O princípio de funcionamento do VCO mostrado na figura é o de se controlar a frequência de oscilação pela tensão de alimentação. A diferença está apenas no fato de que são usados inversores disparadores de um circuito integrado 4584. Da mesma forma, tanto o resistor, como o capacitor, podem ser alterados em função da faixa de freqüências desejadas e a tensão de controle deve ficar entre 3 e 15 V.
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Oscilador XTAL com Comparador
Freqüências até pouco mais de 100 kHz podem ser obtidas com um oscilador baseado num dos quatro comparadores de tensão existentes no circuito integrado LM139/239 ou 339, conforme mostra a figura. A alimentação pode ser feita com tensões de 5 a 12 V e o sinal obtido na saída é retangular com um ciclo ativo de aproximadamente 50%. Os outros comparadores do mesmo circuito integrado podem ser usados em outras aplicações, já que são independentes. Observe a existência do resistor de pull-up necessário ao circuito já que sua saída é feita com um transistor com o coletor aberto.
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Oscilador XTAL até 30 MHz
O circuito mostrado na figura pode gerar sinais de boa intensidade até uma freqüência de 30 MHz, dependendo apenas do cristal usado e do circuito tanque de saída. O circuito formado por L1 e VC deve ser ressonante na freqüência de operação do circuito. Observamos que os transistores de efeito de campo de junção MPF102 e BF245 praticamente têm as mesmas características, mas sua pinagem é diferente. O sinal é retirado por 3 ou 4 espiras de uma bobina enrolada sobre L1.
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Oscilador XTAL com o 4001
A freqüência máxima do oscilador mostrado na figura 10 é da ordem de 5 MHz, dependendo da tensão de alimentação. Com tensões mais baixas, o circuito se torna mais lento e não consegue oscilar nas freqüências mais altas. Os 5 MHz são conseguidos com tensões acima de 9 V. Os capacitores são cerâmicos e como os circuitos integrados 4001 e 4011 possuem 4 portas, das quais apenas 3 são usadas, e sendo elas intercambiáveis, a pinagem não é dada. Os capacitores usados devem ser cerâmicos e o sinal obtido na saída deste circuito é retangular.
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Oscilador XTAL para 27 MHz
O oscilador mostrado na figura pode servir de base para circuitos de transceptores e walk-talkies operando na faixa dos 11 metros (27 MHz).O circuito ressonante formado pelo capacitor de 47 pF em paralelo com a bobina é importante para se obter a máxima intensidade de sinal para a saída. A bobina consiste em 6 espiras de fio 28 em forma de 0,5 cm. Pode-se usar uma bobina com núcleo ajustável ou então substituir o capacitor por um trimmer que varra a faixa de 5 a 50 pF. Os demais capacitores do circuito devem ser cerâmicos e os transistores admitem equivalentes como o 2N2222.
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Oscilador XTAL com o 4060
O circuito integrado CMOS 4060 consiste num contador divisor de freqüências com elementos internos já incorporados para a elaboração de um oscilador externo tanto do tipo RC como controlado a cristal. Na figura mostramos como implementar um o oscilador a cristal com freqüências até uns 4 MHz usando este componente. Observamos que a freqüência máxima depende da tensão de alimentação, assim os 4 MHz só serão alcançados com alimentação superior a 9 V. O trimmer ajusta o ponto ideal de oscilação de modo que o circuito seja inicializado ao se ligar a alimentação. Isso é conseguido compensando-se as capacitâncias internas do cristal. Lembramos que o sinal obtido na saída deste circuito é retangular.
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Oscilador XTAL até 65 MHz
Com o circuito mostrado na figura é possível gerar sinais até 65 MHz. Os valores de L e de C1 dependem da faixa de freqüências do sinal a ser gerado, conforme a seguinte tabela:
Faixa de Freqüências C1 L
15 a 25 MHz 100 pF 12 espiras 25 a 50 MHz 56 pF 8 espiras 50 a 65 MHz 27 pF 8 espiras
As bobinas são enroladas em formas de 0,5 cm. Os capacitores são cerâmicos e o transistor pode ser qualquer tipo NPN de RF como o BF494, BF495 ou 2N2222. A alimentação pode ser feita com tensões entre 9 e 12 V e pequenas alterações nos valores dos capacitores podem ser necessárias para compensar as tolerâncias dos componentes.
