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UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA JÚLIO DE MESQUITA FILHOCampus Universitário de Bauru FACULDADE DE ENGENHARIA www.feb.unesp.br Prof. Dr. Alceu Ferreira Alves 2016 DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA unesp LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA II PROGRAMAÇÃO DE AULAS – 1º SEMESTRE 2016 Horários das Aulas Turma 2318EE11 Turma 2318EE12 Turma 2318EE13 Turma 2318EE14 Terças-feiras Terças-feiras Terças-feiras Segundas-feiras 14h às 16h 14h às 16h 16h às 18h 14h às 16h Lab. 33 Lab. 33 Lab. 33 Lab. 33 Prof. Andreoli Prof. Alceu Prof. Alceu Prof. Alfredo sem Turmas 11,12,13 Turma 14 01 15/03 14/03 Apresentação do Programa, Critérios de Avaliação, Informações Gerais (esta aula não será computada para efeito de avaliação) 02 22/03 21/03 Laboratório 01 – Amplificador Classe A 03 29/03 28/03 Laboratório 02 – Amplificador Classe B – Parte I 04 05/04 04/04 Laboratório 03 – Amplificador Classe B – Parte II 05 12/04 11/04 Semana da Engenharia – não haverá aulas de Laboratório 05 19/04 18/04 Laboratório 04 – Amplificador Classe C 06 26/04 25/04 Laboratório 05 – Efeitos de Frequência 07 03/05 02/05 Laboratório 06 – Resposta em Frequência de Amplificadores 08 10/05 09/05 1ª Prova (PL1) – frequência e matéria referentes às aulas ministradas nas semanas de 02 a 07 (Labs. 01 a 06) 09 17/05 16/05 Laboratório 07 – Amplificador Diferencial 10 24/05 23/05 Laboratório 08 – Circ. Inversor e Circ. Não-Inversor de Tensão com Amp-Op 11 31/05 30/05 Laboratório 09 – Circuito Somador de Tensão 12 07/06 06/06 Laboratório 10 – Filtros Ativos 13 14/06 13/06 Laboratório 11 – Circuitos Não Lineares usando Amp-Op 14 21/06 20/06 Laboratório 12 – Circuitos Comparadores 15 28/06 27/06 2ª Prova (PL2) – frequência e matéria referentes às aulas ministradas nas semanas de 09 a 14 (Labs. 07 a 12) 16 05/07 04/07 Prática Substitutiva (*) 17 12/07 11/07 3ª Prova de Laboratório (PL3) – toda a matéria (*) - - 19/07 19/07 Atividades Programadas Aula de Recuperação – Lab. 33 – data e horário a combinar Prova de Recuperação – Lab. 33 – horário a combinar (*) Aos alunos que perderam alguma prática sem justificativa. _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof. Alceu Ferreira Alves – 2016 página i DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA unesp Critério de Avaliação: 1) Não há relatórios semanais; 2) Haverá 02 (duas) provas (PL1 e PL2), práticas, individuais, obrigatórias, constando também de questões teóricas, nas datas especificadas na programação. 3) As notas das provas PL1 e PL2 serão ponderadas pela frequência do aluno nas aulas de laboratório que estão sendo avaliadas, dando origem às notas P1 e P2: P1 = a * PL1 e P2 = b * PL2 , sendo a e b os pesos respectivos das notas de provas PL1 e PL2, calculados pela expressão: nº de presenças nº de aulas dadas Caso MP = (P1 + P2) / 2 seja >= 5,0, esta passa a ser a Média Final (MF) e o aluno está aprovado por nota; Caso MP < 5,0 a prova P3 é obrigatória, englobando toda a matéria lecionada no semestre, e a média final (MF) é recalculada como segue: MF = (P1 + P2 + 2*P3) / 4 Neste caso, a média final deverá ser igual ou superior a 5,0 para aprovação. 4) Controle de Frequência: haverá chamada todas as aulas. Para aprovação: frequência >= 70% Aos alunos reprovados, haverá uma aula de recuperação e uma prova de recuperação, cuja nota mínima para aprovação é 5,0 (cinco inteiros). INSTRUÇÕES GERAIS • Aulas práticas com 01 ou 02 alunos por bancada; os alunos podem e devem discutir os procedimentos e resultados com os colegas e o professor, mas é preciso entender os objetivos da experiência e tirar suas conclusões individualmente; • Horário de início das aulas será rigorosamente cumprido; • É imprescindível o uso da apostila (edição 2016, sem resultados anotados) para realização dos experimentos, sem a qual o aluno poderá ser impedido de fazer a prática; • O atraso máximo permitido aos alunos será 5 minutos; após esta tolerância, o aluno poderá entrar na sala e fazer a prática, mas ficará com registro de falta na aula, podendo substituir até uma aula sem justificativa; • Ao terminar de fazer a prática e colher seus dados experimentais, o aluno poderá ir embora, após organizar todo o material utilizado; • O descumprimento das Normas de Utilização será julgado pelo professor, que poderá, a seu critério, aplicar um redutor no coeficiente de presença na aula de 0 a 100% (marcar falta), o que alterará a ponderação do cálculo da média de laboratório. _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof. Alceu Ferreira Alves – 2016 página ii unesp DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA NORMAS DE UTILIZAÇÃO DO LABORATÓRIO DIDÁTICO PELOS ALUNOS DE ELETRÔNICA II 1) Cada aluno deverá informar ao professor da disciplina qual será a sua bancada de trabalho durante todo o semestre e ficará responsável pela conservação da mesma (mesa, equipamentos, bancos, etc.); 2) Ao iniciar a aula, o aluno deverá informar ao professor qualquer problema verificado com sua bancada; 3) Ao terminar a aula, o aluno deverá deixar sua bancada em perfeita ordem, observando: a) Os bancos deverão ser colocados sob as mesas; b) As mesas deverão estar limpas, sem resíduos de borrachas, restos de papel, copos descartáveis, etc.; c) Os equipamentos deverão estar desligados e em ordem para o aluno que for utilizar a bancada em seguida; 4) As placas, cabos, fios, alicates e componentes eletrônicos deverão ser colocados onde foram encontrados, e os fios usados em protoboard devem ser devolvidos em ordem; 5) Defeitos constatados em componentes, cabos ou equipamentos deverão ser comunicados ao professor para que sejam tomadas providências no sentido de se efetuar a manutenção adequada; 6) A tensões utilizadas durante as aulas são geralmente baixas, mas lembre-se que tensões acima de 50V podem matar; portanto, preste bastante atenção no circuito que está montando e só ligue após ter absoluta certeza do que está fazendo. PENSE PRIMEIRO, FAÇA DEPOIS ! 7) Não é permitido aos alunos fumar, comer ou beber dentro do Laboratório Didático. _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof. Alceu Ferreira Alves – 2016 página iii DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA unesp AMPLIFICADOR CLASSE A 1.0 OBJETIVOS Após completar estas atividades de laboratório, você deverá ser capaz de: 1. Medir as tensões de polarização em um amplificador emissor-comum e comparar os valores práticos medidos com os valores teóricos esperados. 2. Observar o funcionamento do amplificador e medir a máxima tensão de saída pico-a-pico não ceifada para o ponto quiescente no meio da reta de carga CC. 3. Recalcular a polarização de modo que a compliance de saída seja máxima. 