (laranja laranja vermelho) cuidado com a identificação da cor laranja !

R3, R4 e R5 1k (marrom preto e vermelho)

2. Soldar restante dos resistores

R6 2k2 (vermelho vermelho vermelho)

R7 1k (marrom preto e vermelho)

R8 180R (marrom cinza marrom)

R9 4R7 (amarelo roxo dourado)

R10 100R (marrom preto marrom)

R11 e RX 100k (marrom preto amarelo)

3. Soldar 9 capacitores de 47nF 473 (substituindo os capacitores 104 100nF)

C2, C4, C9, C11, C12, C14, C17, C20, CX1 e CX2 (CX2 não aparece soldado na foto, pois soldamos na posição CX1 erroneamente, faremos a correção em outro topico a frente)

3. Soldar os capacitores ceramicos restantes

C15 e C16 820pF (821)

C3, C10 e C13 22pF (com pinta preta é NP0).

ERRATA

Alguns colegas (PY6NF Fernando) tiveram problemas com o FLL ligado via C13 de 22pF, caso ocorra alguma leitura erronea de frequencia, aumente o valor de C13 para 1nF a 100nF.

4 Soldar transistores Q1, Q2, Q3, diodos LED BB112 e regulador de tensão 78L08

Note que o diodo BB112 tem a mesma disposição (lado plano voltado a direita) de Q1 e que o 78L08 tem a mesma disposição de Q3 e o diodo LED D1 tem o chanfro voltado para R11 (conforme indicado na placa).

5. Soldar indutor L2 4,7µH (amarelo roxo dourado corpo verde), trimmer CVX, capacitores de styroflex C1 (560pF), C5 (820pF), C7 (820pF) e CX1 (820pF)...ERREI a soldagem de CX2 (47nF) e soldamos ele aqui.

6. Soldar os capacitores eletroliticos C18 (47µF)e C19 (220µF) observando a polaridade.

7. Trafo (bobina) bifilar 8,5cm de flat cable com 2 fios identificar os dois lados de um fio

enrolar 4 voltas (passar 4 vezes no furo)

separar as pontas por 1cm e desencapar por 5mm, estanhando as pontas.

Soldar na placa AB o lado identificado e CD o lado sem identificação

8. Bobina osciladora usar fio mais fino fornecido AWG24

enrolar 24 voltas (passar o fio pelo furo 24 vezes).

Retirar o esmalte das pontas conforme foto e estanhar.

Soldar na placa

9. Montando os potenciometros de sintonia grosa e fina.

ERRATA: utilizar ambos de 100k tipo B linear (os de tipo A log são para audio).

Estanhar terminais dos potenciometros

Torcer terminais de dois resitores de 10k conforme foto e soldar.

Soldar os resitores como na foto, importante mantenha uma distancia entre eixos de 4 a 6 cm para colocação no futuro painel, na nossa montagem deixaremos com 5cm.

Soldar rsistor de 1k entre terminais opostos dos potenciometros.

Soldar resistor de 1k entre os outros terninais opostos dos potenciometros.

Limar corpo dos potenciometros onde indicado na foto (o lado é importante pois dá a posição de menor frequencia) soldar um fio entre o corpo e o terminal do potenciometro conforme foto. No outro potenciometro estanhar o local limado.

Soldar um fio entre os potenciometros.

10. Cortar 15cm de uma fase do cabo blindado "walkman"

desencapar os dois lados do cabo enrolando a blindagem. Eu coloco dois pedaços de espagueti termo-encolhivel para acabamento (não foi no kit).

11. Soldar cabo blindado e cabo de 8V (fio vermelho da foto, com 15cm não fornecido no kit).

Soldar fio vermelho vindo dos potenciometros no ponto 8V da placa.

Soldar cabo blindado vindo dos potenciometros aos pontos X malha/terra e Z vivo ou fio central.

12. Soldar fios de alimetação

Terminada a montagem vamos testar...

13. Ligando

Frequencia de 3096kHz maxima

Frequencia de 2761kHz minima, o trimmer foi ajustado para baixar o maximo da frequencia.

O ideal é ficar entre 2700 e 3000 (7300 a 7000).

Necessitamos baixar a frequencia em cerca de 80kHz na maxima, para isso podemos aumentar o valor do indutor ou aumentar o valor dos capacitores. Como adicionar capacitor é muito facil, colocaremos um capacitor ceramico de 68pF NP0 (fornecido no kit) em paralelo com os existentes. O valor de 68pF foi estabelecido regulando o trimer para o maximo e minimo, medimos a diferença de frequencia e concluimos necessitariamos um capacitor de 47pF ou mais.

Local na placa a ser adicionado o capacitor.

Capacitor de 68pF NP0 soldado.

Nova frequencia 2695kHz (7305).

Nova frequencia maxima do VFO 3007kHz (6993).

s