Nesta matéria apresentamos um circuito Amplificador de Video. O sinal de vídeo ao transitar por cabos coaxiais é atenuado, nem sempre de modo uniforme, conforme a frequência. O espectro da banda de base, estende-se desde 0 até cerca 7MHz. Em particular, os componentes de crominância situados no final da banda são mais atenuados, o que se traduz por uma alteração das cores. A pequena montagem que se apresenta neste artigo resolve, em parte, este problema.
Figuras 1 e 2
Noções gerais sobre o cabo coaxial
O cabo coaxial é formado por um condutor exterior cilíndrico oco e um condutor interior coaxial, separados por um espaço, total ou parcialmente preenchido por um isolante, também designado por dieléctrico. Nas frequências baixas, o tubo exterior, e o condutor interior, desempenham o mesmo papel que dois fios de um condutor bifilar, e a energia circula nos condutores. As grandezas mais apropriadas para caracterizar o sinal são a tensão e a corrente. Nas frequências mais elevadas, pelo contrário, o cabo coaxial comporta-se como um guia de ondas oco, contendo um condutor central.
A energia transita sob a forma electromagnética no dieléctrico que é, então, o meio de propagação. As grandezas eléctricas mais adequadas para descrever o comportamento da onda são, neste caso, os campos eléctrico e magnético. Quando a frequência varia, passa-se progressivamente da situação de baixa frequência para a de alta frequência; por exemplo, a corrente presente nas frequências baixas, em toda a espessura dos condutores é progressivamente confinada, quando a frequência aumenta, devido ao efeito película, à superfície dos condutores, numa espessura microscópica.
A energia localiza-se então entre o condutor exterior e o condutor central, na espessura do dieléctrico. Portanto, passa-se progressivamente, e continuamente, da situação do bifilar para a do guia de ondas, sem que exista uma frequência de corte. No caso que nos diz respeito, de video frequências na banda de base, trata-se da modelização de baixa frequência. Como acontece com qualquer linha de propagação elétrica, o nosso cabo coaxial possui uma impedância característica.
O cabo coaxial distingue-se pela circunstância de a sua impedância característica ser independente da frequência, desde que a espessura da película seja desprezável em comparação com o diâmetro do condutor central. Pode-se, para um cabo coaxial, assim como para qualquer linha, compará-lo a uma sucessão de indutâncias em série, representando a bobine parasita e capacidades em paralelo, dando conta da influência entre os condutores (figura 1). A impedância característica depende dos diâmetros do condutor central (d), do cilindro da trança exterior (D) (figura 2), e da constante dieléctrica do isolante utilizado , segundo a formula aproximada:
Esquema Elétrico do Amplificador de Video
Figura 3 - Esquema
Figura 4
O esquema do nosso amplificador de video está representado na Figura 3. A primeira seção é constituída pelos transistores T1 e T2 assegura a translação da impedância sem ganho, e permite a escolha entre o sinal de vídeo positivo ou negativo (inversão de fase).
T1 é montado em carga repartida, isto é, resistência de colector e de emissor com iguais valores. Esta configuração apresenta uma forte impedância de entrada na base do transístor (tipicamente em BF-h11+h21 R6-), o que significa dizer que a impedância de entrada equivale à colocação em paralelo de R1 com P2 (330 em paralelo com 100=76).
O ganho de tensão na saída do emissor é o mesmo que em colector comum, ou seja, ligeiramente inferior à unidade e positivo; no colector é igual à relação: (-Rc/RE) ou seja -(R5/R6) para o nosso esquema, isto é, -1 se h21 for suficientemente grande e para frequências baixas em comparação com a frequência de transição.
Nestas condições, recolhe-se no emissor de T2 um sinal com a mesma amplitude que em T1, mas em oposição de fase; cada um deles seleccionado com inversor I1, ataca o andar T3, configurado como T1, mas com condensadores montados em paralelo com as cargas R11 e R10.
Layout do circuito Amplificador de Video
Figuras 5 e 6
O layout do circuito impresso está representado na figura 5 e deve ser realizado numa placa de fenolite de simples face. Os componentes devem ser montados conforme se mostra na figura 6 e nas fotografias.
Não esquecer o dissipador de calor de T4 que aquece quando o nível de saída atinge 3V em carga. Todos os furos deverão ser, inicialmente, de 0,8 mm de diâmetro, e depois alargados para 1,3 mm nos casos de IC, e de R2.
Os 3 shunts para o comutador de inversão de vídeo serão obtidos de terminais de resistências. Todas as entradas e saídas são realizadas com pernos. O regulador IC1 é aplicado directamente ao circuito, por intermédio de um parafuso de 3 cm e não necessita de dissipador de calor.
Esta montagem pode ser introduzida numa caixa metálica, e as entradas e saídas de vídeo deverão ser com fichas BNC. O módulo será fixado no fundo da caixa com 4 espaçadores com parafusos de 3 cm; nos quatro cantos do circuito fazem-se quatro furos de fixação, com o diâmetro de 3,2 mm.
Figuras 7 e 8
Utilização do Amplificador de Video
Na configuração proposta, este amplificador servirá para compensar as perdas amplitude/frequência devidas aos grandes comprimentos dos cabos coaxiais. Graças às malhas RC utilizadas, as perdas do cabo serão compensadas a partir de um comprimento de 60 metros.
Constata-se uma acentuação de +3dB do sinal a partir de 4 MHz. Este amplificador servirá também para reforçar os níveis do sinal de crominância e do sinal de luminância para a duplicação de cassetes de vídeo.
Suprimindo C2 e escolhendo para C3 um valor de 200pF, o amplificador será utilizado como distribuidor de vídeo de 3 saídas, cada uma delas com um nível de 1 Vcc, sendo a curva de compensação mais plana e a frequência limite superior, de 60 MHz a -3dB. As medidas foram efectuadas com um gerador e um voltímetro de HF da Hewlette Packard. O esquema do andar de saída está representado na figura 7.
A figura 8 representa uma montagem com base em T3, que permite modificar a curva do ganho, e portanto modificar as cores; a modificação da impedância do emissor altera a amplificação, que varia entre 400KHz e 7 MHz, em função da posição do potenciómetro. O valor é no máximo para 400KHz e é mínimo para 7 MHz.
Lista de material
Resistências 1/4W ±5%
R1 = 330Ω
R2 = 100Ω ajustável horizontal
R3 = 68KΩ
R4 = 27KΩ
R5, R6, R7 = 1KΩ
R8 = 47KΩ
R9 = 12KΩ
R10 = 560Ω
R11 = 100Ω
R12 = 470Ω
R13 = 75Ω
R16 = 47Ω
R17 = 1KΩ potenciómetro
Condensadores
C1, C4 = 100μF 16V
C2 = 18pF
C3 = 390pF
C5, C6, C8 = 220μF
C7 = 47nF
Semicondutores
IC1 = 7808
D1 = 1N4001
T1, T2, T3 = 2N2369
T4 = 2N2219
Diversos
I1 = inversor
Dissipador para 2N2219
