Oscilador Variável de Baixo Ruido

Um tempo após sem postar nada na EnergyLabs, estou voltando aqui, com um projeto desenvolvido por min dia 19 de agosto de 2007. Ele usa o CI 4047, que tem um esquema bem simples para se montar como oscilador, porém aumentei o circuito adicionando filtros a fonte e complementei com a parte de isolamento até a amplificação do sinal para se ligar em um transformador de alta tensão (um flyback por exemplo).

Começarei mostrando o filtro da fonte, podendo ser usado em qualquer fonte de 12V (até mesmo em baterias de 9V):

Os valores desse filtro não precisam ser muito precisos, mas é bom que na montagem eles estejam estrategicamente posicionados para não gerarem nenhum ruido. Os dois indutores, podem ser um prego enrolado com umas 6 ou 7 voltas de fio tirado de um cabo de rede ou de áudio. O Capacitor na saída pode ser de 1nF até 100nF.

Abaixo vai o esquema completo do oscilador + isolador + amplificador:

Partes:

• Oscilador:

=> O Oscilador vai até a parte onde está o capacitor C2.

=> O capacitor C1 e o trimpot RV1 ajustam a frequência.

=> O capacitor C4 é filtro adicional de ruídos.

=> Os Pinos 10 e 11 do 4047 são saídas com metade do clock da saída oscilada do pino 13. Uma invertida da outra. Podem ser ativadas colocando o Pino 12 e 9 no GND (Terra, Negativo) da fonte.

• Isolador:

=> Começa no Capacitor C2.

=> O capacitor C2 é usado para reduzir a voltagem do sinal para a entrada do TIP42.

=> O TIP42 faz a oscilação da Transformador Isolador TR1.

=> O resistor R1 ajusta o ganho do TIP42.

=> O Transformador Isolador TR1 precisa ter os dois lados bem parecidos. Sendo recomendado ser enrolado em um ferrite, com 30 voltas de fio 22-30 AWG em ambos lados. Eu usei um isolador que normalmente há em fontes de alimentação (Olha foto).

=> O capacitor C3 reforça o sinal no transformador e na saída dele.

=> O Trimpot RV2 ajusta a força do sinal que vai entrar no amplificador.

• Amplificador:

=> O capacitor C5 é para reduzir eventuais picos de consumo na fonte de alimentação.

=> O Transistor 2N3055 recebe o sinal de RV2 e o amplifica usando a energia da fonte.

=> A voltagem da fonte pode ser de 12V a 90V.

Está ai a explicação de tudo, ressalto o detalhe de que para operar em RF (acima de 22kHz) é necessário um PCB bem montado, pois qualquer ruido pode interferir no sinal e fazer o CI parar de oscilar.

Eu resolvi também, mostrar o resultado no osciloscópio, o meu está montado um pouco diferente, pois eu ativei as duas saídas extras do CI (metade do clock) colocando o pino 12 e 9 para o terra (GND).

Aqui está a onda rodando a aproximadamente 10kHz, medido no osciloscópio com uma escala de 2v por 2ms. O único detalhe é que estou usando um Probe da para a placa de som, então a voltagem não está exatamente igual a da saída do CI, pelo contrario, está muito abaixo. As frequências acima de 30kHz não podem ser alcançadas nesse método também.

Como vocês podem ver, o nível de ruido é bem baixo e permanece assim até a faixa dos 24kHz (não medi mais por não possuir um osciloscópio bom). É uma onda quadrada quase perfeita.

Agora vou mostrar numa escala diferente, 2V por 5ms, irei comparar a Saída OSC (Pino 13) e a Saída Q (Pino 10).

OSC:

Q:

Reparem que a saída Q tem exatamente a metade da velocidade (Clock) da saída OSC. Isso ocorre por que as duas saídas Q são a saída OSC divido por 2. Uma invertida da outra.

Abaixo vai umas fotos do projeto:

Oscilador (à esquerda) e Probe (à direita):

Isolador (Transformador TR2 visto no meio):

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