O Theremin LP – 2

Continuação

Em continuação à construção do theremin LP vamos agora cuidar das partes metálicas que sustentarão os componentes eletrônicos do aparelho.

Iniciaremos demonstrando o layout da furação do chassi principal para colocação dos componentes. O desenho está em escala real e proporcional, mas devidamente reduzido para visualização em tela de computador. As medidas em cm ajudam a transferência para uma correta disposição na chapa de alumínio.

Recomendamos uma padronização com alumínio de 0.7mm de espessura, material que será usado na feitura de outros componentes deste equipamento. Abaixo o primeiro chassi.

O segundo desenho também está em escala proporcional e representa o chassi de conexões ou chassi de ligações. Este ficará na parte traseira do theremin. É feito do mesmo material, alumínio 0.7mm. Os cortes inclinados na parte superior de fixação são necessárias para o acomodamento das bobinas sensoras.  A furação obedecerá as variações dos componentes adquiridos. Indicamos apenas os centros de distância entre os diversos elementos.

Neste desenho também em escala proporcional, representamos o corte da caixa superior mostrando a posição real dos dois chassis e o estrado de sustentação que ficarão no interior da unidade superior. Apresentamos também as diferentes espessuras dos painéis frontal e traseiro na caixa do theremin.

Nos três desenhos que seguem, vemos como estarão os componentes no chassi principal com vista superior vista inferior com opção de colocação das bobinas osciladoras de nota musical, que deverão estar sempre a 90° entre si,e na terceira figura a aparência dos controle e conexões  do theremin. Lembramos que a parte aberta na caixa destina-se a colocação de um sintetizador que aumentará as possibilidades de geração de sons, os mais variados, pelo nosso theremin LP.

Vista superior do chassi principal.

Vista inferior do chassi principal.

Com layout dos componentes.

Disposição dos controles e conexões.

Aspecto do theremin LP montado

Raios X da montagem final.

Conforme verifica o leitor o projeto especifica dois transformadores comuns à época em que existiam livremente no mercado. Hoje são de difícil obtenção, a menos que o cidadão seja afortunado em já possuí-los em sua sucata, por isto especificamos seus dados construtivos para que o leitor os possa reproduzi-los.

WK 7128

Dados dimensionais do catálogo Willkason de 1967

Dimensões das chapas de ferro  E I

Transformador de força

Número de espiras do primário: = 115V = 516 esp. 493esp fio 19 +++ 220v + 539 esp. fio 22

Número de espiras do secundário 2x275V+CT: 1290esp 2x fio24

Número de espiras do secundário 5v: 23 esp.fio 16

Número de espiras do secundário 6.3: 29 esp. fio 15

Empilhamento do ferro E-i --46mm

Transformador de força

Esquema de ligações.

Dados dimensionais para construção da bobinas dos transformadores

CARRETEL  NUCLEO H48XR32X46  ABAS  94X54

WK 4054

Dados dimensionais do catálogo Willkason de 1967

Dimensões das chapas de ferro  E I

Transformador de saída

Número de espiras do primário: = 2.452 espiras. Fio 31

Número de espiras do secundário: para 6.4 Ohms = 85 espiras.fio 18 > Para 8 Ohms = 98 espiras.

Empilhamento do ferro E-i --20mm

Transformador de saída

Esquema de ligações.

Dados dimensionais para construção da bobinas dos transformadores

NUCLE0 H21X Q32     ABAS 39X39

Uma vez completada a estrutura do theremin LP e esclarecido o problema dos transformadores, vamos iniciar finalmente o circuito eletrônico, sem o qual o aparelho não funcionará.  Antes, porém vamos aproveitar a oportunidade para entrar um pouco no conhecimento das várias arquiteturas dos osciladores.

1. Armstrong

O primeiro tipo de oscilador que apresentamos é o de Armstrong que é o empregado no nosso theremim  (igualmente conhecido como o oscilador de Meissner) seu nome é devido ao engenheiro elétrico Edwin Armstrong, seu inventor. É chamado às vezes um oscilador de acoplamento por reação porque a realimentação necessária para produzir oscilações é fornecida por uma bobina de reação (tickler T no esquema abaixo). Através do acoplamento magnético entre a bobina L e a bobina T, fraco, mas o suficiente para manter a oscilação. A freqüência é determinada basicamente pelo circuito tanque (L e C na ilustração).

 Este circuito é a base dos receptores regenerativos para sinais de rádio modulados em amplitude. Nessa aplicação, uma antena é unida a uma bobina de reação adicional, e a realimentação é reduzida pelo aumento da distância entre as bobinas T e L, assim o circuito entra em oscilação numa faixa bem estreita de freqüência. Resultando num filtro e num amplificador em faixa aguda de radiofreqüência. A característica não-linear do transistor ou da válvula fornece o sinal áudio demodulado.

