Construindo um oscilador senoidal de 1kHz

Construindo um gerador senoidal de 1kHz

Há duas semanas precisei com urgência de um gerador senoidal que me fornecesse, pelo menos,  1kHz ou alguma coisa perto deste valor e cuja forma de onda fosse o menos distorcida possível, pois estou reparando um pré amplificador limitador da Altec (por isso atrasei a publicação dos artigos) e meu gerador “oficial” de funções não sei por onde anda (isso é que dar emprestar coisas para amigos).

No primeiro momento eu não precisava de uma frequência muito exata e sim algo que permitisse seguir o sinal pelo circuito.

Foi aí, no desespero, que eu me lembrei de um gerador senoidal  que eu havia montado há alguns anos com os alunos de um curso de eletrônica que eu ministrava no IATEC.

Como não sou ganancioso vou dividir a ideia com vocês, quem sabe em algum momento pode ser útil.

Desde os meus tempos de estudante de eletrônica me interessava por circuitos osciladores de áudio e pesquisei muito sobre o assunto ainda nos velhos tempos da válvula.

Os tipos de circuitos mais simples para se fazer osciladores senoidais puros (ou quase) são a ponte de Wien e o oscilador por desvio de fase. A ponte de Wien tem o inconveniente de usar um resistor não linear, geralmente substituído por uma pequena lâmpada de filamento, o que torna o projeto e a montagem pouco amigável embora também forneça uma “boa” senóide.

O projeto do gerador senoidal

Como a ideia inicial era fazer um projeto didático e barato optei pelo oscilador senoidal tipo desvio de fase cujo esquema é mostrado a seguir.

Esquema do gerador senoidal por desvio de fase

Esquema do gerador senoidal por desvio de fase

Dá para perceber os componentes utilizados são os mais comuns possíveis e a montagem é bem rápida.

Para quem gosta de saber o que está fazendo

Se você é do meu time que não quer apenas montar e ver funcionando, mas quer saber como o circuito funciona então vamos a uma breve descrição do circuito.

Comecemos de tras para frente. O transistor Q2 está na configuração coletor-comum e fornece baixa impedância na saída que junto com o potenciômetro de 5kohms, que deve ser linear, permite variar o nível d sinal de saída que neste caso foi de 0 a 6Vpico a pico.

O oscilador propriamente dito é composto por Q1 e a malha RC com três resistores iguais (R1, R2, R4) e três capacitores também iguais (C1, C2, C3) e é esta malha que dá o nome ao circuito: desvio de fase.

O sinal do coletor de Q1 é realimentado positivamente para a base através da malha composta pelos três resistores e três capacitores onde cada conjunto RC produz um desvio de fase de 60º e os três juntos os 180º necessários para fazer o circuito oscilar livremente e produzir a onda senoidal.

A frequência do oscilador em quilohertz pode ser calculada aproximadamente por 65/RC se entrarmos com o valor de R em kiloohm e de C em nanofarads.

No exemplo, feito com os alunos tempos atrás, usamos C = 3,3nF e R = 22kohms o que dá 65/22×3,3 =0,89kHz, ou seja, quase 1kHz.

É importante que os três resistores e os três capacitores tenham valores o mais próximo possível dos calculados a fim de que cada malha produza realmente um desvio de fase de 60º o que garantirá a boa qualidade da senóide gerada.

Na montagem didática optei por usar bateria de 9V, mas no meu caso preferi usar um regulador 7809 alimentado por uma fonte externa de 12V aproveitada de um telefone sem fio descartado.  

A montagem

Abaixo temos o PDF do circuito impresso para a montagem do gerador senoidal desenhado pelo meu amigo Prof. Max Durend que é bom em desenhar PCIs.

Placa de circuito impresso pra montagem

Placa de circuito impresso pra montagem

Quem se interessar em montar este gerador senoidal com esta configuração basta me mandar um e-mail e eu mando o arquivo em PDF no tamanho original.

A seguir temos algumas fotos da montagem e das medições de frequência e da forma de onda no osciloscópio.

Montagem do oscilador

Montagem do oscilador

Medindo a frequência do oscilador

Medindo a frequência do oscilador

 

 

 

Quem gostar da ideia e quiser montar e tiver dúvidas é só me consultar GERADOR BANNERque eu tento ajudar.

Forma de onda do oscilador

Forma de onda do oscilador

Construindo um oscilador senoidal de 1kHz
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Técnico em eletrônica formado em 1968 pela Escola Técnica de Ciências Eletrônicas, professor de matemática formado pela UFF/CEDERJ com especialização em física. Atualmente aposentado atuando como técnico free lance em restauração de aparelhos antigos, escrevendo e-books e artigos técnicos e dando aula particular de matemática e física.

Fico muito contente quando alguém coloca um comentário, é sinal que leu

  1. Olá Paulo. Gostei desse circuito, aliás, acho seus artigos muito legais… tanto o conteúdo quanto a linguagem.
    Estou querendo aprender um pouco sobre osciladores. Me interessei pelo assunto quando comprei um Heathkit IG-72 e comecei a pesquisar para poder restaurá-lo (já está funcionando mas ainda não está com todas as frequências precisas, mas vai ficar rsrsrs).
    Alterando os resistores da ponte, como você disse, altero a polarização do transístor. Fazendo o cálculo do divisor de tensão que o polariza (R3 e R4) obtenho 1.623V e não 1.587V como mostra o circuito. Poderia me mostrar onde estou errando ou o que não estou considerando? Desde já agradeço.