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Oscilador XTAL até 110 MHz
Com o circuito mostrado na figura é possível gerar sinais até uma freqüência de 110 MHz. A bobina L tem seu valor dependendo da faixa de freqüências em que vai operar o oscilador, segundo a seguinte tabela:
Faixa de Freqüências L
60 a 85 MHz 7 espiras de fio 28 em forma de 0,5 cm 85 a 110 MHz 4 espiras de fio 28 em forma de o,5 cm
Os capacitores são cerâmicos e o resistor em paralelo com o cristal tem valores que dependem da freqüência. Para a faixa de 60 a 85 MHz ele deve ser aumentado para 3k3 ohms ou mesmo 4k7 ohms. Transistores equivalentes ao BF494 como o BF495 e mesmo 2N2222 podem ser usados neste circuito.
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Oscilador XTAL até 3 MHz
A freqüência máxima do oscilador mostrado na figura está em torno de 3 MHz. O trimmer ajusta o melhor ponto de oscilação de modo a compensar as capacitâncias internas do próprio cristal. O circuito deve ser alimentado com tensões de 6 a 12 V e todos os capacitores devem ser cerâmicos. Em função da freqüência do cristal os capacitores de 220 pF devem ter seu valor alterado de modo a se obter melhor realimentação. Esses componentes devem ter seus valores aumentados proporcionalmente com freqüências menores.
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Oscilador XTAL até 500 kHz
O oscilador mostrado na figura pode gerar sinais até 500 kHz e tem boa estabilidade. A bobina L consta de 8 espiras de fio 28 em uma forma de 0,5 cm sem núcleo. Os capacitores devem ser cerâmicos e há uma tolerância tanto na faixa de tensões de alimentação como nos valores dos componentes. Experiências podem ser feitas com os componentes de polarização e mesmo com os capacitores cerâmicos de 560 pF e 1n2 no sentido de se encontrar a combinação que dê melhores resultados com o cristal usado.
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Oscilador XTAL até 100 kHz
O circuito mostrado na figura usa transistores NPN de uso geral e pode ser usado para gerar sinais até 100 kHz. Os capacitores devem ser cerâmicos e eventualmente o capacitor de realimentação de 10 pF precisará ser alterado para compensar as tolerâncias dos componentes usados. A alimentação pode ser feita com tensões de 6 a 12 V, sendo o valor recomendado para os valores usados dos componentes, 9 V.
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Oscilador com MOSFET de Dupla Comporta
O circuito mostrado na figura se caracteriza pela estabilidade e pelo uso de um componente comum. Esse circuito é capaz de gerar sinais na faixa de 100 kHz a 500 kHz dependendo apenas do cristal usado. Os valores dos componentes são para uma alimentação de 12 V com o transistor indicado, originalmente fabricado pela RCA. Equivalentes de dupla comporta podem ser experimentados com eventuais alterações nos componentes de polarização. Alterações no resistor de 100 ohms, em série com a alimentação, permitem usar fontes com outras tensões. Lembramos que a corrente drenada pela etapa é da ordem de 8 mA. Isso permite calcular a queda de tensão no resistor.36 -
Oscilador de Alta Potência
Um único transistor de alta potência MJ15003 é usado no circuito da figura para gerar sinais intensos na faixa de 30 kHz a 1 MHz, dependendo apenas da bobina L1 e do ajuste de CV. O transistor deve ser montado em excelente dissipador de calor e fonte de alimentação deve ser capaz de fornecer uma corrente de pelo menos 3 A. O resistor de polarização, dependendo da aplicação, para maior rendimento precisa ter seu valor experimentado na faixa de 470 ohms a 1,5 k ohms tipicamente. O capacitor C2 pode ser fixo o variável. Para as diversas faixas de freqüências que o circuito pode gerar damos as características de L1 e os valores aproximados de C2 na seguinte tabela:
Faixa de Freqüências C2 L1
50 a 200 kHz 10 nF 30 + 30 espiras 200 kHz a 500 kHz 2,2 nF 15 + 15 espiras 500 kHz a 1 MHz 1 nF 10 + 10 espiras
A bobina é enrolada num bastão de ferrite de 0,8 a 1 cm de diâmetro e de 10 a 15 cm de comprimento. Os valores da tabela não são exatos, já que, devido à tolerâncias dos componentes e capacitâncias/indutâncias parasitas na montagem, podem ser necessárias compensações. Transistores de menor potência como o BD135 ou TIP31 podem funcionar neste circuito, com aumento do resistor R1, gerando sinais que alcançam frequências maiores, chegando aos 15 ou 20 MHz, conforme o caso. Para a faixa de 500 kHz a 1 MHz, pode ser usado um capacitor variável de rádio AM para se ajustar a freqüência.
