terça-feira, 25 de agosto de 2009

LEDs ultrafinos abrem novas possibilidades de iluminação e telas dobráveis.


A nova tecnologia acena com telas maiores, mais brilhantes e que poderão ser instaladas como painéis em qualquer superfície, serem dobradas e produzirem até mesmo telas semitransparentes para instalação em janelas e vitrines de lojas



Orgânico vs inorgânico

Os LEDs orgânicos surgiram prometendo superar rapidamente os LEDs tradicionais, principalmente pela possibilidade de sua fabricação rápida em larga escala, onde a deposição dos materiais emissores de luz é feita sobre um material plástico utilizando um processo similar à impressão jato de tinta. Mas nem bem as telas com LEDs orgânicos (OLEDs) começaram a chegar ao mercado, equipando equipamentos portáteis, e os LEDs inorgânicos tradicionais - aqueles com os quais já estamos acostumados e que equipam virtualmente todos os equipamentos eletrônicos - resolveram dar a volta por cima. A equipe do professor John Rogers, da Universidade de Illinois, nos Estados Unidos, desenvolveu um processo para criar LEDs inorgânicos minúsculos e ultrafinos e que podem ser fabricados em conjunto em larga escala.

Vantagens dos LEDs e dos OLEDs

"Nosso objetivo é casar algumas das vantagens da tecnologia dos LEDs inorgânicos com a escalabilidade, a facilidade de fabricação e a resolução dos LEDs orgânicos," diz Rogers. Em relação aos LEDs orgânicos - que levam carbono em sua composição - as vantagens dos LEDs tradicionais - feitos com semicondutores inorgânicos, sem carbono em sua composição - é a maior vida útil, maior robustez e confiabilidade e, principalmente, um brilho superior. Mas os LEDs orgânicos têm suas vantagens, entre elas a fabricação em substratos flexíveis e em conjuntos densos e interconectados, o que torna possível sua instalação em superfícies irregulares, na forma de tetos ou paredes totalmente iluminadas e até mesmo em janelas semitransparentes.

LEDs ultrafinos

A nova tecnologia utiliza um processo chamado crescimento epitaxial, gerando LEDs com dimensões até 100 vezes menores do que era possível até agora. Os pesquisadores também desenvolveram um processo de montagem para dispor os novos LEDs na forma de grandes conjuntos interconectados sobre substratos flexíveis e dobráveis. "O processo de estampagem é uma alternativa muito mais rápida do que o processo robótico padrão de 'pegar e colocar' usado na manipulação dos LEDs inorgânicos, que são essencialmente construídos um a um," explica Rogers. "O novo processo pode retirar grandes quantidades de LED minúsculos e finos da pastilha de silício de uma só vez, e então imprimi-los sobre um substrato plástico." Como, no segundo passo do processo, os LEDs podem ser colocados distanciados uns dos outros, os painéis e telas podem ser quase transparentes. As pequenas dimensões dos LEDs permitem o uso de conexões impressas para interligá-los e alimentá-los, em vez dos fios, que são mais grossos e não se adaptam à flexibilidade necessária.

Novas aplicações dos LEDs

Além da iluminação de estado sólido, substituindo as atuais lâmpadas, painéis de instrumentos e telas e monitores, as folhas flexíveis e dobráveis de LEDs impressos têm uso potencial no setor de saúde. "Enrolar uma folha de minúsculos LEDs ao redor de um membro ou de todo o corpo humano oferece possibilidades interessantes em biomedicina e biotecnologia," diz Rogers, "incluindo aplicações no monitoramento das funções vitais, diagnóstico e imageamento. Com a chegada ao mercado das primeiras TVs de LEDs, ultrafinas, a nova tecnologia acena também com telas ainda maiores, mais brilhantes e que poderão ser instaladas como painéis em qualquer superfície, serem dobradas e produzirem até mesmo telas semitransparentes para instalação em janelas e vitrines de lojas.

Fonte: Inovação Tecnológica

terça-feira, 18 de agosto de 2009

Como foi calculada a idade do Universo?

