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Armadilhas de onda (TEL020)

O QUE SÃO E COMO FUNCIONAM

Um tipo de configuração muito comum nos televisores é a formada por um conjunto de circuitos ressonantes que impede a passagem de sinais de determinadas frequências ou que muda a resposta de frequência do mesmo circuito para uma determinada faixa de operação. Estes circuitos que contém basicamente bobinas e capacitores são popularmente conhecidos como "armadilhas de onda" e exercem uma função de grande importância para o bom funcionamento de televisores, videocassetes e muitos outros equipamentos que operam com sinais de vídeo. Neste artigo vamos explicar como funcionam tais "armadilhas" e como elas devem ser ajustadas.

 

Nos cursos básicos de eletrônica todo técnico aprende que existem dois tipos de circuitos ressonantes, ou seja, que respondem a uma determinada frequência: os circuitos ressonantes paralelo e os circuitos ressonantes série.

O circuito ressonante paralelo é formado por um capacitor e um indutor (bobina) que são ligados da forma indicada na figura 1.

 

Circuito ressonante paralelo
Circuito ressonante paralelo

 

Na frequência de ressonância este circuito apresenta uma impedância muito alta, teoricamente infinita, para o sinal que lhe é aplicado o que resulta na curva de reposta mostrada ao lado da própria figura 1.

Na prática um circuito ressonante em paralelo não tem a resposta indicada, isso porque existe a presença de elementos parasitas como a resistência dos fios da bobina e da própria conexão ao capacitor. Assim, a curva real de resposta do circuito se alarga tendo na prática o formato mostrado na figura 2.

 

A curva real de resposta não tem impedância elevada em apenas uma freqüência, mas sim numa faixa.
A curva real de resposta não tem impedância elevada em apenas uma freqüência, mas sim numa faixa.

 

Isso significa que, enquanto que na teoria, o circuito ideal responde realmente a uma única frequência, na prática o circuito responde a uma faixa de frequências.

Essa faixa será tanto mais larga quanto menor for o fator Q, ou fator de qualidade ou seletividade do circuito.

Podemos modificar esta seletividade com a ligação de resistores em paralelo com o circuito conforme mostra a figura 3.

 

Mudando a relatividade de um circuito com um resistor.
Mudando a relatividade de um circuito com um resistor.

 

Para o circuito ressonante em série temos uma configuração mostrada na figura 4 em que também mostramos a sua curva de resposta.

 

Circuito ressonante série e sua curva teórica de resposta.
Circuito ressonante série e sua curva teórica de resposta.

 

Conforme podemos ver, o comportamento do circuito série é "inverso" do circuito paralelo: na frequência de ressonância ele apresenta uma impedância muito baixa, se comportando como um "curto-circuito" para os sinais.

Na prática a curva de resposta deste circuito também não é tão aguçada em vista da presença de elementos parasitas como por exemplo a resistência do fio da bobina.

Assim, conforme vemos pela figura 5, a impedância deste circuito começa a cair quando nos aproximamos da frequência de ressonância até o ponto dela se tornar praticamente nula. A partir desse ponto a impedância se eleva até atingir seu máximo.

 

Circuito ressonante série na prática.
Circuito ressonante série na prática.

 

Podemos, da mesma forma que no circuito ressonante paralelo, mudar a faixa de frequências de atuação pela ligação de resistores em série. Estes resistores mudam a seletividade do circuito de modo a alargar ou estreitar a sua faixa de atuação, conforme mostra a figura 6.

 

O resistor muda a relatividade do circuito.
O resistor muda a relatividade do circuito.

 

 

Veja o leitor que nos dois casos, a frequência de atuação, ou seja, o pico de resposta é determinado pelo valor do capacitor e do indutor.

Na prática, podemos ter um indutor variável, com um núcleo que possa se deslocar no seu interior de modo a mudar sua indutância.

Assim, quando o núcleo é empurrado para o interior da bobina num ajuste, a indutância da bobina aumenta e com isso temos uma redução da frequência de ressonância. Observe que este ajuste não muda a forma como o circuito responde aos sinais, mas tão somente desloca a curva da maneira indicada na figura 7.

 

A posição do núcleo determina a freqüência de ressonância.
A posição do núcleo determina a freqüência de ressonância.

 

 

COMO SÃO USADAS AS ARMADILHAS DE ONDA

Circuitos ressonante do tipo série ou paralelo, conforme os indicados, podem ser usados para rejeitar ou deixar passar determinadas frequências.

Eles se comportam como espécies de "armadilhas" onde os sinais de determinadas frequências indesejáveis "caem" e com isso são eliminados.

Temos duas maneiras de usar estas armadilhas.

Uma delas consiste na ligação em série, ou seja, de modo que não tenha de passar pelo circuito ressonante, conforme mostra a figura 8.

 

Armadilha LC-paralela ligada em série com o circuito.
Armadilha LC-paralela ligada em série com o circuito.

 

No circuito indicado, os sinais de frequências que correspondem à sintonia da armadilha encontram nela uma impedância muito alta e não podem passar. Os demais sinais passam sem sofrer uma atenuação sensível.

Em outras palavras, neste tipo de circuito, a armadilha impede a passagem dos sinais da frequência indesejável.

A outra maneira de se usar uma armadilha é mostrada na figura 9 e consiste na ligação paralela.

 

Armadilha LC-série ligada em paralelo com o circuito.
Armadilha LC-série ligada em paralelo com o circuito.

 

 

Nesta configuração os sinais da frequ6encia indesejável encontram no circuito uma baixa impedância e são curto-circuitados para a terra.

Passam apenas os sinais das outras frequências que podem então ser processados pelos circuitos seguintes.

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