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Oscilador de VHA
A configuração mostrada na figura é uma das mais tradicionais quando se deseja produzir sinais na faixa que vai de 30 MHz a 800 MHz. A freqüência máxima que pode ser obtida deste circuito depende apenas do transistor usado e da bobina. A alimentação pode ser feita com tensões a partir de 6 V e o consumo da etapa osciladora é bastante baixa. Os capacitores usados devem ser todos cerâmicos. O capacitor C1, que proporciona a realimentação para manter as oscilações, depende da frequência. Assim, na tabela seguinte damos as características deste componente e da bobina para diversas faixas de freqüências. Faixa de Freqüências (MHz) L1/L2 C1 30 - 50 10 espiras/4 espiras 12 pF 50 - 80 7 espiras/3 espiras 6,8 pF 80 – 120 4 espiras/2 espiras 4,7 pF 120 – 180 2 espiras/1 espira 2,2 pF 180 – 300 1 espira/1 espira 1 pF 300 - 800 ½ espira/1/2 espira 0,5 pF
Observamos que para que as freqüências mais altas sejam alcançadas o layout da placa é muito importante pois qualquer trilha mais longa representa indutância e capacitância adicional capaz de afetar o funcionamento do circuito.
Transistores como os BF254, BF494, BF495 alcançam até os 200 MHz. Nesse circuito. Para freqüências maiores sugerimos o uso do BF579, BF689K ou BF979 que chegam facilmente aos 800 MHz.
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Oscilador de Frequência Variável com
Varicap
A grande vantagem do circuito mostrado na figura está no fato de que sua freqüência é controlada por uma tensão contínua. Isso permite que o circuito seja usado em conjunto com conversores digitais para analógico (DAC) controlando-se a freqüência quer seja pela saída paralela de um PC como por um microprocessador. O varicap pode ser do tipo duplo como representado no diagrama ou, na sua falta, podem ser usados dois variacaps separados como os BB809 que são relativamente comuns no nosso mercado. A bobina, formada por 40 espiras de fio 28 num tubo de 1 cm de diâmetro leva o circuito a gerar sinais centralizados aproximadamente em 3,5 MHz. Os capacitores usados no circuito devem ser cerâmicos e o transistor de efeito de campo de junção (JFET) admite equivalente como o MPF102. O circuito pode gerar sinais de até algumas dezenas de megahertz bastando apenas alterar a bobina para a faixa desejada. A largura da faixa varrida depende basicamente das características do varicap usado.
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Oscilador de Frequência Variável
O Variable Frequency Oscillator (VFO) ou Oscilador de Frequência Variável mostrado na figura pode gerar sinais numa faixa de freqüências determinada pela bobina e pelo variável. Para freqüências entre 1 e 5 MHz, por exemplo, o variável pode ser do tipo comum encontrado em receptores de ondas médias e a bobina formada por 25 + 25 espiras de fio 28 AWG num bastão de ferrite de 0,8 a 1,0 cm de diâmetro e 12 a 15 cm de comprimento. O circuito pode gerar sinais até perto de 30 MHz, dependendo apenas dos valores dos componentes usados no circuito ressonante. Os capacitores devem ser cerâmicos e o transistor de efeito de campo de junção (JFET) admite equivalentes.
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Oscilador de Sobretom
Na figura mostramos uma configuração para um oscilador de sobretom controlado por cristal usando um transistor de efeito de campo de junção. A frequência deste oscilador, que depende do cristal, pode ficar entre 100 kHz e 10 MHz tipicamente. Os capacitores devem ser cerâmicos e o transistor de efeito de campo admite equivalente como o MPF102.
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Gerador de Ondas Quadradas
Este circuito foi obtido numa publicação argentina antiga, usando transistores de germânio e diodos também de germânio. O circuito pode ser adaptado para operar com transistores de silício de uso geral como os BC548 e BC558 para isso com eventuais alterações dos resistores R5 e R6. O circuito é alimentado por tensão de 6 a 9 V senoidal que é convertida em quadrada. A frequência máxima é da ordem de alguns quilohertz. O circuito opera como um disparador.