Descoberta das galáxias

O astrônomo norte-americano Edwin Hubble (1889-1953) descobriu que as até então chamadas nebulosas eram galáxias fora da Via Láctea, que o Universo está se expandindo e que as galáxias se afastam umas das outras a uma velocidade proporcional à distância que as separa, razão que ficou conhecida como constante de Hubble. Tais descobertas abriram caminho para que os astrofísicos Wendy Freedman, da Instituição Carnegie (Estados Unidos), Robert Kennicutt, da Universidade de Cambridge (Inglaterra), e Jeremy Mould, da Universidade de Melbourne (Austrália), definissem, em 2001, o índice de expansão do Universo, o que tornou possível calcular sua idade.

Expansão do Universo

"O resultado é que hoje sabemos que o Universo tem se expandido há 13,5 bilhões de anos", disse Wendy à Agência FAPESP pouco após ter recebido o Prêmio da Fundação Gruber de Cosmologia, concedido aos três pesquisadores durante a 27ª Assembleia Geral da União Astronômica Internacional, que está sendo realizada no Rio de Janeiro até o dia 14 de agosto. O prêmio consiste em medalhas de ouro e US$ 500 mil, divididos pelos ganhadores. Liderando um grupo de mais de 20 cientistas de 13 instituições diferentes, Wendy, Kennicutt e Mould determinaram que o melhor valor para a constante de Hubble seria 72 quilômetros por segundo por megaparsec - um megaparsec equive a 3,26 milhões de anos-luz - com margem de incerteza de 10%.

Como foi calculada a idade do Universo

A descoberta do trio pôs fim a um debate que durou oito décadas e derrubou teorias e estimativas anteriores sobre a idade do Universo, como as do próprio Hubble, que a calculou em "apenas" 1 bilhão de anos. Seguindo a constante de Hubble, os astrofísicos mediram a distância entre a galáxia à qual a Terra pertence - a Via Láctea - e 30 outras galáxias, usando o telescópio espacial da agência espacial norte-americana que leva o nome do famoso astrônomo. "A expansão do Universo só é mensurável ao se calcular a distância do afastamento das galáxias. Então, por meio das variáveis chamadas de cefeidas, conseguimos precisar a distância entre a Terra e cada uma dessas 30 galáxias. Observamos que, quanto mais distante estamos, mais rápido nos movemos", explicou Wendy.

Estrelas pulsantes

As variáveis cefeidas - população de estrelas pulsantes e de luminosidade extrema - podem ser usadas como espécies de velas para determinar a distância de outros objetos da galáxia. Um telescópio pode ser calibrado com grande precisão usando a aproximação de uma estrela cefeida, de modo que as distâncias encontradas com esse método estão entre as mais precisas disponíveis na atualidade. Segundo a astrofísica, o que a intrigava era que, quando se media a idade dessas estrelas, dizia-se que elas teriam cerca de 18 bilhões de anos. "A idade das estrelas era maior do que a constante de Hubble. E não podia haver estrelas mais velhas do que o próprio Universo. É como se pudesse haver filhos mais velhos do que os pais", comparou.

O que faz o Universo se expandir?

Diretora dos Observatórios da Instituição Carnegie, onde Hubble trabalhou e descobriu que o Universo está se expandindo, Wendy ressalta que o desafio da vez é a energia escura, a forma hipotética de energia que estaria distribuída por todo o espaço. "É o que precisa ser compreendido agora. Sabemos que a energia escura está acelerando a expansão do Universo. Temos que medi-la e descobrir qual a razão para isso", afirmou. A equipe da pesquisadora também trabalha para finalizar, em 2019, a construção do Telescópio Gigante de Magalhães (GMT, na sigla em inglês), que terá um espelho de 24,5 metros de diâmetro e será um dos três maiores em operação na Terra, ao lado do Thirty Meter Telescope, de 30 metros, e do Extremely Large Telescope, de 42 metros.

Fonte: Inovação Tecnológica

quarta-feira, 12 de agosto de 2009

Processador quântico faz operações sucessivas pela primeira vez


Os pesquisadores conseguiram pela primeira vez demonstrar todas as especificações necessárias para a construção de um processador quântico.