4. Observar novamente o funcionamento do amplificador e verificar o aumento da compliance quando o ponto quiescente desloca-se para o meio da reta de carga CA. 2.0 DISCUSSÃO Os amplificadores de tensão a transistor podem ser analisados sob dois diferentes enfoques: a análise CC e a análise CA; para cada um destes enfoques, é possível traçar-se uma reta de carga, que representa o funcionamento do transistor para aquele circuito específico. Nas análises realizadas até o momento, utilizava-se apenas a reta de carga CC, pois os amplificadores analisados sempre funcionavam com pequenos sinais, excursionando sobre uma pequena região desta reta. Após vários estágios de ganho de tensão, a oscilação do sinal utiliza toda a reta de carga e a análise sob o enfoque CC já não mais representa o comportamento real do amplificador, pois deixa de considerar as impedâncias de fonte e carga. Nesta situação, faz-se necessária a análise CA, considerando-se a fonte e a carga, para representar exatamente o comportamento do amplificador. Com a reta de carga CA, torna-se possível calcular a máxima tensão de saída pico-a-pico não-ceifada do amplificador (compliance). E, considerando-se estes parâmetros CA, é possível redefinir a melhor localização do ponto quiescente, recalculando a polarização do transistor de modo a obter-se a máxima compliance. 3.0 PROCEDIMENTO OBS.: Recomenda-se aos senhores alunos que realizem os cálculos necessários para esta experiência antecipamente e tragam os resultados já computados, para facilitar a implementação dos circuitos e aproveitar melhor o tempo de aula. POLARIZAÇÃO NO MEIO DA RETA DE CARGA CC 1. Considere o amplificador EC cujo esquema encontra-se na figura 1 e calcule as tensões e correntes CC de polarização constantes na tabela da figura 2. Anote os resultados obtidos. 2. Insira a placa EB-98 no sistema. Não é necessário inicializar o sistema e nem ligar a fonte principal da MB-U. 3. Monte o circuito do amplificador esquematizado na figura 1 observando os seguintes cuidados: a) Seja organizado na sua montagem, para facilitar eventuais correções no circuito montado; b) Evite entortar os terminais dos componentes, pois estes são frágeis podem se quebrar; c) Ligue a alimentação do circuito somente quando tiver terminado a montagem e conferido todas as ligações. _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof. Alceu Ferreira Alves – 2016 página 1 vermelho. e utilizando-se do aparelho de medição adequado. Calcule os valores necessários para traçar a reta de carga CC e localizar o ponto quiescente para este circuito e anote-os na tabela da figura 3.7µF + + TIP31 4.7µF 470Ω 1K2 Fig. marrom 470 Ω . violeta.vermelho. vermelho 1.marrom. meça e anote os resultados práticos na tabela da figura 2.7µF 1KΩ + 270 Ω . vermelho. preto. Alceu Ferreira Alves – 2016 página 2 .vermelho. na figura 4.vermelho. Trace. 2 – Valores Calculados e Valores Medidos de Polarização 4. marrom 1 kΩ . violeta. vermelho 4.amarelo. violeta. marrom 220 Ω . Compare os resultados medidos com os valores calculados e tente justificar eventuais diferenças. vermelho.7 kΩ . _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof. 1 – Amplificador Emissor Comum (EC) VB [V] Grandeza VE [V] IE [mA] VC [V] VCE [V] VCC [V] Valor Calculado Valor Medido – Fig. Ligue a alimentação do circuito.marrom.2 kΩ . vermelho 2.amarelo. vermelho 4. 5. a reta de carga CC e localize o ponto quiescente (utilize Vce medido).2 kΩ .DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA unesp +12V 2K2 + 270Ω 4K7 4. A partir da reta de carga CC. Em seguida. aplique na entrada um sinal senoidal de 1kHz usando o cabo BNC-jacaré e observe a saída. 3 – Pontos da Reta de Carga CC IC (mA) VCE (V) Fig. Compliance estimada: __________________________ Compliance medida: ___________________________ Compare os dois resultados e justifique a diferença observada. _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof. estime o valor da máxima tensão de saída pico-a-pico sem distorção por ceifamento que o amplificador deveria produzir. Alceu Ferreira Alves – 2016 página 3 . Aumente a amplitude de entrada até obter experimentalmente a compliance.DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA unesp Grandeza VCE(corte) [V] IC(sat) [mA] Reta de Carga CC Fig. 4 – Reta de Carga CC e Reta de Carga CA 6. a reta de carga CA. 7 – Reta de Carga CC e Reta de Carga CA (circuito alterado) _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof. Calcule os novos valores de polarização. Utilize a figura 7 para traçar novamente a reta de carga CC e localizar o novo ponto quiescente. Calcule os valores necessários para traçar a reta de carga CA e anote-os na tabela da figura 5. Preencha a tabela da figura 6 com os novos valores calculados. 6 – Novos Valores Calculados e Medidos de Polarização 9. Anote estes novos valores na tabela da figura 6. Alceu Ferreira Alves – 2016 página 4 . R2=RE=220Ω). Desligue o gerador de sinais e a alimentação CC. trace na figura 4. A partir das curvas traçadas. (R1=RC=1kΩ. 5 – Pontos da Reta de Carga CA 8. 10. altere o circuito. religue a alimentação e meça os novos valores CC do circuito alterado.DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA unesp 7. IC (mA) VCE (V) Fig. Em seguida. VB [V] Grandeza VE [V] IE [mA] VC [V] VCE [V] VCC [V] Valor Calculado Valor Medido – Fig. tente justificar o ocorrido com a compliance medida. com os componentes escolhidos para colocar o ponto de operação próximo ao meio da reta CA. VCE(corte) [V] Grandeza IC(sat) [mA] Reta de Carga CA Fig. BANCADA EM DESACORDO COM AS NORMAS ACARRETARÁ EM DIMINUIÇÃO DA NOTA DE LABORATÓRIO. Aumente a amplitude de entrada até obter experimentalmente a compliance. 12. Compliance medida: ___________________________ Observe as retas traçadas na figura 7 e conclua se o resultado experimental obtido é coerente.unesp DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA 11. _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof. Trace na figura 7 a reta de carga CA. CONFORME PREVISTO. Calcule o corte e a saturação CA nesta nova situação e anote na tabela da figura 8. ORGANIZE SUA BANCADA CONFORME AS “NORMAS DE UTILIZAÇÃO DO LABORATÓRIO DIDÁTICO PELOS ALUNOS DE ELETRÔNICA II” (página iii desta apostila). Houve melhora no valor da compliance? Justifique. Aplique na entrada um sinal senoidal de 1kHz usando o cabo BNC-jacaré e observe a saída. Grandeza VCE(corte) [V] IC(sat) [mA] Reta de Carga CA Fig. 8 – Pontos da Reta de Carga CA 13. Alceu Ferreira Alves – 2016 página 5 . ATENÇÃO: APÓS A EXPERIÊNCIA. você deverá ser capaz de: 1. para facilitar a implementação dos circuitos e aproveitar melhor o tempo de aula. Deste modo. por oferecerem baixa impedância de saída e alta impedância de entrada. meça e anote os resultados práticos na tabela da figura 2.0 OBJETIVOS Após completar estas atividades de laboratório. POLARIZAÇÃO DO AMPLIFICADOR PUSH-PULL 1.0 PROCEDIMENTO OBS. sendo que ambos estão configurados como seguidores de emissor. c) Ligue a alimentação do circuito somente quando tiver terminado a montagem e conferido todas as ligações. Alceu Ferreira Alves – 2016 página 6 . Arranjos push-pull são normalmente utilizados nos estágios de saída dos amplificadores de potência. CA e CC. Compare os resultados medidos com os valores calculados e justifique eventuais diferenças. 3. Ligue a alimentação do circuito. 2. Monte o circuito do amplificador esquematizado na figura 1 observando os seguintes cuidados: a) Seja organizado na sua montagem. isto quer dizer que um transistor conduz durante um semiciclo e o outro transistor conduz durante o outro semiciclo. _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof.0 DISCUSSÃO Operação classe B de um transistor significa que a corrente do coletor flui durante somente 180º do ciclo CA. 2. e utilizando-se do aparelho de medição adequado. Insira a placa EB-98 no sistema (ou coloque o protoboard sobre a bandeja). Verificar a distorção por cross-over em um amplificador com polarização mal-projetada. Medir as tensões de polarização em um amplificador Push-Pull e comparar os valores práticos medidos com os valores teóricos esperados. 