Sintonia em grade e auto polarizada

Sintonia em placa e auto polarizadas

Armstrong por desvio de fase 1-2-3

Variante Meissner

2.  Hartley

O oscilador Hartley é um oscilador eletrônico tipo LC que obtém sua realimentação de uma bobina com derivação em paralela com um capacitor (o circuito tanque). Embora não haja nenhuma exigência para que haja um acoplamento mútuo entre os dois segmentos da bobina, o circuito é geralmente construído como tal. O oscilador Hartley é essencialmente toda a configuração que use um par de bobinas conectadas em série com um único capacitor (veja o oscilador de Colpitts para o oscilador equivalente usando dois capacitores e uma bobina). Seu nome deriva de seu inventor Ralph Hartley, que solicitou sua patente em 1º de junho 1915. e concedido a patente número [3] 1.356.763 outubro em 26, 1920

 Hartley 1  Hartley 2

3. Colpitts

O oscilador de Colpitts, teve o nome do seu inventor Edwin H. Colpitts, é uma das muitas variantes de

projetos de osciladores para circuitos eletrônicos usando a combinação de uma indutância (L) com um capacitor (C) para a determinação da freqüência, portanto é igualmente chamado oscilador de LC. Uma das características chaves deste tipo de oscilador é sua simplicidade (necessidades somente um único indutor). A freqüência é determinada geralmente pela indutância e pelos dois capacitores na parte inferior do desenho. Um oscilador de Colpitts é o eletricamente simétrico de um oscilador de Hartley. No circuito básico de Colpitts, dois capacitores e um indutor determinam a freqüência da oscilação. A realimentação necessária para a oscilação é tomada de um divisor de tensão feito pelos dois capacitores, onde no oscilador de Hartley esta é tomada de um divisor de tensão feito por dois indutores (ou por um único indutor com derivação). Como com todo o oscilador, para se obter uma operação estável, a amplificação do componente ativo deve ser marginalmente maior do que a atenuação do divisor de tensão capacitivo. Assim, ao se utilizar um oscilador Colpitts para um oscilador de freqüência variável (VFO) este funcionará melhor usando uma indutância variável, em vez de se ajustar um dos dois capacitores. Ao se utilizar um capacitor variável será necessário, que seja um terceiro capacitor conectado paralelamente ao indutor (ou em série como no oscilador Clapp).  A Fig. seguinte mostra uma variação freqüentemente preferida, onde o indutor e o capacitor são igualmente aterrados (o que facilita a disposição de circuito para umas freqüências mais elevadas). Note que a energia da realimentação está agora na conexão entre os dois capacitores. O amplificador fornece uma amplificação corrente e não uma amplificação da tensão.

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Colpitts 1

Colpitts 2

Variantes do Colpitts:

4. Clapp

O oscilador de Clapp é um dos diversos tipos de oscilador eletrônico construídos de uma válvula (ou transistor) e de uma rede de realimentação positiva, usando a combinação de uma indutância (L) com um capacitor (C) para a determinação da freqüência, assim é igualmente chamado oscilador de LC. Foi publicado por James K. Clapp em 1948. De acordo com Vačkář, osciladores deste tipo foram descobertos independente por diversos autores, e um desenvolvido por G.G. Gouriet estava na operação na BBC desde 1938. Consultando os circuitos das figuras, a rede é compreendida de um único indutor e de três capacitores, com os dois capacitores (C1 e C2) que dão forma a um divisor de tensão que determina a quantidade de tensão de realimentação aplicada à entrada da válvula.

O oscilador de Clapp é um oscilador de Colpitts com um capacitor adicional em série com o indutor.

O circuito  Clapp tem  preferência sobre o circuito Colpitts quando se constrói um oscilador de freqüência variável (VFO). Em um VFO de Colpitts, o divisor de tensão contém o capacitor variável (C1 ou C2). Isto faz com que a tensão de realimentação seja também variável, às vezes fazendo que o circuito de Colpitts não consiga oscilar em toda a escala de freqüências desejadas. Este problema é evitado no circuito de Clapp que usa capacitores fixos no divisor de tensão e um capacitor variável (C0) em série com o indutor.

Clapp 1

 Clapp 2

5. Vackář

O engenheiro checo Jiří Vackář publicou em 1949 um documento sobre um projeto de osciladores estáveis. Em conseqüência de sua análise detalhada de osciladores à válvula, propôs uma variação do oscilador Colpitts, onde um divisor de tensão capacitivo adicional na entrada da grade reduzisse a tensão de realimentação à quantidade necessária, e ao mesmo tempo reduzisse as capacidades distribuídas não desejadas, que causam instabilidade. L1 com C0 e Ca formam o circuito ressonante de um oscilador de Colpitts, enquanto Cv/Cg são o divisor de tensão de grade. O circuito pode ser ajustado com C0.

É similar ao já anteriormente conhecido oscilador Seiler, a diferença está em que no Seiler o C0 é conectado ao lado oposto de Ca. Vackář baseou seu projeto na análise de estabilidade de osciladores de Gouriet-Clapp (Vackář indica que seu projeto de oscilador é para uso em  freqüência fixa ou em faixa de variação muito estreita, 1:1.2 máximo),

5a.  Seiler e  Lampkin

No oscilador Lampkin, um divisor de tensão indutivo na bobina sintonizada é usado no lugar de Cv, Cg, e Ca demonstrados no diagrama de Seiler.

A estabilidade do oscilador s é devida na maior parte pela dependência direta da transcondutância da válvula na freqüência ressonante (ω) do circuito sintonizado. Especificamente, Vackář encontrou que transcondutância direta variava como ω3 para o oscilador Clapp, como 1/ω para o oscilador  Seiler, e como ω/Q para seu projeto, onde o fator de Q (qualidade)da bobina (L1) aumenta com ω.

 Vackář

Seiler

 Lampkin

A grade e o catodo ligam-se às polarizações adequadas.

 No próximo capítulo mostraremos a parte elétrica do nosso projeto>>>>>>>>>>>>>