Pela primeira vez, cientistas conseguiram efetuar cálculos computacionais utilizando bits quânticos iônicos, de forma sustentável, mantendo os dados armazenados mesmo depois que esses dados são lidos e suas informações transmitidas para outro local. O experimento, realizado no instituto NIST, nos Estados Unidos, supera desafios significativos rumo à transformação dos cálculos quânticos em pequena escala, feitos em laboratório, para verdadeiros processadores quânticos, operando em larga escala.

Computação quântica sustentável

Os pesquisadores executaram repetidamente uma sequência de cinco operações lógicas quânticas e dez operações de transporte de informações, sem perder os 0s e 1s correspondentes aos dados binários armazenados nos íons que funcionam como qubits, os bits quânticos. Até hoje, pesquisadores já realizaram diversos tipos de operações quânticas, utilizando diversos tipos de qubits, inclusive qubits de estado sólido. Contudo, assim que a informação do qubit é lida, ou transportada para outro ponto do circuito, ela é perdida. Mesmo o simples ruído eletromagnético do circuito é suficiente para fazer com que os dados dos qubits se percam, sem possibilidade de utilização para novas operações. "O avanço significativo é que nós podemos manter os cálculos, apesar de temos feito vários transportes de informações dos qubits," explica Jonathan Home, um dos autores da pesquisa.

Funcionamento do computador quântico

O sucesso desse novo processador quântico iônico baseou-se no resfriamento dos íons aprisionados - que funcionam como qubits - depois da leitura dos seus dados, de forma que suas frágeis propriedades quânticas possam ser usadas para novas operações. Os dados foram armazenados em dois íons de berílio, mantidos em uma armadilha magnética dividida em seis zonas. Os íons são armazenados na fenda escura (no centro da foto acima), que mede 3,5 milímetros de comprimento por 200 micrômetros de largura, entre duas pastilhas de óxido de alumínio recobertas com ouro. Campos elétricos são utilizados para mover os íons de uma zona para outra. Os campos elétricos são criados aplicando uma tensão a cada um dos eletrodos de ouro. Os dados são "escritos" com pulsos de laser ultravioleta que, com frequências e duração de pulsos específicos, alteram os estados de energia dos íons. Dois íons de magnésio são utilizados para resfriar os íons de berílio depois que eles são transportados entre as zonas, permitindo a manutenção de seus estados quânticos e sua posterior utilização para novos cálculos.

Especificações de um processador quântico

O resultado é que os pesquisadores conseguiram pela primeira vez demonstrar, ainda que em pequena escala, todas as especificações necessárias para a construção de um processador quântico baseado em íons em larga escala.

Essas especificações incluem:

1. inicializar os qubits com um valor inicial (0 ou 1);
2. armazenar esses dados nos íons;
3. executar operações lógicas utilizando um ou dois qubits;
4. transferir as informações entre diferentes posições dentro do processador quântico;
5. ler os resultados nos qubits (0 ou 1) individualmente.

As operações foram feitas sequencialmente por cinco vezes. Ao tentar fazer a sexta rodada de cálculos, o computador tradicional que acompanha e lê os resultados trava repentinamente, por razões ainda desconhecidas.

Além dos computadores do futuro

Ao contrário dos bits dos computadores atuais, os qubits dos computadores quânticos podem funcionar como 0s e como 1s simultaneamente. Os qubits também podem ser entrelaçados, ou emaranhados, de forma que os dados de dois qubits podem ser interligados, mesmo se eles forem colocados a distâncias muito grandes um do outro - uma alteração feita em uma induzirá imediatamente uma alteração no outro. Estas características, acreditam os pesquisadores, permitirão que os computadores quânticos superem largamente o poder computacional da arquitetura dos computadores eletrônicos atuais, mesmo admitindo todo o progresso que os computadores eletrônicos deverão experimentar no futuro. Qubits de íons são apenas uma dentre as várias abordagens que estão sendo pesquisadas para a construção de computadores quânticos. Todas as pesquisas estão em estágio bastante inicial é impossível dizer qual ou quais dessas abordagens sairão vencedoras na construção de um computador quântico prático.

