Você liga um amplificador de áudio e, inesperadamente, começa a ouvir uma estação de rádio no alto-falante. Parece estranho, mas esse problema pode acontecer em circuitos de áudio, principalmente em montagens experimentais, amplificadores com ganho elevado ou sistemas com blindagem e aterramento inadequados.
Neste artigo, vamos entender por que um amplificador pode captar estações de rádio e como a utilização correta de blindagem pode ajudar a reduzir ou eliminar essa interferência.
Também mostro esse problema acontecendo na prática no vídeo que acompanha o artigo.
Por que um amplificador pode captar uma estação de rádio?
Um amplificador de áudio foi projetado para amplificar sinais dentro da faixa de áudio. Entretanto, isso não significa que sinais de radiofrequência não possam entrar no circuito.
Cabos, fios e até trilhas de uma placa podem captar energia de radiofrequência. Dependendo das características do circuito, alguma não linearidade pode acabar funcionando como um detector e transformar parte desse sinal de alta frequência em um sinal que chega à faixa de áudio.
O resultado pode ser surpreendente:
você começa a ouvir uma estação de rádio através do amplificador.
Isso não significa que o amplificador tenha se transformado intencionalmente em um receptor de rádio. O circuito está simplesmente apresentando susceptibilidade à interferência de radiofrequência (RFI).
Os fios podem funcionar como antenas
Uma das primeiras coisas que precisamos compreender é que um pedaço de fio não transporta apenas os sinais que desejamos.
Dependendo do comprimento, disposição física e frequência presente no ambiente, ele também pode captar sinais eletromagnéticos.
Um cabo conectado à entrada do amplificador é particularmente importante porque o sinal nessa região normalmente ainda é pequeno e posteriormente receberá ganho.
Entradas de amplificadores são pontos conhecidos de susceptibilidade à RF, razão pela qual o comprimento das trilhas, sua disposição e o plano de terra são considerados no projeto de circuitos com boa imunidade a interferências.
O que acontece quando o amplificador recebe o sinal de RF?
Para que possamos ouvir a transmissão, não basta simplesmente que a radiofrequência esteja presente.
Em determinadas condições, junções e outros elementos não lineares do circuito podem contribuir para a demodulação do sinal recebido.
Depois disso, o próprio amplificador faz aquilo para o qual foi construído: amplifica o sinal resultante.
E nós ouvimos o conteúdo pelo alto-falante.
Por isso, encontrar uma estação de rádio sendo reproduzida por um circuito de áudio não é algo inexplicável. É um ótimo exemplo prático de conceitos de radiofrequência, interferência eletromagnética e amplificação.
A entrada do amplificador merece atenção
Quando encontramos esse problema, uma região importante para investigar é a entrada.
Cabos longos e sem blindagem podem favorecer a captação de sinais indesejados.
Um exemplo interessante ocorre com cabos RCA. O condutor externo não está ali apenas para completar a conexão elétrica: sua blindagem também ajuda a proteger o sinal interno contra interferências externas. Um cabo sem a blindagem corretamente conectada pode se comportar muito mais facilmente como uma antena.
Isso explica por que um amplificador pode funcionar normalmente em uma montagem e apresentar interferências quando alteramos os cabos ou a disposição dos fios.
O que é blindagem?
A blindagem eletromagnética procura reduzir a influência dos campos eletromagnéticos externos sobre partes sensíveis de um circuito.
Em áudio, um exemplo muito conhecido é o cabo blindado.
Ele possui o condutor responsável pelo sinal protegido por uma malha ou camada condutora.
Essa blindagem ajuda a evitar que interferências captadas no ambiente sejam introduzidas no caminho do sinal.
O mesmo princípio pode ser aplicado ao gabinete do equipamento. É por isso que encontramos tantos equipamentos de áudio construídos em gabinetes metálicos.
Mas simplesmente colocar o circuito dentro de uma caixa metálica não garante automaticamente uma boa blindagem: a forma como o chassis, os conectores e os pontos de terra são interligados também é importante.