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Oscilador de 100 MHz
Encontramos este circuito numa antiga publicação argentina da década de 1970. O transistor pode ser o BC558 e para melhor desempenho, podemos usar o BF494, invertendo a alimentação, já que este transistor é NPN. L2 consiste em 4 espiras de fio 26 ou 28 em forma de 1 cm sem núcleo e a tomada é feita na primeira ou segunda espira. L1 é um choque de 100 uH.
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Oscilador de Potência para 100 kHz
Com este oscilador podemos obter um sinal de 10 W de potência na frequência de 100 kHz, O circuito é de uma antiga publicação argentina, podendo ser implementado com um transistor mais moderno como o 2N3055, montado num radiador de calor. A bobina consta de 19 espiras de fio 10 AWG com diâmetro de 0,88 polegadas e secundário de 5 espiras de fio 22. O secundário é o enrolamento ligado a R1 e C1.
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Gerador de Pulsos Aleatórios
Este circuito pode ser usado com a uma Roleta TTL, ou outros circuitos de jogos que devam sortear alguma coisa a partir de um número aleatório de pulsos. O transistor unijunção pode ser o 2N2646 e o bipolar um BC558. Para tecnologia CMOS, o circuito pode ser alimentado com tensões até 12 V. O capacitor C1 determina o tempo que o circuito oscila depois que S1 é solto.
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Oscilador de Duas Frequências
Na figura mostramos como usar o NE567 como um oscilador de duas freqüências. Na saída temos um sinal com a freqüência fundamental gerada conforme os valores dos componentes usados. No pino 3 temos um sinal com a metade da freqüência.Os sinais gerados são retangulares com um ciclo ativo de 50%.
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Oscilador TTL com o 7414
O circuito mostrado na figura tem basicamente a uma configuração do que faz uso de um inversor TTL que permite alcançar algumas dezenas de megahertz utilizando dispositivos da subfamília LS. A fórmula que relaciona os valores dos diversos componentes do circuito com a frequência é dada junto ao diagrama. As tensões T+ e T- são as dos pontos de disparo na subida e descida da tensão, já que se trata de um dispositivo disparador. O circuito integrado usado pode ser o 7414 e a alimentação deve ser feita com 5 volts.
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Gerador Dente de Serra com PUT
O circuito mostrado na figura 4 faz uso de um transistor programável unijunção do tipo BRY39 e gera sinais dente de serra cuja frequência depende do valor do capacitor usado e que pode chegar a algumas centenas de quilohertz. O ajuste da frequência do sinal gerado é feito no trimpot que atua sobre a base de Q1 que, por sua vez, funciona como uma fonte de corrente constante para garantir uma carga linear do capacitor. A tensão de alimentação pode ficar entre 9 e 12 volts.
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Oscilador Retangular de 100 mA
Um oscilador retangular que pode controlar cargas até 100 mA é mostrado na figura. Esse circuito possui uma entrada de controle externo da frequência por tensão, permitindo sua utilização como um VCO (Voltage Controlled Oscillator). A faixa de freqüências que o circuito pode varrer com o controle externo é da ordem de 6%. A alimentação vai de 5 a 10 V.
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Oscilador de Potência de 1 MHz
Este circuito é sugerido pela National Semiconductor e se baseia num transistor de potência incrementado que é o LM195. O circuito é mostrado na figura. Este transistor possui uma corrente máxima de saída de 1 A e na verdade consiste num Darlington com diversos circuitos de apoio e que pode ser excitado com uma corrente de base de apenas 3 uA. O transistor em questão possui um tempo de comutação de 500 ns e uma tensão de 2,0 V de saturação. A sua base pode ser excitada por tensões de até 40 volts sem problemas. Nesta aplicação temos um oscilador RC. O invólucro do transistor é TO-3, mas existe um equivalente em invólucro TO-220 que é o LM395T. Nos dois casos, o transistor deve ser montado num radiador de calor.
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Oscilador de 3 a 30 MHz
A bobina do oscilador mostrado na figura pode ter de 14 a 40 espiras com tomada na metade do enrolamento. Esta bobina é enrolada com fio 28 AWG em núcleo de ferrite de aproximadamente 1 cm de diâmetro. O capacitor variável pode ter valores na faixa de 80 a 220 pF e o sinal pode ser retirado do coletor do transistor ou de uma segunda bobina enrolada junto com L1.
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Oscilador de 3 Tons
De um antigo manual de transistores unijunção, este oscilador gera tons diferentes quando os interruptores de pressão são acionados. O transistor pode ser o 2N2646 e o alto-falante pode ter impedâncias a partir de 4 ohms. Os resistores que determinam os tons podem ser alterados e R5 é opcional. A alimentação pode ser feita com tensões de 9 a 25 V.