Fonte: Inovação Tecnológica

quinta-feira, 6 de agosto de 2009

O Transmissor de VHF - FM

Os transmissores de VHF operam quase sempre em FM. A razão para o uso da modulação em frequência em VHF deve-se a maior largura de faixa disponível nas frequências elevadas. Por outro lado, a modulação em frequência e muito suscetível ao desvanecimento seletivo (FADING), comum nas frequências destinadas às faixas de MF e HF (300 kHz A 30 MHz).
Existem diversas maneiras para obter-se um sinal modulado em frequência na faixa de VHF, de acordo com a finalidade do transmissor e o desvio de frequência utilizado. Em transmissores de radiodifusão, devido à utilização de um desvio de frequência relativamente grande, de 75 kHz, não e possível o uso de um oscilador modulado em frequência controlado a cristal. Para se conseguir o desvio necessário, deve-se utilizar um oscilador LC modulado em frequência (Figura 1).
Para manter-se a estabilidade em frequência, é utilizado um elo de controle automático de frequência do tipo PLL, onde a frequência do oscilador LC é comparada com a frequência do oscilador de referência controlado a cristal. Qualquer diferença entre a frequência do oscilador LC e a do oscilador de referência, que não seja causada pela modulação, fará com que o comparador de fase gere uma tensão de controle. Essa tensão é aplicada ao diodo varactor, fazendo variar sua capacitância e corrigindo, dessa maneira, o erro de frequência.
A função da pré-ênfase é manter o índice de modulação independente da frequência do sinal modulador; como se sabe, o índice de modulação é dado pela relação entre o desvio de frequência da portadora e a frequência do sinal modulador. Quando sua frequência aumenta, o índice de modulação diminui. Para que tal não aconteça, basta fazer a amplitude do sinal modulador proporcional a sua frequência. Dessa maneira o índice de modulação e mantido constante em toda a faixa. A pré-ênfase pode ser obtida por um circuito que reforce os sinais de frequência elevada. Em radiodifusão, o reforço começa em aproximadamente 2 kHz e termina em tome de 13 kHz.


Figura 1 - Diagrama em blocos de um transmissor de FM para radiodifusão


Os estágios oscilador, separador e pré-excitador são transistorizados. Isso acontece devido ao nível relativamente baixo de potência desses estágios. Os estágios excitador e amplificador de potência empregam válvulas eletrônicas porque a potência desses estágios e muito elevada para a utilização de transistores.
Os transmissores de FM para radiocomunicações utilizam um esquema de funcionamento diferente do encontrado nos transmissores de radiodifusão. Isso ocorre por dois motivos: o desvio de frequência utilizado é de apenas 5 kHz, o que pode ser facilmente conseguido por um oscilador modulado em frequência controlado a cristal e a potência de saída raramente ultrapassa 70 W.
Por razões que envolvem a estabilidade em frequência e a prevenção contra a ocorrência de oscilações parasitas, utilizam-se, na maior parte dos transmissores, para a faixa de VHF, estágios multiplicadores de frequência. Isso possibilita o uso de uma frequência de oscilação relativamente baixa (Figura 2). No presente caso são usados dois estágios triplicadores de frequência. Por isso, a frequência de transmissão é nove vezes maior que a frequência do cristal.