3. para facilitar eventuais correções no circuito montado. Anote os resultados obtidos. A vantagem da operação classe B é a menor dissipação de potência no transistor. Observar o funcionamento do amplificador e medir a máxima tensão de saída pico-a-pico não ceifada. obtém-se amplificadores classe B com baixa distorção e alta eficiência.DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA unesp AMPLIFICADOR CLASSE B – PARTE I 1.: Recomenda-se aos senhores alunos que realizem os cálculos necessários para esta experiência antecipamente e tragam os resultados já computados. ele corta um semiciclo. com ganho de tensão igual a um e forte linearização. 4. Não é necessário inicializar o sistema e nem ligar a fonte principal da MB-U. 3. Considere o amplificador Push-Pull cujo esquema encontra-se na figura 1 e calcule as tensões e correntes CC de polarização constantes na tabela da figura 2. que resulta em maior eficiência e menor corrente drenada da fonte. pois estes são frágeis podem se quebrar. b) Evite entortar os terminais dos componentes. Isto implica que o ponto Q se situe aproximadamente no corte para as duas retas de carga. Quando um transistor opera em classe B. Para evitar a distorção resultante é necessário o uso de dois transistores num arranjo push-pull. 2. 7µ COLETOR + Vx EMISSOR 680Ω + Q2 TIP32 4. 2 – Valores Calculados e Valores Medidos de Polarização 5.9KΩ 4. VCE1 [V] VCE2 [V] VBE1 [V] VBE2 [V] Fig.marrom. cinza. Alceu Ferreira Alves – 2016 página 7 . A partir dos resultados práticos (valores medidos).9 kΩ . vermelho 3. 3 – Cálculo das tensões de polarização _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof.7µ TI TI P 31 P 32 + Q1 TIP31 680Ω BASE 4.laranja. 1 – Amplificador Push-Pull VCC [V] Grandeza VE [V] VB1 [V] VB2 [V] Vx [V] Valor Calculado Valor Medido Fig.7µ 1KΩ 680 Ω . calcule as tensões pedidas na tabela da figura 3. branco. vermelho 3. marrom 1 kΩ .azul. preto.9KΩ Fig.DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA unesp PS-1 = 9V 3. aplique na entrada do circuito um sinal senoidal de 1kHz com amplitude de 1V. Utilizando o gerador de sinais. 10. Desligue a alimentação do circuito e o gerador de sinais. 4 – Tensões de entrada e saída no amplificador classe B – Push-Pull Há alguma distorção perceptível no sinal de saída? Quanto é o ganho de tensão nesta situação? Ganho (Av) = _______________ COMPLIANCE 7. Com o voltímetro meça os novos valores de polarização e complete a tabela da figura 5. Observe simultaneamente os sinais de entrada e saída e anote-os na figura 4. _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof. CANAL 1 AC DC Escala vertical: _______ V/div CANAL 2 AC DC Escala vertical: _______ V/div Escala horizontal: ______ s/div Fig. PP = _______________ O resultado encontrado é o esperado? DISTORÇÃO POR CROSS-OVER 8. Verifique e anote a o valor da compliance para esta situação. Religue a alimentação (PS-1 = 9V). curto-circuitando os dois resistores de 680Ω. Alceu Ferreira Alves – 2016 página 8 .DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA unesp AMPLIFICAÇÃO DE SINAL CA 6. 9. Aumente a amplitude do sinal de entrada enquanto observa simultaneamente os sinais de entrada e saída. Altere o circuito. CANAL 1 AC DC Escala vertical: _______ V/div CANAL 2 AC DC Escala vertical: _______ V/div Escala horizontal: ______ s/div Fig.DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA unesp VCC [V] Grandeza VE [V] VB1 [V] VB2 [V] Valor Medido Fig. Push-Pull – Distorção por Cross-over Foi observada distorção por cross-over? Explique porque a alteração implementada causou este tipo de distorção. Observe simultaneamente os sinais de entrada e saída e anote-os na figura 6. 6 – Entrada e Saída no Amplif. _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof. CONFORME PREVISTO. ajustando a amplitude de entrada para 2V. BANCADA EM DESACORDO COM AS NORMAS ACARRETARÁ EM DIMINUIÇÃO DA NOTA DE LABORATÓRIO. 12. ATENÇÃO: APÓS A EXPERIÊNCIA. ORGANIZE SUA BANCADA CONFORME AS “NORMAS DE UTILIZAÇÃO DO LABORATÓRIO DIDÁTICO PELOS ALUNOS DE ELETRÔNICA II” (página iii desta apostila). Alceu Ferreira Alves – 2016 página 9 . 5 – Novos valores medidos de polarização 11. Aplique novamente um sinal senoidal de 1kHz. 2. Ligue a alimentação do circuito. a corrente no coletor aumenta. Calcular IR a partir de VB1 e/ou VB2 Compare os resultados medidos com os valores calculados e justifique eventuais diferenças. Quando a temperatura aumenta. Observar a corrente de coletor no amplificador Push-Pull. para facilitar eventuais correções no circuito montado. você deverá ser capaz de: 1.6V e 0. POLARIZAÇÃO DO AMPLIFICADOR PUSH-PULL 1. 2.: Calcular ICQ a partir de VC1 e/ou VC2.7V. causando o efeito de deriva térmica até que uma potência excessiva danifique o transistor. 3.0 OBJETIVOS Após completar estas atividades de laboratório. Alceu Ferreira Alves – 2016 página 10 .: Recomenda-se aos senhores alunos que realizem os cálculos necessários para esta experiência antecipamente e tragam os resultados já computados. 3. Considere o amplificador Push-Pull cujo esquema encontra-se na figura 1 e calcule as tensões e correntes CC de polarização constantes na tabela da figura 2. Monte o circuito do amplificador esquematizado na figura 1 observando os seguintes cuidados: a) Seja organizado na sua montagem. _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof. b) Evite entortar os terminais dos componentes. OBS. a temperatura na junção aumenta ainda mais. meça e anote os resultados práticos na tabela da figura 2.DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA unesp AMPLIFICADOR CLASSE B – PARTE II 1. Observar o funcionamento do espelho de corrente. a qual. para facilitar a implementação dos circuitos e aproveitar melhor o tempo de aula.0 PROCEDIMENTO OBS. aumentos de temperatura causarão diminuição nas tensões de junção e o disparo térmico deixa de ocorrer.0 DISCUSSÃO Em um amplificador classe B é necessário ajustar o ponto quiescente ligeiramente acima do corte para evitar-se a distorção por cross-over. c) Ligue a alimentação do circuito somente quando tiver terminado a montagem e conferido todas as ligações. Não é necessário inicializar o sistema e nem ligar a fonte principal da MB-U. Como a corrente no coletor aumenta. O grande problema reside no fato da corrente de coletor ser muito sensível às variações de VBE. 4. Insira a placa EB-98 no sistema (ou coloque o protoboard sobre a bandeja). Anote os resultados obtidos. Se as curvas de junção dos diodos de compensação e dos diodos de emissor casarem. Verificar a polarização de base com compensação de temperatura utilizando diodos. 2. pois estes são frágeis podem se quebrar. Uma forma de evitar a deriva térmica é usar diodos de compensação para produzir a tensão de polarização para os diodos do emissor. ajustando-se a polarização para um valor de VBE entre 0. por sua vez. Esta situação de realimentação positiva significa que a corrente no coletor pode “disparar” . além de reduzir o valor exato de VBE. 3. é fortemente dependente das variações de temperatura. A partir dos resultados práticos (valores medidos). os espelhos de corrente estão funcionando corretamente? Justifique sua resposta.laranja. 