Blindagem e aterramento não são exatamente a mesma coisa
É comum tratar blindagem e aterramento como se fossem uma única coisa, mas são conceitos relacionados e não idênticos.
A blindagem procura impedir ou reduzir o acoplamento de sinais indesejados.
O aterramento fornece referências e caminhos adequados para determinadas correntes do circuito.
Uma blindagem mal conectada pode perder grande parte de sua eficiência. Da mesma forma, uma estratégia inadequada de aterramento pode criar outros problemas, como loops de terra.
Portanto, não devemos simplesmente começar a conectar vários pontos ao terra esperando que toda interferência desapareça.
O projeto precisa considerar o caminho percorrido pelos sinais e pelas correntes.
Como descobrir por onde a estação de rádio está entrando?
Antes de modificar o circuito, podemos fazer alguns testes.
Um deles é verificar se a interferência muda quando alteramos o volume.
Se a intensidade da estação acompanha o controle de volume, isso pode indicar que a interferência está entrando antes desse estágio.
Também podemos desconectar, um de cada vez, os equipamentos e cabos ligados às entradas. Se a estação desaparecer quando determinado cabo é retirado, encontramos uma pista importante.
Esse processo de eliminação é uma estratégia clássica para localizar a entrada da interferência antes de escolher entre blindagem, aterramento ou filtragem.
Como reduzir a captação de rádio pelo amplificador?
Não existe uma única solução para todos os casos, porque a RF pode entrar por caminhos diferentes.
Alguns pontos que merecem investigação são:
- utilizar cabos de sinal adequadamente blindados;
- evitar fios de entrada excessivamente longos;
- verificar as conexões de terra;
- observar a disposição dos fios dentro do equipamento;
- verificar a ligação da blindagem dos cabos;
- utilizar gabinete metálico quando adequado ao projeto;
- manter regiões sensíveis afastadas de fontes de RF;
- avaliar filtragem de radiofrequência quando necessária.
Em projetos de amplificadores, pequenos capacitores próximos a pontos sensíveis também podem ser empregados para desviar componentes de alta frequência para o terra, mas os valores e a localização precisam ser definidos de acordo com o circuito. A Analog Devices, por exemplo, mostra como capacitores de poucos picofarads podem aumentar a imunidade a RF em determinados projetos de amplificadores.
A alimentação também pode ser um caminho para interferências
Nem toda interferência necessariamente entra pela entrada de áudio.
A alimentação também pode transportar sinais indesejados.
Por isso, os capacitores de desacoplamento próximos aos circuitos integrados são importantes. Em altas frequências, inclusive, um único capacitor de grande valor pode não apresentar o mesmo comportamento que esperamos em frequências mais baixas, razão pela qual projetos frequentemente combinam diferentes valores de capacitores.
Essa é outra razão para evitar diagnosticar automaticamente todo caso de “amplificador captando rádio” como simplesmente falta de blindagem.
Veja o problema acontecendo na prática
No vídeo abaixo mostro um amplificador captando uma estação de rádio, permitindo observar o problema na prática e entender como a blindagem pode ser utilizada para combatê-lo.
Esse tipo de experiência é particularmente interessante porque transforma conceitos que podem parecer abstratos — interferência eletromagnética, radiofrequência e blindagem — em algo que conseguimos literalmente ouvir.
Blindagem é importante em circuitos de áudio
Quanto menores forem os sinais com os quais estamos trabalhando, mais importante pode se tornar o cuidado com interferências.
Por isso, blindagem, aterramento, disposição dos componentes e cabeamento não devem ser tratados apenas como detalhes de acabamento de uma montagem.
Eles fazem parte do próprio projeto eletrônico.
Um amplificador captando uma estação de rádio é um excelente exemplo: o circuito pode estar amplificando perfeitamente, mas um caminho indesejado permite que outro sinal chegue até ele.
Encontrar esse caminho e eliminá-lo faz parte do processo de diagnóstico.
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