Figura 2 - Diagrama em blocos de um transmissor de VHF-FM para radiocomunicação


Deve-se salientar que os estágios multiplicadores aumentam também o desvio de frequência na mesma proporção, assim, se o desvio de frequência requerido na saída do transmissor for de 5 kHz, no oscilador o desvio necessário será nove vezes menor, ou seja, 556 Hz, o que é facilmente conseguido com um oscilador a cristal.
Nota-se no diagrama da Figura 2 o uso de um estágio limitador. Sua finalidade e impedir que seja ultrapassado o desvio máximo permitido de 5 kHz. Como o desvio de frequência depende da amplitude do sinal modulador, o desvio máximo deve ser mantido dentro do valor desejado pela limitação da amplitude do sinal modulante. Observe que o estágio limitador está colocado após o circuito de pré-ênfase. Isso é necessário para que não ocorra desvio excessivo nas frequências mais elevadas do sinal modulador.
Outro tipo de circuito utilizado na construção de transmissores de VHF-FM para radiocomunicação emprega um oscilador modulado operando numa frequência relativamente baixa, de, por exemplo, 10,7 MHz, que e posteriormente convertida para a frequência final de transmissão com o auxílio de um misturador (Figura 3). A razão para se usar esse tipo de circuito é a possibilidade que o mesmo oferece para o emprego do mesmo oscilador tanto no transmissor quanto no receptor. Isso representa uma considerável simplificação no projeto de equipamentos transceptores de rádio (um transceptor consiste de um transmissor e um receptor de rádio no mesmo equipamento). Outra vantagem desse tipo de circuito é a facilidade de se construir transceptores para diversas frequências. Um transceptor que utiliza apenas o processo de multiplicação de frequência necessita, para cada frequência diferente, de dois osciladores, um para o transmissor e o outro para o receptor. Isso não ocorre nos transceptores em que a frequência final de transmissão e obtida pelo processo de mistura, pois o mesmo oscilador e utilizado tanto no transmissor quanto no receptor.


Figura 3 - Diagrama em blocos de um transmissor de VHF-FM para radiocomunicação do tipo de heteródito

Transmissor VHF-FM para Radiocomunicação

A Figura 4 mostra o diagrama de um transmissor de VHF-FM para radiocomunicações e, a Figura 5, o diagrama de um amplificador de potência para o circuito da Figura 4. Todo o processamento do sinal de áudio do transmissor e realizado pelo circuito da Figura 6.
O transmissor da Figura 4 utiliza multiplicadores de frequência para a obtenção da frequência final de transmissão, que pode estar entre 144 MHz e 174 MHz. O desvio de frequência, durante a modulação, e igual a +/- 5 kHz.


Figura 4 - Transmissor de VHF-FM para radiocomunicação


O diagrama em blocos desse transmissor é semelhante ao apresentado na Figura 2, existindo, contudo, algumas diferenças: é utilizado um oscilador-dobrador de frequência e um amplificador de potência mais simples, de 30 W de saída, com apenas um transistor, mostrado na Figura 5.

O Oscilador Modulado em Frequência é formado pelo transistor Q2, que oscila na frequência determinada pelo cristal X1. Esta frequência, que é de 27 MHz, para uma frequência de transmissão de 162 MHz, pode ser modificada seja pelo ajuste de L1, seja pela variação da tensão aplicada em D1, que é o diodo varactor encarregado da modulação em frequência.
O varactor D1, recebe uma tensão de polarização inversa proporcionada pelo divisor de tensão formado por R12 e R13, através de R11. Através de C8 e R10' o varactor recebe, também, a tensão modulante proveniente da etapa de áudio do transmissor. A combinação da tensão de polarização com a tensão modulante provoca variações na capacitância do diodo, que, por sua vez, acarretam variações na frequência produzida pelo oscilador. Estas variações correspondem a 1/6 da variação de frequência do sinal na saída do transmissor, uma vez que a frequência transmitida é seis vezes maior do que a frequência do oscilador, devido à utilização de estágios multiplicadores de frequência. O diodo zener D2 e usado para regular a tensão de alimentação do oscilador, evitando variações de frequência causadas pela variação da tensão de alimentação.
A realimentação para iniciar e manter as oscilações é proporcionada pelas capacitâncias base-coletor e base-emissor de Q2. A carga de coletor de Q2 consiste de dois circuitos ressonantes LC paralelos associados em serie. O primeiro, formado por L2/C14, atua como a impedância Z1 de um oscilador Hartley em emissor-comum, equivalendo, portanto, a um indutor. O segundo circuito, LC, e formado pelo primário de T1, em paralelo com C13, estando sintonizados no segundo harmônico do cristal, ou seja, 54 MHz, para uma frequência final de 162 MHz.
O sinal de saída é acoplado ao estágio seguinte, o triplicador de frequência por intermédio do filtro LC-serie C15/L3, sintonizado, também, em 54 MHz. Em paralelo com a base do triplicador Q3 está conectado o filtro LC paralelo C16/L4, sintonizado em 54 MHz, que, juntamente com C18, atua como um filtro rejeita faixa de 27 MHz, necessário para a total eliminação da portadora.