3 – Cálculo das tensões de polarização Nesta situação. preto. vermelho 3. preto 680 Ω .7µ + Q1 TIP31 680Ω 4. calcule as tensões pedidas na tabela da figura 3.marrom. 1 – Amplificador Push-Pull VCC Grandeza Valor Calculado [Volt] VE VB1 VB2 Vx ICQ VC1 VC2 IR=3.7µ 10 Ω .9KΩ 4.9kΩ – Valor Medido [Volt] – Fig. preto.7µ + Vx 680Ω + 1KΩ Q2 TIP32 4.9 kΩ . vermelho RC2 3.9KΩ 10Ω Fig.azul. branco. _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof. Alceu Ferreira Alves – 2016 página 11 .marrom. marrom 1 kΩ . 2 – Valores Calculados e Valores Medidos de Polarização 5.DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA unesp PS-1 = 7V RC1 10Ω 3. cinza. VCE1 [V] VCE2 [V] VBE1 [V] VBE2 [V] Fig. 4 – Tensão e corrente na saída do amplificador classe B – Push-Pull A partir das formas de onda observadas. Utilizando o gerador de sinais. A forma de onda de corrente observada é a esperada? POLARIZAÇÃO COM DIODOS COMPENSADORES 7. Desligue a alimentação e desconecte o gerador de sinais do circuito. Altere o circuito montado substituindo os resistores de 680Ω por diodos. Vx + Fig. conforme indicado na figura 5.DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA unesp OBSERVAÇÃO DA CORRENTE CA NO COLETOR 6. CANAL 1 AC DC Escala vertical: _______ V/div CANAL 2 AC DC Escala vertical: _______ V/div Escala horizontal: ______ s/div Fig. aplique na entrada do circuito um sinal senoidal de 1kHz com amplitude de 3V. Alceu Ferreira Alves – 2016 página 12 . 5 – Polarização utilizando diodos compensadores _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof. Observe simultaneamente o sinal de tensão de saída e a tensão sobre o resistor RC2 e anote-os na figura 4. calcule o valor da corrente de pico no coletor do transistor PNP. CONFORME PREVISTO. _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof. Ligue a alimentação do circuito. VCE1 VCE2 VBE1 VBE2 Fig. A partir dos resultados práticos (valores medidos). Alceu Ferreira Alves – 2016 página 13 . Recalcule as tensões e correntes CC de polarização e anote-as na tabela da figura 6. Considere o amplificador Push-Pull com a nova polarização e Vcc = 10V. ORGANIZE SUA BANCADA CONFORME AS “NORMAS DE UTILIZAÇÃO DO LABORATÓRIO DIDÁTICO PELOS ALUNOS DE ELETRÔNICA II” (página iii desta apostila). reajuste a fonte PS-1 para 10V. BANCADA EM DESACORDO COM AS NORMAS ACARRETARÁ EM DIMINUIÇÃO DA NOTA DE LABORATÓRIO. calcule as tensões pedidas na tabela da figura 7. 6 – Valores Calculados e Valores Medidos de Polarização 9. meça e anote os resultados práticos na tabela da figura 6. 7 – Cálculo das tensões de polarização Compare os resultados medidos com os valores calculados e justifique eventuais diferenças.9kΩ – Valor Medido – Fig. 10. O espelho de corrente está funcionando corretamente? Nesta situação há o risco de deriva térmica? ATENÇÃO: APÓS A EXPERIÊNCIA.DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA unesp 8. VCC Grandeza Valor Calculado VE VB1 VB2 Vx ICQ VC1 VC2 IR=3. 1 – Valores Medidos e Calculados para o Amplificador Sintonizado Q= rC XL X L = 2. Utilize a ponte RLC digital disponível com o professor. Isto produz uma tensão de saída senoidal com frequência fr.0 PROCEDIMENTO 1. meça o valor da indutância e do fator de qualidade do indutor. Insira a placa EB-98 no sistema (ou coloque o protoboard sobre a bandeja). Considere o amplificador classe C sintonizado cujo esquema encontra-se na figura 2. Frequência de Ressonância calculada: ________________ (utlizando o valor de indutância medido) Frequência de Ressonância medida: (mede-se com o osciloscópio) ________________ _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof. Verificar o funcionamento do grampeador CC negativo na base. 6. L (µH) QL fR (kHz) XL (Ω) RS (Ω) RP (Ω) Q B (kHz) Fig. Tipicamente. Varie a frequência do gerador até que a saída alcance seu valor máximo (ressonância). anotando estes resultados na tabela da figura 1. f . mas varia de bancada para bancada). Um amplificador classe C sintonizado tem um circuito tanque ressonante na saída que está em sintonia com a frequência fundamental.: o valor da fR é por volta de 40kHz. pois estes são frágeis podem se quebrar. Alceu Ferreira Alves – 2016 página 14 . 4. L rC = R p R L R P = QL . observando os seguintes cuidados: a) Seja organizado na sua montagem. Antes de iniciar a montagem. 9.DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA unesp AMPLIFICADOR CLASSE C 1. use o Transformador de Pulsos (TP) fornecido. Com o osciloscópio. o transistor opera na região ativa menos de 180° do ciclo CA do sinal. você deverá ser capaz de: 1.0 OBJETIVOS Após completar estas atividades de laboratório. 2. Ajuste a alimentação para 10V. C fr Q 3. Calcule os demais parâmetros referentes ao amplificador classe C e complete a tabela.0 DISCUSSÃO Em um amplificador classe C. múltipla inteira da frequência fundamental da entrada. observe os sinais na entrada (gerador) e na saída (carga). d) Como indutor. 2. Esta corrente não senoidal contém a frequência fundamental mais as harmônicas e é obtida através de um circuito grampeador negativo ligado à base. 5. Monte o circuito do amplificador. ligue o circuito e aplique o sinal de entrada. 2.Vcc fr = 1 2π B= L.π . 8. Ajuste o gerador de sinais para uma entrada senoidal de 40kHz com 2Vpp. o ângulo de condução é muito menor do que 180° e a corrente do coletor é um trem de pulsos estreitos. 7. 3. b) Evite entortar os terminais dos componentes. Observar o funcionamento de um amplificador classe C. para facilitar eventuais correções no circuito montado. Em um circuito multiplicador de frequência. X L PP = 2. Meça a frequência nessa situação (Obs. c) Não ligue ainda a alimentação do circuito. o circuito tanque ressonante é sintonizado em alguma frequência harmônica superior. Fig. 3 – Amplif. 2 – Amplificador Classe C CANAL 1 AC DC Escala vertical: _______ V/div CANAL 2 AC DC Escala vertical: _______ V/div Escala horizontal: ______ s/div Fig. Alceu Ferreira Alves – 2016 página 15 .DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA unesp 10. Classe C – Formas de onda de tensão na entrada e na carga _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof. Anote as formas de onda de entrada e de saída na figura 3. _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ 12. CANAL 1 AC DC (entrada) Escala vertical: _______ V/div CANAL 2 AC DC (base) Escala vertical: _______ V/div Escala horizontal: ______ s/div Fig. Observe. simultaneamente. Justifique as alterações de comportamento observadas. Varie a amplitude da tensão de entrada e observe o que ocorre com a tensão de saída. Altere a forma de onda da tensão de entrada para triangular. Anote a PP. Alceu Ferreira Alves – 2016 página 16 . Classe C – Grampeamento Negativo O resultado é o esperado? Justifique o que foi observado. 