Simples Conversor Analógico para Digital (ART2408)

Detalhes: Escrito por: Newton C. Braga

0 circuito que apresentamos converte tensões em frequências, numa faixa que vai de aproximadamente 800 Hz, na ausência de sinal, até 4 kHz, com excitação total. Podemos utilizá-lo em inúmeros projetos, que envolvem a excitação de circuitos digitais a partir de sinais analógicos, além de outros que serão citados.

Um conversor analógico-digital é basicamente um circuito que transforma variações de grandeza que não varia passo-a-passo, mas linearmente, numa grandeza que varia por passos em quantidades discretas, portanto, como a frequência.

Diversas são as possibilidades de uso para um circuito deste tipo.

Podemos usá-lo na entrada de contadores digitais como excitador para projetos de termômetros, fotômetros, voltímetros, amperímetros etc., onde grandezas que variam linearmente devem ser transformadas em sinais digitais.

A faixa de operação do circuito em questão é restrita, mas isso não significa que e!e não tenha aplicações práticas possíveis dentro do que o leitor deseja.

Uma outra aplicação interessante para este circuito é como indicador auditivo de tensões, correntes ou outras grandezas, para deficientes visuais.

Grandezas como tensões, resistências, correntes etc. podem ser convertidas em som, via um pequeno amplificador ligado a um alto-falante.

A base do circuito é um transistor unijunção e sua faixa de tensões de operação vai de 9 a 15 volts.

Como Funciona

O transistor unijunção funciona como oscilador de relaxação, onde a frequência de operação é dada pela constante de tempo RC, do circuito no emissor.

O resistor de emissor (R) é, no entanto, formado por R1 e por um transistor.

O capacitor é fixo, de modo que a frequência vai depender basicamente da resistência apresentada pelo transistor.

Na saturação, a resistência é praticamente nula, ficando apenas R1 no circuito, quando então a frequência é máxima, em torno de 4 kHz.

A existência de R3 faz com que a resposta do circuito seja mais ou menos linear, conforme o gráfico da figura 1.

Figura 1 – Resposta do circuito

O resistor de entrada (R4) determina a sensibilidade do circuito, podendo ter valores entre 100 k a 10 M.

O resistor será de 10 k para tensões de entrada até 10 V, e de 1 M para tensões até 100 V. Para tensões maiores, o resistor é aumentado proporcionalmente até 1000 V.

O circuito também poderá operar com sinais alternantes, caso em que um diodo deve ser acrescentado, lembrando-se apenas que a resposta será em função da tensão RMS.

Veja que, neste caso teremos variações da frequência de saída em função da tensão de entrada, nada havendo com a frequência de entrada.

Montagem

Na figura 2 temos o circuito completo do conversor.

Figura 2 – Circuito do conversor | Clique na imagem para ampliar |

Damos na figura 3 um exemplo de placa de circuito impresso.

Figura 3 – Placa para a montagem | Clique na imagem para ampliar |

Como em muitas aplicações o circuito fará parte de projetos mais complexos, provavelmente, e!e fará parte de uma configuração única em termos de desenho de placa.

O transistor Q1 é um BC548 ou qualquer equivalente, e Q2 deve ser obrigatoriamente um 2N2646.

O consumo de corrente do circuito é bastante baixo, de modo que não será preciso superdimensionar a fonte para sua alimentação.

Se for desejada uma faixa de frequência diferente, o capacitor C1 pode ter seu valor alterado numa ampla faixa

O valor mínimo recomendado é 47 nF e o máximo de 2,2 uF.

Para 47 nF de valor mínimo, a faixa de frequência estará entre 1 600 Hz e 8 kHz.

Prova e Uso

Para a prova pode ser usado um simples amplificador que será ligado na sua saída.

O sinal de áudio deve ser ouvido claramente em função da tensão de entrada

Para aplicar tensões na faixa de 0 a 10 volts, quando o resistor R4 deve ser de 100K, podemos empregar um divisor de tensão conforme mostra a figura 4.