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Oscilador de Relaxação com o 741
Este circuito pode gerar sinais na faixa de áudio entre fração de hertz até aproximadamente uns 10 kHz sem problemas. Podemos usá-lo como base para geradores de sinais ou instrumentos musicais simples ou mesmo em alarmes. Na figura temos a configuração usada tendo por base um amplificador operacional do tipo 741. A frequência depende basicamente de P1, R1 e do capacitor C que pode assumir os valores indicados no diagrama. P1 controla a frequência enquanto que P2 controla a simetria do sinal pela fixação da tensão de referência no pino 3 do amplificador operacional. A finalidade do potenciômetro P3 é controlar a intensidade do sinal de saída, podendo este componente ser eliminado do circuito conforme sua aplicação. Lembramos que o sinal de saída é de baixa potência com uma impedância de aproximadamente 50 ohms. Também é possível usar uma etapa amplificadora de potência neste caso de modo a excitar cargas como alto-falantes.
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Oscilador de Potência com o 741
Este circuito é basicamente a mesma configuração anterior com uma etapa de potência com transistores complementares que permitem a excitação direta de um alto-falante de baixa impedância. Na figura temos o circuito completo deste oscilador que exige a utilização de uma fonte simétrica na sua alimentação. A frequência depende do capacitor de 100 nF e é controlada pelo potenciômetro de 100 k ohms. O capacitor pode ser alterado conforme a faixa de frequências que se pretende gerar. Os transistores de potência devem ser montados em radiadores de calor. Estes radiadores devem ser tanto maiores quanto maior for a tensão usada na alimentação.
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Oscilador de Duplo T com o 741
Osciladores de duplo Tpodem ser usados para produzir sinais senoidais na faixa de áudio com bom desempenho. O circuito apresentado na figura é um exemplo de oscilador de duplo T para a faixa de áudio usando um amplificador operacional do tipo 741. Os componentes do duplo T determinam a frequência de operação do oscilador enquanto que o potenciômetro de 100 k ohms no circuito de referência determina a simetria do sinal gerado e, portanto, sua distorção. Observe que a fonte de alimentação deve ser simétrica e que a saída é feita por meio de um capacitor de 1 uF.
Dependendo da
aplicação e da faixa de frequências este capacitor
pode ser alterado ou mesmo eliminado.
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Oscilador XTAL de 500 kHz a 30 MHz
O circuito é o mostrado na figura faz uso de um transistor 2N2222 ou equivalente. Este circuito pode operar em frequências na faixa de 500 kHz até algumas dezenas de Megahertz. Trata-se de um oscilador Colpitts em que a realimentação é feita por derivação capacitiva, com o sinal retirado do emissor do transistor e reaplicado à base. A alimentação do circuito é feita com uma tensão de 12 V e a potência de saída é da ordem de alguns miliwatts. Neste circuito, o cristal opera em sua frequência fundamental.
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Oscilador de Sobretom com Cristal
O circuito da figura opera em um sobretom da frequência do cristal, ou seja, na frequência fundamental ou ainda em harmônicas que correspondam a múltiplos ímpares da frequência fundamental como 3f, 5f, 7f, 3, etc. Observe que o circuito LC no dreno do transistor de efeito de campo deve ser sintonizado na frequência em que desejamos as oscilações. O transistor de efeito de campo pode ser de qualquer tipo que oscile na faixa de frequências desejadas. Este circuito opera em frequências de algumas centenas de megahertz.
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Oscilador Pierce com Cristal
O circuito apresentado é um oscilador do tipo Pierce e também opera na frequência fundamental do cristal. Este circuito emprega um transistor de efeito de campo de junção como o BF245 e pode gerar sinais na faixa de algumas centenas de quilohertz até algumas dezenas de megahertz. Na figura mostramos o circuito que é alimentado com uma tensão de 12 V. O importante neste circuito é que o choque XRF tenha uma reatância elevada na frequência de operação.
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Oscilador XTAL em Sobretom
Para operar numa harmônica da frequência do cristal, sintonizada num trimmer no circuito ressonante de coletor do transistor, temos o circuito da figura. O transistor utilizado é o 2N2222 ou equivalente que possa oscilar na frequência desejada. A alimentação deste circuito também é feita com uma tensão de 12V. Alertamos que nestes circuitos osciladores de frequências elevadas, deve-se dar preferência ao uso de capacitores