4 – Amplif. PP calculada: ________________ (teórica) PP medida: (prática) ________________ 13. _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ 11. ORGANIZE A BANCADA SEGUINDO AS “NORMAS UTILIZAÇÃO DO LAB. o sinal de entrada e o sinal na base do transistor. e depois.unesp DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA Os resultados obtidos até o momento são os esperados ? (frequência e formas de onda) Comente e justifique as diferenças observadas entre a teoria e a prática. para onda quadrada. ATENÇÃO: AO TERMINAR. Observe as diferenças na onda de tensão na carga. DE _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof. Anote as formas de onda na figura 4. Anote suas conclusões. DIDÁTICO PELOS ALUNOS DE ELETRÔNICA II” (página iii). 2. foi estudado em seções anteriores. os capacitores apresentam alta impedância. Fora desta banda média. sem offset. 100nF ~ 2Vpp 1kΩ osciloscópio (canal 2) osciloscópio (canal 1) Fig. ao menos. observe os seguintes cuidados: a) Encaixe cuidadosamente os componentes no protoboard. onde os capacitores são aproximados por uma impedância de muito baixo valor. os efeitos das capacitâncias não podem ser desprezados porque influenciam significativamente no funcionamento dos amplificadores. capacitâncias internas das junções e outras parasitas também alteram o ganho e devem ser consideradas para um perfeito entendimento do comportamento destes circuitos. b) O sinal de entrada será aplicado a partir do gerador de sinais usando-se o cabo BNC-jacaré. Abaixo da banda média. 3. Monte o circuito da Rede de Avanço esquematizada na figura 1.DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA unesp ANÁLISE DE EFEITOS DE FREQUÊNCIA 1. Varie a frequência do sinal de entrada para diversos valores. funcionando isoladamente.0 DISCUSSÃO O funcionamento dos amplificadores dentro de uma banda média. com o auxílio do osciloscópio.0 PROCEDIMENTO REDE DE AVANÇO 1. 1 – Rede de Avanço 4. Utilize o gerador de sinais e aplique uma tensão senoidal com 2Vp-p. 3. 10 resultados para que a curva tenha resolução adequada. Anote. levando os amplificadores a ganhos menores.0 OBJETIVOS Após completar estas atividades de laboratório. o aluno deverá ser capaz de analisar e entender o funcionamento de uma rede de avanço e de uma rede atraso. 2. meça simultaneamente os sinais de entrada e saída do circuito e anote os resultados na tabela da figura 2. A análise deste comportamento variável com a frequência pode ser introduzido com o estudo das redes de avanço e atraso. para tanto. circuitos RC que permitem uma visualização da variação das impedâncias capacitivas com a variação da frequência. sem forçar para não danificá-los. e acima da banda média. Alceu Ferreira Alves – 2016 página 17 . Coloque a placa EB-98 nas guias do bastidor e encaixe o conector. Não é necessário ligar o sistema. _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof. DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA unesp OBS: A amplitude da tensão de entrada varia com a variação da frequência. Apresente a curva de resposta em frequência da em um gráfico monolog (figura 3). f [Hz] Vin [Vp-p] Vout [Vp-p] Ganho Ganho em dB f [Hz] Vin [Vp-p] Vout [Vp-p] Ganho Ganho em dB Fig. Meça o valor das resistências e da capacitância. 10 1 10 2 10 3 10 4 10 5 10 6 Fig. 2 – Medidas na Rede de Avanço 5. se necessário. e calcule a frequência de corte do circuito. corrija. 3 – Resposta em Frequência da Rede de Avanço _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof. Alceu Ferreira Alves – 2016 página 18 . f [Hz] Vin [Vp-p] Vout [Vp-p] Ganho Ganho em dB f [Hz] Vin [Vp-p] Vout [Vp-p] Ganho Ganho em dB Fig. 5 – Medidas na Rede de Atraso 10. _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof. OBS: A amplitude da tensão de entrada varia com a variação da frequência. Monte o circuito da Rede de Atraso esquematizada na figura 4 tomando os mesmos cuidados do item 2. se necessário. meça simultaneamente os sinais de entrada e saída do circuito e anote pelo menos 10 resultados na tabela da figura 5. 8. Apresente a curva de resposta em frequência da Rede de Atraso no gráfico monolog da figura 6. Com o auxílio do osciloscópio. corrija. Alceu Ferreira Alves – 2016 página 19 . Compare o valor calculado da frequência de corte (fC) com o valor encontrado no gráfico traçado.DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA unesp 6. É coerente? REDE DE ATRASO 7. 4 – Rede de Atraso 9. 1kΩ ~ 2Vpp 100nF osciloscópio (canal 1) osciloscópio (canal 2) Fig. sem offset. para diferentes frequências de sinal de entrada. Ajuste o gerador de sinais para uma tensão senoidal com 2Vp-p. CONFORME PREVISTO. Compare o valor calculado da frequência de corte (fC) com o valor encontrado no gráfico traçado. Alceu Ferreira Alves – 2016 página 20 . 6 – Resposta em Frequência da Rede de Atraso Responda: 1) Qual deveria se a taxa de inclinação (teórica) fora da banda de passagem para ambas as redes de atraso estudadas? 2) Quais os valores destas inclinações obtidas na prática? ATENÇÃO: APÓS A EXPERIÊNCIA. ORGANIZE SUA BANCADA CONFORME AS “NORMAS DE UTILIZAÇÃO DO LABORATÓRIO DIDÁTICO PELOS ALUNOS DE ELETRÔNICA II” (página iii desta apostila). É coerente? 10 1 10 2 10 3 10 4 10 5 10 6 Fig.DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA unesp 11. BANCADA EM DESACORDO COM AS NORMAS ACARRETARÁ EM DIMINUIÇÃO DA NOTA DE LABORATÓRIO. _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof. o aluno deverá ser capaz de analisar e entender o comportamento de um amplificador emissor comum funcionando com um sinal de frequência variável na entrada.0 OBJETIVOS Após completar estas atividades de laboratório. 2. Ajuste o gerador de sinais para uma tensão senoidal de 100Hz com amplitude de 10mV (Vpp=20mV). obtendo ao menos 20 resultados para posterior traçado do gráfico. 6. e acima da banda média. Monte o circuito do Amplificador Emissor-Comum esquematizado na figura 1 observando os seguintes cuidados: a) Seja organizado na sua montagem. Abaixo da banda média. Não ligar o sistema. pois estes são frágeis podem se quebrar. Fora desta banda média. meça simultaneamente os sinais de entrada e saída do circuito e anote os resultados na tabela da figura 2. capacitâncias internas das junções e outras parasitas também alteram o ganho e devem ser consideradas para um perfeito entendimento do comportamento destes circuitos. _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof. Para medidas de frequência.0 DISCUSSÃO O funcionamento dos amplificadores dentro de uma banda média. para facilitar a implementação dos circuitos e aproveitar melhor o tempo de aula. não abrir o circuito).0 PROCEDIMENTO RESPOSTA EM FREQUÊNCIA DE UM AMPLIFICADOR EC 1. 3. e) O sinal de entrada será aplicado a partir do gerador de sinais usando-se o cabo BNC-jacaré. Coloque a placa EB-98 nas guias do bastidor e encaixe o conector. sem forçar para não danificá-los.: Para que os resultados sejam confiáveis e tenham qualidade. 2. foi estudado em seções anteriores. os capacitores apresentam alta impedância. 3. utilize o osciloscópio. Varie a frequência. b) Evite entortar os terminais dos componentes. onde os capacitores são aproximados por uma impedância de muito baixo valor. d) Observe as polaridades dos capacitores e a pinagem do transistor. para facilitar eventuais correções no circuito montado. ATENÇÃO: Recomenda-se aos senhores alunos que realizem os cálculos necessários para esta experiência antecipamente e tragam os resultados já computados. utilize sempre o osciloscópio nas escalas adequadas. 