Gerador de funções (INS211)

Um dos aparelhos de maior utilidade na bancada de trabalho do projetista ou profissional de manutenção de equipamentos eletrônicos é o gerador de funções. Gerando sinais de diversas formas de onda, numa ampla faixa de frequência ele serve para testes de equipamentos de todos os tipos. Neste artigo descrevemos um gerador de funções que alcança até 20 MHz e gera sinais retangulares, senoidais e triangulares.

A prova de equipamentos eletrônicos assim como seu ajuste utilizando sinais com determinadas formas de onda é um procedimento normal nas bancadas de trabalho, mas que exige a presença de um bom gerador de funções.

Se o leitor não tem um gerador de funções e não deseja investir um valor muito alto na compra de um tipo comercial, eis uma solução que pode lhe interessar.

Usando apenas um circuito integrado Maxim MAX038 este gerador pode produzir sinais senoidais, triangulares e retangulares de excelente qualidade em frequências até 20 MHz.

Com ele podem ser feitas as provas de equipamentos digitais, áudio, transceptores, receptores, controles remotos e muitos outros em que um sinal de prova se faz necessário.

O circuito é alimentado por uma fonte simétrica de 5 V e utiliza poucos componentes. Como não existem bobinas, que são elementos críticos neste tipo de projeto, sua elaboração fica facilitada para os leitores que não têm acesso a muitos recursos técnicos.

Características:

* Faixa de frequências: 3 kHz a 20 MHz

* Saída de sinais: 5 Vpp ou retangular compatível TTL

* Recursos: ajuste de frequência e ciclo ativo (opcional)

* Ajuste de frequência: por potenciômetro

COMO FUNCIONA

A base deste projeto é um simples circuito integrado da Maxim, o MAX038 que reune todos os elementos para a elaboração de um gerador de funções com poucos elementos adicionais externos.

O MAX038 é alimentado por uma fonte simétrica de 5 V que deve ser bem desacoplada para não distorcer os sinais produzidos.

Além de uma saída de sinal que é programada pelos níveis lógicos de duas chaves, o MAX038 possui uma saída compatível TTL que gera um sinal de 5 V de amplitude retangular.

A frequência do sinal depende dos valores dos resistores e de um capacitor num circuito RC.

A fórmula para calcular a frequência é:

f = 5/((R1+R2)xC6)

Onde a frequência será calculada em hertz se as resistências forem dadas em ? e as capacitâncias em farads.

No nosso caso utilizamos uma chave para selecionar 4 capacitores de valores diferentes resultando numa faixa de frequências que vai de menos de 3 kHz até 20 MHz.

Observamos que a precisão da frequência dos sinais gerados depende da precisão dos componentes usados no circuito. Com componentes comuns, onde a tolerância pode chegar a mais de 20% (no caso dos capacitores) o leitor não pode esperar uma precisão muito grande a não ser que faça uma calibração com base em equipamentos profissionais.

MONTAGEM

Na figura 1 temos o diagrama completo do gerador de funções com o MAX038 da Maxim.

Diagrama do Gerador de Funções.

A placa de circuito impresso incluindo a fonte de alimentação é mostrada na figura 2.

Sugestão de placa.

Os circuitos integrados da fonte de alimentação não precisam de radiadores de calor dado o baixo consumo da unidade. Na verdade, até mesmo duas baterias de 9 V podem ser usadas numa fonte como a mostrada na figura 3.

Usando duas baterias de 9 V como fonte.

O transformador deve ter um secundário de 7,5 ou 9 V com corrente de 100 mA ou mais. O enrolamento primário é de acordo com a rede local.

As trilhas junto ao circuito oscilador devem ser bem planejadas e curtas assim como as ligações de saída dos sinais para se evitar distorções, principalmente no limite superior da faixa de frequências.

Para a saída podem ser usados bornes isolados comuns.

Os capacitores de 100 nF no desacoplamento da fonte devem ser cerâmicos.

A programação das formas de onda pode ser feita por uma chave programada conforme os níveis de entrada necessários a produção de cada forma de onda. Esta chave pode ser substituída por uma chave de teclas ou mesmo por interruptores simples.

PROVA E USO

Para provar o aparelho basta ligar a unidade e observar num osciloscópios as formas dos sinais gerados e suas frequências.

Para usar basta selecionar a forma de onda, a frequência e aplicar no circuito em teste.

Com a ajuda de um osciloscópio o potenciômetro de ajuste de frequência pode ter uma escala calibrada em termos de frequência.