O Triplicador de Frequência é composto pelo transistor Q3, pelo filtro de sintonia dupla formado por L5/C19 e L6/C20, sintonizado em 162 MHz. A multiplicação de frequência é obtida pela operação de Q3 em classe C, o que faz com que a sua corrente de coletor seja rica em harmônicos. O harmônico desejado - neste caso, o terceiro - é selecionado pelo filtro passa-faixa de alta seletividade conectado ao coletor de Q3. Todos os sinais são atenuados - 60 dB, pelo menos, em relação ao sinal desejado. A polarização de base é determinada tanto pelo valor de R17, quanto pelo nível do sinal proveniente do oscilador. Seu valor é escolhido de modo a reforçar a saída do terceiro harmônico, em relação aos outros sinais.
Após o triplicador de frequência, o sinal é amplificado pelos transistores Q4 e Q5, que operam em emissor-comum, em classe B. O transistor Q4 recebe uma pequena polarização inicial através do divisor de tensão R20/R21, tomando mais fácil o ajuste inicial do transmissor, pelo aumento do ganho do amplificador para sinais de pequena intensidade. O sinal amplificado é acoplado à base do estágio seguinte por meio do casador de impedâncias formado por C21, C23 e L7. Em paralelo com a base de Q5 esta conectado XRF4, enrolado sobre uma conta de ferrite de 4 mm de diâmetro externo, tendo a finalidade de estabilizar o amplificador e servir, ao mesmo tempo, de caminho para a corrente continua de base. A potência aplicada à base de Q5 é suficiente para que o mesmo forneça, na saída, cerca de 4 W. Para casar o coletor de Q5 com a linha de 50 ohms, é utilizado o casador de impedâncias formado por C25, L8, C26 e L9. O indutor L9 é utilizado para reduzir a resposta em baixa frequência, além de aumentar a seletividade do circuito, o que reduz o nível de sinais espúrios presentes nas saídas e, conseqüentemente, a possibilidade de interferências.
A alimentação dos dois últimos transistores é filtrada e desacoplada por C22/XRF3 e C24/XRF6. Os capacitores são de disco de cerâmica e sua frequência de auto-ressonância deve ser superior a frequência da portadora do transmissor.
A chave CH-1 permite o funcionamento independente da etapa de áudio e dos estágios oscilador e triplicador de frequência, o que facilita o ajuste inicial do circuito e possibilita que o sinal obtido seja utilizado para a calibração do receptor, quando o transmissor fizer parte de um transceptor de VHF-FM.

Unidade Amplificadora de Potência

A unidade amplificadora de potência é composta por um amplificador de potência classe C, em emissor-comum; um circuito de comutação de antena a diodos; um filtro de harmônicos e um acoplador direcional.