4. levando os amplificadores a ganhos menores. no final deste roteiro de aula (a corrente de emissor deve ser calculada. OBS. Meça os valores de polarização utilizando um voltímetro CC e anote os resultados na tabela 01. (Não é preciso inicializar o sistema). Ligue o sistema e ajuste PS-1 para 10V. Alceu Ferreira Alves – 2016 página 21 . c) Encaixe cuidadosamente os componentes no protoboard. Os cálculos necessários encontram-se ao final deste roteiro de aula. os efeitos das capacitâncias não podem ser desprezados porque influenciam significativamente no funcionamento dos amplificadores.DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA unesp RESPOSTA EM FREQUÊNCIA DE AMPLIFICADORES 1. 5. Com o auxílio do osciloscópio. 2kΩ 1kΩ Ce’ = 25pF 10µF rb’ = 50Ω Rg = 400Ω Fig.DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA unesp PS-1 10kΩ 3.5W 1.7µF + VCB(máx) = 75V 2N2222A PD(máx) = 0.3kΩ 2. Alceu Ferreira Alves – 2016 página 22 . 1 – Amplificador Emissor Comum OBS: Se a amplitude da tensão de entrada variar com a frequência.8A hfe = 150 fT = 300MHz ~ CC’ = 8pF + 2.2µF + E B C VCE(máx) = 40V 4.5kΩ Vin IC(máx) = 0. reajuste-a. f [Hz] Vin [mVp-p] Vout [mVp-p] Ganho Ganho em dB f [Hz] Vin [mVp-p] Vout [mVp-p] Ganho Ganho em dB _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof. Alceu Ferreira Alves – 2016 página 23 . 10 1 10 2 10 3 10 4 10 5 10 6 Fig. A partir do gráfico. Apresente a curva de resposta em frequência do amplificador na figura 3. 2 – Medidas no Amplificador EC 7.estime o valor das frequências de corte superior e inferior. 3 – Resposta em Frequência do Amplificador EC 8. Eles são coerentes? _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof. 9. Compare os valores calculados para as frequências de corte superior e inferior com os resultados obtidos no gráfico.DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA unesp f [Hz] Vin [mVp-p] Vout [mVp-p] Ganho Ganho em dB Fig. 1 + C. Alceu Ferreira Alves – 2016 página 24 .   re  Cent ( Miller ) = C (1 − A) 1 fB = 2π (Zs EMISSOR // RE ) CE fC = 1 2π rC CC rB = ( rG + rb. + CC. Rsaída ≅ RC re.DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA unesp TABELA 1 Grandeza VCC [V] Valor Calculado Valor Medido VB [V] VE [V] IE [mA] re’ [Ω] rC [Ω] – – Av – TABELA 2 Grandeza fentr [Hz] fsaída [Hz] fE [Hz] fB [MHz] fC [MHz] Valor Calculado TABELA3 f1 [Hz] Grandeza f2 [Hz] Valor Calculado Valor Medido Amplificador Emissor-Comum Rent = R1 R 2 β .log AP rG = RS R1 R 2 _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof.C +CPE AP [dB] = 10.  A-1  Csaída ( Miller ) = C    A  C. + RS R1 R 2 β Aspectos Frequenciais f ent = 1 2π ( Rs + Rent )Cent f saída = fE = 1 2π ( Rsaída + RL )Csaída  r  CB = Ce. ) β re. rC = RC // RL Amplificador Coletor-Comum Rent = R1 R 2 β .RE Rsaída = re.log Av CC =C.re.e = 1 2π rB CB 1 2π fT re. Av [dB ] = 20. = 25mV IE Am = − rC re. sem forçar para não danificá-lo.0 PROCEDIMENTO POLARIZAÇÃO DO PAR DIFERENCIAL 1. ATENÇÃO: Recomenda-se aos senhores alunos que realizem os cálculos necessários para esta experiência antecipamente e tragam os resultados já computados. apenas em uma saída ou entre as duas saídas.0 DISCUSSÃO Dentre os diversos tipos de amplificadores que podem ser construídos com dispositivos discretos. Alceu Ferreira Alves – 2016 página 25 . O amplificador diferencial possui 2 entradas e 2 saídas. e ajuste PS-1 e PS-2 para obter as tensões de alimentação +12V e –12V. Medir os ganhos experimentalmente e comparar com os valores teóricos calculados. Dependendo da maneira como a carga é ligada. para tanto. as tensões de polarização nos coletores e nos emissores de Q1 e Q2. podendo ter alimentação simples ou dividida. Monte o circuito do Par Diferencial esquematizado na figura 1. funcionando com entrada simples ou diferencial e saída simples ou diferencial. 3. Analisar e entender o funcionamento de um amplificador diferencial. o amplificador diferencial constitui-se numa topologia com características particulares que o torna interessante para ser utilizado como estágio de entrada de amplificadores integrados. nas duas entradas com valores diferentes ou com valor igual nas duas entradas). Entender o funcionamento de um espelho de corrente e verificá-lo em um amplificador diferencial. a tensão obtida na saída. c) Faça sua montagem de maneira organizada. Dependendo da maneira como o sinal de entrada é aplicado (apenas em uma das entradas. A utilização de espelhos de corrente para a polarização destes circuitos oferece a alta impedância necessária nos coletores e nos emissores dos transistores do par diferencial. o aluno deverá ser capaz de: 1.DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA unesp AMPLIFICADOR DIFERENCIAL 1. Anote os resultados na tabela da figura 2. novamente podem ser obtidos valores diferentes de ganhos para cada situação. Aterre as entradas vi1 e vi2 e meça. com o voltímetro. pois estes serão utilizados em aulas de outras turmas.0 OBJETIVOS Após completar estas atividades de laboratório. podem ser alterados. 2. para facilitar a implementação dos circuitos e aproveitar melhor o tempo de aula. 4. b) Evite entortar demais os terminais dos componentes. e por consequência. Coloque a placa EB-98 nas guias do bastidor e encaixe o conector. 3. o ganho. para não danificá-los. ou mesmo nesta turma em outras experiências. _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof. contribuindo também para a necessária equalização das correntes nos 2 ramos do par diferencial. observe os seguintes cuidados: a) Encaixe cuidadosamente os componentes no protoboard. de modo a poder identificar qual é o transistor Q1 e qual é o transistor Q2. 2. 2. Ligue o sistema. 3. como os Amplificadores Operacionais. Esboce na figura 3 as formas de onda de tensão de entrada. Ganho Teórico: _______________ Ganho Experimental: _______________ Os resultados estão coerentes? O ganho experimental está próximo do esperado? _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof. embora em escalas diferentes devido ao ganho. 6. Esboce a forma de onda de vo1 juntamente com a tensão vo2 . 7. Mantenha o canal 1 em vi1 e passe o canal 2 do osciloscópio para a saída vo1. Calcule o ganho teórico e compare com o ganho experimental observado nesta situação. 1 – Circuito do Amplificador Diferencial PS-2 PS-1 PS-2 Vc1 Vc2 Ve1=Ve2 Fig. OBS: Para poder verificar a defasagem entre os dois sinais. frequência de 1kHz. observe os dois canais do osciloscópio ao mesmo tempo. Alceu Ferreira Alves – 2016 página 26 . Desligue a entrada vi1 do terra e aplique nela um sinal senoidal de 10mV de pico. Observe a defasagem e os valores de pico-a-pico de ambas as ondas. 2 – Tensões de Polarização do Par Diferencial AMPLIFICAÇÃO DE SINAIS – ENTRADA SIMPLES / SAÍDA SIMPLES 5. Mantenha a entrada vi2 aterrada e a saída vo1 em aberto.DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA unesp PS-1 100kΩ 100kΩ E vo1 B C v o2 v i1 v i2 Q2 Q1 2N2222A 2N2222A 100kΩ Fig. e a saída observada em vo2 . unesp DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA Canal 1 – Vi1 (gerador) – escala vertical: ____ mV/div Canal 2 – Vo2 (saída) – escala vertical: _____ V/div escala horizontal (ambos): _____ ms/div Fig. 3 – Ganho Diferencial – Entrada e Saída Simples AMPLIFICAÇÃO DE SINAIS – ENTRADA SIMPLES / SAÍDA DIFERENCIAL 8. Para tanto. Canal 1 – Canal 2 (tensão diferencial de saída) escala vertical: _____ V/div escala horizontal: _____ ms/div Fig. fornecendo: vo2 – vo1 ). meça a tensão diferencial de saída. Alceu Ferreira Alves – 2016 página 27 . 