    • Olá Douglas
      Se eu entendi sua dúvida acho que você não está errando nada. Cálculos são cálculos, prática é prática. Repare que a diferença entre os dois valores não chega nem a 10%. Os cálculos são feitos com valores nominais dos componentes que sempre variam um pouco no componente real e ainda temos a impedância do voltímetro que pode ter pesado no circuito quando eu fiz a medida. Espero ter te esclarecido se não, é só “gritar”.

  2. Olá, gostei muito do projeto ele é bem simples, e é muito fácil de montar.
    Uma pergunta ignorante!!!
    Teria como alterar ele pra 60hz pra eu tá usando ele em um enversor?

  3. Prof Brites um sincero abraço. Tenho aprendido muito com o Sr na eletronica. Tenho acompanhado todos os seus post e adquiridos seus livros, muito didáticos até;Estive procurando algum post sobre um Gerador de Funções, tem algo previsto? Héctor

  4. Boa noite…há nenhum erro no projeto? Montei…já conferir, tanto a montagem como as peças e não funciona de jeito nenhum. Tem alguma dica? Obrigado

    • Caro Sidney
      O projeto funciona e você pode ver nas fotos do artigo Você mediu as tensões que estão indicadas no esquema? Tentar mandar fotos da montagem para o meu e-mail para ver como posso ajudar (contato@paulobrites.com.br)

  5. Bom dia professor, alterando a rede rc para 1k/1nf teria 65khz senoidal na saída? Pretendo construir um trasdutor a plasma usando flyback ou alguma outra bobina de alta tensao e esse oscilador seria responsável por manter o arco do plasma numa freqüência inaudível, para que não degrade o audio.. Montei a uns tempos atras um outro usando o 555 mas achei que interferiu muito no audio e agora gostaria de montar um oscilador com componentes discretos..
    Obrigado por compartilhar seu projeto.

    • Caro Daniel
      Este oscilador produz uma onda senoidal diferentemente do 555 e creio que não serve para o seu projeto Pelo que entendi você pretende chavear um transistor para atuar na bobina e, portanto precisa de uma onda quadrada.
      Quanto aos valores evite mexer no resistor porque altera a polarização do transistor.
      Abraços

      • Exatamente, a bobina primaria seria alimentada por um irfp044, não me atentei ao fato de precisar de uma onda quadrada ..
        Obrigado pela ajuda!
        Boas festas!

        • Mas um detalhe Se você vai usar um flyback de TV a frequência deve ficar em torno dos 16KHZ (quase audível) Flybacks de monitores podem trabalhar com frequências maiores

    • Ola Rafael
      Em princípio sim. Os injetores de sinais são feitos com Onda quadrada, pois o principal objetivo não é avaliar distorção e sim verificar se o sinal está passando.
      Este oscilador é voltado para verificar se em algum ponto do circuito apareceu uma distorção no sinal.

  6. Boa tarde Professor! Muito bom o seu blog. Gostaria sim que o senhor mim enviasse o pdf do projeto. Um abraço!

    • Olá José Valdir
      o PDF está junto com o artigo é só clicar que ele abre.Não sei se você viu, mas hoje publiquei uma atualização sobre este post.
      Abraços

  7. Ola Prof Brites, gostaria saber o valor dos resistores pra fazer a carga resistiva.
    Hector

    • Olá Hector,
      A carga deve ter o valor correspondente a impedância dos alto falantes e suportar um potência compatível a do amplificador
      Por exemplo, 8 ohms – 50Wats
      Como as vezes não se consegue resistores deste valor, é preciso fazer uma combinação série/paralelo em função do que existe no mercado.
      Vou fazer uma pesquisa e escrever alguma coisa mais detalhada. Seu gerador será enviado segunda feira.

  8. ola professor paulo,gostei desse gerador,montei uns que não funcionou bem poderia por gentileza me mandar via imail ; tenho lido seus post que são de grande ajuda …obrigado sucesso.ah so mais uma duvida os capacitores tende ser poliester ou pode ser ceramico.

    • Caro Antonio Carlos
      Este oscilador não é adequado porque gera senóide e para o que vc quer tem que ser uma onda quadrada.

  9. ei professor preciso tirar uma duvida se precisar de mudar a frequencia para 440 hz por exemplo como faço onde devo fazer as alterações no circuito?

    • Caro Donisete
      Leia atentamente o artigo que eu explico como se calcula a frequência
      “A frequência do oscilador em quilohertz pode ser calculada aproximadamente por 65/RC se entrarmos com o valor de R em kiloohm e de C em nanofarads.” Basta fazer a conta.
      Abraços

    • Ola Claudio
      Este gerador produz uma senóide, para um inversor você precisa de uma onda quadrada para cortar e saturar os transistores.
      Abraços