Fonte de baixo ruído para receptores

    As fontes lineares são conhecidas por serem “silenciosas” em relação ao ruído de alta frequência quando comparadas às fontes chaveadas, mas elas não são tão silenciosas assim.

    Fontes lineares são minhas preferidas desde que iniciei na eletrônica, até então eu nunca tive problema de ruído num receptor, não até eu montar o Mangava, um receptor regenerativo que tive problema de ruído causado pela retificação, desde então eu venho estudando sobre o assunto, com isso tive uma ideia para um projeto de fonte de alimentação com baixo ripple e baixo ruído de RF para que no futuro, quando precisar de uma fonte de alimentação confiável para usar no lugar de baterias, se eu ouvir ruído no receptor, vou ter a certeza de que não é da fonte de alimentação.

O Circuito

    O esquema da fonte pode ser visto na figura 1.

 

Fig. 1

 

    Eu tentei usar o máximo possível de componentes simples que podem ser encontrados na sucata, assim fiz na minha montagem, com exceção dos resistores na retificação, todos componentes foram retirados de sucata, isso garante a boa procedência dos componentes.
    A tensão mínima de entrada é de 24VAC, assim, não é recomendado uma tensão muito alta para não comprometer a dissipação de potência no regulador IC1.
    Todos os resistores são de ¼ de watt salvo indicação, todos os capacitores despolarizados com exceção de C1 são de cerâmica.
    Na entrada do retificador temos um circuito snubber composto por C1 e R1, esse circuito reduz o ruído da chave geral ao ligar a fonte assim como amortece alguma eventual oscilação na tensão do secundário.
    A retificação é feita por D1, D2, D3 e D4 que são retificadores de 2A x 100V(mín.), os resistores R2, R3, R4 e R5 ajudam a reduzir o tempo de recuperação dos diodos a fim de reduzir as oscilações de alta frequência, os capacitores C2, C3, C4 e C5 fazem a filtragem de todo o ruído restante juntamente com FB1 e FB2 que são duas contas de ferrite retiradas de sucata de TV de tubo.

    A etapa de filtragem é feita por C6 acompanhado pela resistência de carga R6, esse último é conhecido como resistor de sangria.
    A estabilização da tensão é feita por dois reguladores LM317 em série, dessa forma conseguimos uma ótima estabilidade de tensão e um baixíssimo nível de ripple na saída. Os componentes ao redor dos reguladores são do circuito padrão do datasheet do regulador, para mais detalhes sobre esses componentes, veja a teoria completa nesse vídeo.

    Os capacitores C9 e C12 são de tântalo e podem ser substituídos por dois capacitores eletrolíticos de 25uF/35V. O resistor R10 é opcional, adicionei para evitar qualquer tipo de oscilação de IC1 por falta de carga, a carga mínima do LM317 é de 3,5mA.
    O diodo D10 é usado para descarregar L1. O indutor L1 pode ser qualquer indutor enrolado em uma barra de ferrite ou toroide de fonte chaveada que tenha pelo menos 1mH, é usado como filtro DC em conjunto com C13, C14 e C15. Esse indutor é bastante comum em sucata de toca CD de carro, ele fica bem na entrada de alimentação. FB3 é usado na saída para evitar qualquer ruído de componente magnético que possa entrar pelo borne e afetar os reguladores.
    Os componentes C16, C17, C18, C19 e R13 foram soldados numa placa junto ao borne de saída, isso garante uma melhor filtragem assim como também ajuda na estabilidade de todo o circuito. Note que os capacitores C16 e C18 são do tipo Y2 de alta tensão e estão ligados ao terra da tomada, são encontrados na maioria das sucatas de fontes chaveadas. Nessa fonte eu preferi usar um borne de terra no painel para ter um terra disponível para o receptor assim como para desacoplar C16 e C18.
    A etapa do transformador, chave e fusível eu não adicionei ao esquema por ser simples e fácil de ligar, a única observação é quanto ao fusível usado no primário. Para um transformador de 24V x 1,5A o fusível deve ser de 300mA. Eu utilizei um filtro de rede na entrada AC, isso é muito importante para reduzir o ruído que possa entrar pelo cabo de força.
    Abaixo é possível ver as fotos da montagem final.


Foto 1

Foto 2

Foto 3

Foto 4

Detalhes da montagem


    A montagem não tem muito segredo por trabalhar em baixa frequência, mas mesmo assim devemos evitar cabos em paralelo, todos os cabos usados nas ligações do primário do transformador(alta tensão), devem ficar o mais longe possível dos cabos do secundário em diante(baixa tensão), isso é muito importante para evitar acoplamentos indesejados. Na foto 1 da pra ver como fiz com os cabos. O cabo de força eu usei uma malha para blindar, essa malha foi retirada de um cabo coaxial de 75 ohm de antena, ela é conectado ao terra apenas em um dos lados.
    Na foto 2 é possível ver a placa que fica soldada os bornes e componentes da saída da fonte, o borne que usei possui duas porcas, uma delas é usada para fixar o borne no painel e a outra é usada para fixar a placa, as porcas foram lixadas e depois de bem apertadas eu soldei para dar uma melhor  conexão com a placa, para fazer a ligação dessa placa com a placa principal eu usei conectores fast e fio litz, o fio litz foi por causa da flexibilidade e baixa resistência.
    A foto 3 mostra como ficou a fonte depois de finalizada, eu reaproveitei uma caixa de receptor de parabólica, usei uma chapa que tinha aqui para fazer o painel. Não quis incrementar muito, só o básico para um bom funcionamento.
    Na foto 4 mostra o detalhe de ligação do terra da tomada. O terra que vem da tomada passa por um toroide para bloquear o ruído em modo comum(3 espiras é suficiente) e é ligado o mais próximo possível assim que entra na caixa, desse ponto sai o terra para desacoplar C16 e C18 e também o aterramento do malha que blinda os fios da chave geral, todos ligados no mesmo ponto.
    Um detalhe bastante importante se refere ao negativo de ligação usado no potenciômetro R11, essa ligação é de extrema importância para a estabilidade de IC2 e deve ser ligado no borne de saída, na foto 2 é possível ver a malha que usei para essa ligação.
    Depois de tudo pronto e finalizado, é feito o ajuste na tensão de saída de IC1 para 18V por meio do trimpot R7, depois o potenciômetro R11 faz o ajuste final da tensão. É bom lembrar que com o valor de R11 a tensão de saída deve passar dos 15V, assim fica por conta do montador limitar a tensão quando ajusta ou pode optar em usar um resistor em paralelo com R11 de aproximadamente 3k3, o valor exato deve ser experimentado.


3 comentários:

Formigão disse...

Obrigado Picco por mais esta contribuição, atualmente estou fazendo rádio escuta em ondas curtas e será bem válido obrigado.

J. Márcio Rezende disse...

Picco, os arquivos em QRP Quartely parecem ter sumido. É uma pasta vazia mesmo ou o MediaFire removeu os arquivos?
https://www.mediafire.com/folder/4ut0hib7gob2j/QRP_Quarterly

J. Márcio Rezende disse...

Os links das datasheets das vávulas: 7GP4 e ZC1010 foram tirados do ar