4 – Ganho Diferencial – Entrada Simples e Saída Diferencial 9. Com o mesmo circuito em funcionamento. Esboce a forma de onda observada na figura 4. Calcule o ganho teórico e compare com o ganho experimental observado nesta situação. conecte o canal 1 do osciloscópio na saída vo2 e o canal 2 do osciloscópio na saída vo1 e faça a leitura da saída diferencial (o osciloscópio deverá estar no modo diferencial de leitura. _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof. Esboce na figura 5 as formas de onda de tensão de entrada. Com o mesmo circuito em funcionamento. 5 – Ganho de Modo-Comum – Saída Simples 13. frequência 1kHz. Conecte as duas entradas do amplificador diferencial no gerador. meça a tensão diferencial de saída. 12. ajustando as entradas de modo que vi1 = vi2 com 100 mVp. Ganho Teórico: _______________ Ganho Experimental: _______________ Os resultados estão coerentes? O ganho experimental está próximo do esperado? ANÁLISE DE MODO COMUM – SAÍDA DUPLA 14. e a saída observada em vo2 . Calcule o ganho teórico e compare com o ganho experimental observado nesta situação. Canal 1 – entrada de modo-comum Canal 2 – Vo2 (saída) – escala vertical: _____ V/div escala vertical: _____ V/div escala horizontal (ambos): _____ ms/div Fig. 11. Qual foi o resultado obtido nesta situação? Este resultado era o esperado? _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof. senoidal. Desligue o modo diferencial do osciloscópio.DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA unesp Ganho Teórico: _______________ Ganho Experimental: _______________ Os resultados estão coerentes? O ganho experimental está próximo do esperado? ANÁLISE DE MODO COMUM – SAÍDA SIMPLES 10. Alceu Ferreira Alves – 2016 página 28 . Não é necessário inicializar o sistema e nem ligar a fonte principal da MB-U. que tem como ganho: −Rrealim Av ≅ Rentr e também o amplificador não inversor de tensão. Na presente experiência. Monte o circuito do Amplificador Não-inversor de tensão esquematizado na figura 1 utilizando-se do Amp-Op 741. 3. Medir as impedâncias de entrada e saída para o amplificador não-inversor de tensão. 2.0 DISCUSSÃO A realimentação negativa altera as características de malha aberta do AMP-OP. Insira a placa EB-98 no sistema (ou coloque o protoboard sobre a bandeja). Um amplificador operacional integrado pode ser utilizado para amplificar tensões CC e CA. que tem como ganho: Av = 1 + Rrealim Rentr Experimentalmente.DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA unesp AMPLIFICADOR NÃO-INVERSOR E AMPLIFICADOR INVERSOR DE TENSÃO COM AMP-OP 1. e no caso da configuração de amplificador inversor. 4. observe os seguintes cuidados: _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof. Determinar a resposta em frequência destes amplificadores. Verificar a operação do amplificador operacional (AMP-OP) em malha fechada. o ganho pode ser obtido medindo-se as tensões de entrada e saída do circuito e calculando-se a relação: Av ≅ Vsaida Ventrada Deve ser observado que no amplificador inversor o sinal de saída tem fase invertida em relação ao sinal de entrada.0 PROCEDIMENTO AMPLIFICADOR NÃO-INVERSOR DE TENSÃO 1. Verificar a redução do off-set de saída causada pela realimentação negativa. e o ganho deste amplificador depende da configuração da realimentação negativa escolhida. a impedância de saída diminuída e o ganho também diminui e estabiliza-se. Já a configuração de amplificador nãoinversor tem sua impedância de entrada aumentada. Verificar experimentalmente o ganho de um amplificador inversor e de um amplificador não-inversor de tensão com AMP-OP. serão configurados o amplificador inversor de tensão. a impedância de saída diminui e o ganho diminui e estabiliza-se. 2. 5. Alceu Ferreira Alves – 2016 página 29 . para sinais CC e CA. para tanto. Além de alterar as características básicas de funcionamento do amplificador operacional em malha aberta. 2. 3. reduzindo-o. deverá ser observado que a impedância de entrada estabiliza-se. o aluno deverá ser capaz de: 1. a realimentação negativa também altera o offset de saída. e aumenta a faixa de resposta em frequência dos amplificadores assim realimentados. utilizando-se de multímetro digital e osciloscópio.0 OBJETIVOS Após completar estas atividades de laboratório. Com o auxílio do osciloscópio. 4. d) O sinal de entrada será aplicado a partir do gerador de sinais usando-se o cabo BNC-jacaré. faça com atenção para não entortar ou danificar seus terminais. deixando para energizar a MB-U apenas quando tiver terminado a montagem e conferido todas as ligações. Retire o voltímetro do circuito. substitua a entrada CC (PS-1) por uma entrada senoidal (gerador de sinais) de 10kHz e 2Vp-p. Faça o melhor ajuste possível das tensões e anote o valor real que o voltímetro indicar. Vent [V] (desejada) Vent [V] (medida) Vsaída [V] 0 1 2 4 7 10 Ganho Real (medido) Fig. 2 – Ganho CC do Amplificador Não-inversor Os valores medidos de ganho CC são coerentes com o valor teórico calculado? MEDIDAS DE AMPLIFICAÇÃO CA 5. A fonte CC variável PS-1 será utilizada como o sinal CC de entrada do amplificador. _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof. registrando os eixos horizontal e vertical na figura 3. Com o uso do mesmo voltímetro. pois este é frágil e quebra-se com facilidade. 1 – Amplificador Não-inversor de Tensão MEDIDAS DE AMPLIFICAÇÃO CC 3. utilizando os 2 canais simultaneamente. c) Evite entortar demais os terminais do capacitor. meça também a tensão de saída para cada caso e complete a tabela da figura 2. b) Não se esqueça de ligar a alimentação do CI. esboce as formas de onda de entrada e saída. para facilitar eventuais correções no circuito montado.DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA unesp a) Encaixe cuidadosamente o CI no protoboard e se necessário retirá-lo. 6. Fig. sem nível DC (offset). Energize o circuito. Para o mesmo circuito já montado. e) Seja organizado na sua montagem. Varie a fonte PS-1 para os valores da tabela da figura 2. Alceu Ferreira Alves – 2016 página 30 . Ligue novamente o resistor de realimentação e mantenha a entrada curto-circuitada. Mantenha o circuito alimentado e meça. Zin = _____________ 10. Alceu Ferreira Alves – 2016 página 31 . Ligue Vent ao terra (curto-circuito da entrada) e meça. Mantenha o curto-circuito da entrada e retire o ohmímetro da saída. Foi observado nível DC no sinal de saída? Por que? AMPLIFICADOR NÃO INVERSOR escala vertical (ch1) = _________ escala vertical (ch2) = _________ escala horizontal = _____________ ganho prático = __________________ Fig. com o ohmímetro. 12. 11. a resistência entre Vent e terra. (mantenha o circuito normalmente com a sua alimentação) Zout = _____________ VERIFICAÇÃO DO EFEITO DA REALIMENTAÇÃO NEGATIVA SOBRE O OFF-SET DE SAÍDA. 3 – Ganho CA do Amplificador Não-inversor MEDIDAS DE IMPEDÂNCIA DE ENTRADA E SAÍDA 8. Abra a realimentação (retire o resistor) e meça a tensão de saída com o voltímetro. a resistência entre Vsaída e terra. Calcule o valor do ganho e conclua o que foi observado com relação aos resultados teórico/prático e fase do sinal. com o ohmímetro.unesp DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA 7. meça novamente a tensão de saída com o voltímetro nesta condição. vos( saída )CL = _____________ Comente o que foi observado com relação à tensão de off-set de saída em ambos os casos. Para a medida de impedância de entrada. _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof. 9. vos( saí da )OL = _____________ 13. retire o osciloscópio e o gerador de sinais do circuito. 