Figura 5 - Amplificador de potência para VHF-FM


O Amplificador de Potência consiste de um transistor MOTOROLA MRF240, capaz de fornecer ate 40 W de saída, a partir de uma excitação de apenas 4 W, tendo, portanto, um ganho de potência igual a 10 dB. Para o casamento de impedâncias entre a entrada do amplificador de potência, que é de 50 ohms, e a base do transistor, é utilizado um casador de impedâncias do tipo "microstrip line", composto pela linha impressa LT1 e pelos capacitores de sintonia C4 e C5. Os capacitores C6 e C7 funcionam como compensadores para a reatância indutiva da base do transistor, fazendo com que a impedância vista pela linha seja uma resistência pura. Para casar o coletor do transistor amplificador de potência com a carga de 50 ohms, é utilizado o mesmo tipo de casador de impedâncias empregado no circuito de base, sendo este composto pela linha impressa LT2 e pelos capacitores C9, C11 e C12. O acoplamento do sinal de entrada e do sinal de saída é efetuado pelos capacitores C1, C2 e C3, para a entrada, e C15, C16 e C17, para a saída. A associação de três capacitores em paralelo, no lugar de um único capacitor de valor equivalente, deve-se Ii necessidade da redução da indutância residual dos capacitores empregados, que são de disco de cerâmica.
Os capacitores empregados na construção do amplificador de potência, principalmente os conectados nas linhas impressas casadoras de impedâncias, e os empregados na linha de alimentação de coletor, são de mica blindada, devido à baixa indutância residual desses componentes.

O Comutador de Antena é composto por diodos PIN do tipo BA243. Esses diodos possuem a propriedade de conduzir correntes alternadas de frequência elevada, devido ao elevado tempo de armazenamento, ts, que apresentam quando diretamente polarizados por uma corrente contínua de algumas dezenas de miliampéres.
Durante a transmissão, o terminal identificado por COMUTAÇÃO recebe uma tensão positiva, fazendo com que os diodos D1 a D4 conduzam. Os diodos D1 e D2 conectam a saída do amplificador de potência com o filtro de harmônicos e, por meio deste, com a antena. Os diodos D3 e D4 conectam o terminal do indutor L6 para a massa, fazendo com que apenas uma pequena fração do sinal gerado pelo transmissor chegue ao terminal Rx, destinado à conexão de um receptor. O capacitor C19, conectado ao extremo oposto de L6, sintoniza sua reatância indutiva, fazendo com que não haja perturbação do indutor sobre o funcionamento do amplificador de potência.
Durante a recepção, é removida a corrente contínua dos diodos, fazendo com que apresentem alta impedância para os sinais captados pela antena, que, desta maneira, atingem o terminal Rx sem nenhuma atenuação. O comutador permite, portanto, que um receptor e um transmissor compartilhem da mesma antena.

O Filtro de Harmônicos é composto por quatro seções de um quarto de onda conectadas em cascata. As primeiras três seções estão colocadas antes do acoplador direcional e a quarta, após o mesmo, diretamente no conector de antena. A primeira parte do filtro inclui uma armadilha para o segundo harmônico, composta pelos componentes L8 e C27, destinada a aumentar a atenuação deste harmônico. O filtro completo assegura uma atenuação de harmônicos superior, em módulo, a - 65 dB.

O Acoplador Direcional é utilizado para a obtenção de uma amostra da potência direta, que é fornecida pela Unidade Amplificadora de Potência, e da potência refletida, que é a potência devolvida por uma antena que não esteja com a sua impedância exatamente igual a do transmissor. Ambas as amostras são convertidas em corrente contínua pelos diodos retificadores, sendo utilizadas para controlar a excitação do amplificador de potência, com a finalidade de manter a potência direta constante e de proteger o transistor amplificador de potência, no caso de descasamento de impedância com a antena. (A Unidade de Controle não esta incluída no circuito.)
O acoplador direcional consiste de três linhas de transmissão impressas, sendo que a central, de 50 ohms, conduz a energia de RF entre o amplificador de potência e a antena. De cada lado da linha central, dispostas paralelamente a mesma, estão duas outras linhas, de 82 ohms, que captam uma amostra do campo eletromagnético gerado pela linha central. O efeito da interação entre o campo elétrico e o campo magnético originados pela linha central sobre as linhas laterais é tal que, na extremidade da linha voltada para a carga, a tensão resultante é nula. Assim sendo, somente haverá tensão retificada pelo diodo D6, caso haja reflexão de energia por parte da antena transmissora. O diodo D5, por sua vez, estará sujeito apenas aos sinais que se propaguem do transmissor em direção a antena.

Projeto

Um transmissor de VHF-FM para radiocomunicação, que utiliza o processo da multiplicação de frequência, utiliza filtros muito seletivos para a obtenção do sinal multiplicado. Normalmente, são utilizados filtros de dupla sintonia após o estágio multiplicador de frequência. Isso é necessário para que se possa obter uma atenuação de pelo menos 60 dB da fundamental e dos harmônicos indesejados. A rejeição da fundamental pode ser aumentada pelo uso de acoplamento capacitivo entre os filtros. Ambos os processos são adotados no circuito analisado, como se pode ver na Figura 4, pela presença do filtro de dupla sintonia L5/C19 e L6/C20, colocado na saída do triplicador. O mesmo procedimento é adotado para filtrar o sinal gerado pelo oscilador modulado, onde a filtragem produzida por T1/C13 é complementada pelos filtros C15/L3 e C16/L4. Deve-se observar, neste ponto, que a filtragem dos sinais gerados pelo estágio multiplicador de frequência necessita ser feita com o máximo de cuidado, porque os estágios localizados após o multiplicador operam, quase sempre, de forma não-linear eo batimento entre os harmônicos que não tenham sido devidamente atenuados, por causa de uma filtragem inadequada, reconstituem a frequência fundamental, provocando o aparecimento de sinais afastados da frequência desejada por um valor igual ao da frequência do cristal oscilador, tomando muito grande a seletividade necessária para a sua eliminação. A falta da filtragem adequada faz com que o sinal irradiado provoque interferências prejudiciais em receptores, como os de televisão, por exemplo.

Áudio

Limitador de Desvio

Num sistema prático de comunicação por rádio, e necessário limitar-se a quantidade de modulação para evitar um desvio excessivo da frequência da portadora, sobre pena de se causar interferência em canais adjacentes. Isso e conseguido pela limitação da amplitude do sinal modulante entregue ao modulador de frequência.
O limitador de desvio consiste num tipo qualquer de ceifador, desde que adequado para os níveis de tensão de entrada e de saída. Um amplificador operando em sobrecarga e geralmente adequado para a finalidade em vista.

Filtro Passa-baixa

Após o estágio limitador, toma-se necessária a utilização de um filtro passa-baixa para eliminar os harmônicos gerados pelo ceifamento dos picos do sinal. A inclinação da curva de resposta do filtro passa-baixa deve ser de -12dB/8º preferencialmente, iniciando o corte numa frequência igual a da maior frequência do sinal modulante.

Circuito de Áudio Completo

A Figura 6 mostra um circuito de áudio adequado para ser utilizado em transmissores de FM para radiocomunicação.


Figura 6 - Circuito de áudio completo de transmissor de FM para radiocomunicação


Ele executa as seguintes funções:

1) Filtro de RF, para eliminar os sinais de RF gerados pelo próprio transmissor e captados pelo cabo de microfone. O capacitor C1 é quem executa a função.

2) Pré-ênfase, executada pelo capacitor C2, em conjunto com os resistores R2, R3 e R4.

3) Limitador é composto pelo amplificador operacional CI-1, que também atua como pré-amplificador. Os resistores R3 e R4 polarizam a entrada não-inversora com metade da tensão VCC. Os resistores R5 e R6 determinam o ganho de tensão. O ceifamento e obtido pela sobrecarga do amplificador, devido a seu elevado ganho de tensão.

4) Filtro passa-baixa é composto por R7 e R8, os capacitores C4 e C5 e o transistor Q1. É um filtro ativo de ganho unitário e apresenta uma inclinação de - 12 dB/8ª.

O resistor R1 é utilizado para alimentar a cápsula de eletreto do microfone. Caso o microfone utilizado não necessite de alimentação, R1 poderá ser eliminado do circuito.
O potenciômetro R9 é utilizado com a finalidade de ajustar o desvio máximo de frequência da portadora.

Fonte:
Telecomunicações
Juarez do Nascimento
Makron Books

segunda-feira, 3 de agosto de 2009

Aviso aos leitores

Hoje quando entrei no site Estatísticas Mundiais que coloquei na lista de sites interessantes, meu anti-vírus acusou um malware, quando carrega o site, portanto eu estou tirando da lista.