18. Com o uso do mesmo voltímetro.DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA unesp AMPLIFICADOR INVERSOR – MEDIDAS DE AMPLIFICAÇÃO CC 14. utilizando os 2 canais simultaneamente.0 2. Observe a inversão de fase. Vent [V] (desejada) Vent [V] (medida) Vsaída [V] 1.0 10 Ganho Real (medido) Fig. 5 – Ganho do Amplificador Inversor Os valores medidos de ganho CC são coerentes com os valores teóricos calculados? MEDIDAS DE AMPLIFICAÇÃO CA 16. registrando os eixos horizontal e vertical na figura 6. utilizando-se do Amp-Op 741. Alceu Ferreira Alves – 2016 página 32 . 19. esboce as formas de onda de entrada e saída. Para o mesmo circuito já montado. Aplique na entrada um sinal triangular de 1kHz e 1Vp-p. Foi observado nível DC no sinal de saída? Por que? _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof.0 7. sem nível DC do gerador. meça também a tensão de saída para cada caso e complete a tabela da figura 5.0 4. retire os voltímetros e a fonte PS-1. Monte agora o circuito do Amplificador Inversor de tensão esquematizado na figura 4. Faça o melhor ajuste possível das tensões e anote o valor real que o voltímetro indicar. 4 – Amplificador Inversor com Amp-Op 15. Calcule o valor do ganho e conclua o que foi observado com relação aos resultados teórico/prático e fase do sinal. Com o auxílio do osciloscópio. Varie a fonte de tensão PS-1 para os valores da tabela da figura 5.0 8. Fig. 17. unesp DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA AMPLIFICADOR INVERSOR escala vertical (ch1) = _________ escala vertical (ch2) = _________ escala horizontal = _____________ ganho prático = __________________ Fig. 6 – Ganho CA do Amplificador Inversor _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof. Alceu Ferreira Alves – 2016 página 33 . Em algumas aplicações. fazendo com que a tensão de saída seja proporcional à soma destas correntes de entrada. tem-se uma saída positiva. cada uma das entradas contribui com uma parcela de corrente na entrada inversora do amp-op. nestas situações. ponderadas pelos respectivos resistores de entrada. tomando os seguintes cuidados: a) Encaixe cuidadosamente o CI LM741 no protoboard e se necessário retirá-lo. próxima à metade da tensão de alimentação e uso de capacitores para acoplamento e derivação. Alceu Ferreira Alves – 2016 página 34 .DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA unesp AMPLIFICADOR SOMADOR COM AMP-OP E REFORÇADOR DE CORRENTE 1. Isto é possível polarizando-se a entrada não-inversora do amp-op com uma tensão positiva.. Varie a tensão das fontes PS-1 e PS-2 e observe o comportamento da tensão de saída. Aplique as tensões de entrada conforme o esquema. 1Vpp 4. 2. 3. ajustando-as para os seguintes valores: PS-1 = 1V PS-2 = –4V Gerador: senoidal. faz-se necessária uma alimentação dividida (ou simétrica). b) Não se esqueça de ligar a alimentação do CI. 2. para uma entrada positiva. deixando para energizar a MB-U apenas quando tiver terminado a montagem e conferido todas as ligações. Rsaida R1 R2 R3 R4 Como trata-se de um amplificador inversor. conforme a expressão a seguir: −Vsaida V1 V2 V3 V4 ≅ + + + + . o aluno deverá ser capaz de: 1. é possível amplificar-se a corrente de saída utilizando-se um transistor (para correntes unidirecionais) ou dois transistores num arranjo push-pull para correntes alternadas. por este motivo. Monte o circuito da figura 1. faça com atenção para não entortar ou danificar seus terminais (pinagem do CI na figura 6). A realimentação negativa encarrega-se de minimizar os efeitos de VBE.0 DISCUSSÃO Um amplificador inversor construído com amplificador operacional pode ter uma ou diversas entradas. 3. O resultado é o esperado? 5. Construir e verificar o funcionamento de um amplificador somador de tensão utilizando amplificador operacional. Coloque a placa EB-98 nas guias do bastidor e encaixe o conector.0 PROCEDIMENTO AMPLIFICADOR SOMADOR DE 3 ENTRADAS COM ALIMENTAÇÃO SIMÉTRICA 1. Verificar experimentalmente o funcionamento de um reforçador de corrente push-pull ligado à saída de um amp-op.0 OBJETIVOS Após completar estas atividades de laboratório. a tensão de saída será então propocional à soma das tensões aplicadas nas entradas. a capacidade de corrente na saída do amplificador operacional é insuficiente para os requisitos da carga. _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof. dispensar a polarização na base dos transistores e praticamente eliminar a distorção por cross-over.. Esboce a forma de onda de saída na figura 2. sem offset. ou então alterações no circuito que permitam a inversão de fase para o sinal amplificado de saída. 2. 1kHz. a saída é negativa e para uma entrada negativa. Considerando-se que a entrada inversora é um terra virtual. do amplificador inversor sem reforçador de corrente. Quais são os valores das tensões de saturação positiva e negativa? Você não acha que estes valores estão muito baixos? Explique o que está ocorrendo.DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA unesp 10kΩ 10kΩ osciloscópio (canal 1) 10kΩ +12V 10kΩ _ 2 6 741 ~ 3 + Vs 4 V PS-1 osciloscópio (canal 2) 7 -12V PS-2 Fig. 7. Monte o circuito esquematizado na figura 3.5Vpp. frequência de 1 kHz. Ligue novamente a alimentação e aplique na entrada um sinal senoidal de 0. Alceu Ferreira Alves – 2016 página 35 . 9. Desligue a alimentação. sem offset do gerador. _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof. Aumente o valor da tensão de entrada para 2Vpp e observe o que ocorre na saída. 1 – Amplificador Somador com Amp-Op AMPLIFICADOR SOMADOR escala vertical = _____________ escala horizontal = _____________ Fig. 8. Anote na figura 4 as formas de onda de tensão de entrada e saída. 2 – Tensão de Saída do Somador REFORÇADOR DE CORRENTE PUSH-PULL 6. Acrescente o reforçador de corrente push-pull.DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA unesp 47kΩ +12V osciloscópio (canal 1) 10kΩ 2 _ 6 741 3 ~ + osciloscópio (canal 2) 7 4 100Ω -12V Fig. 4 – Formas de onda de tensão no Amplificador Inversor 10. conforme esquematizado na figura 5. CUIDADO AO LIGAR PARA NÃO INVERTER OS TERMINAIS! _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof. 11. OBSERVE A PINAGEM CORRETA DOS TRANSISTORES NA FIGURA 6. Desligue novamente a alimentação e o sinal da entrada. 3 – Amplificador Inversor sem Reforçador de Corrente Amplificador Inversor SEM reforçador de corrente Amplificador Inversor COM reforçador de corrente Canal 1 – tensão do gerador escala vertical: ___________V/div Canal 1 – tensão do gerador escala vertical: ___________V/div Canal 2 – tensão na carga escala vertical: ___________V/div Canal 2 – tensão na cargaescala vertical: ___________V/div escala horizontal (ambos): _____ ms/div Fig. Alceu Ferreira Alves – 2016 página 36 . Alceu Ferreira Alves – 2016 página 37 . Após conferir as ligações.DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA unesp 12. 47kΩ +12V osciloscópio (canal 1) TIP31 10kΩ 2 _ 6 741 3 ~ + osciloscópio (canal 2) 7 4 TIP32 100Ω -12V Fig. 6 – Pinagem dos terminais dos transistores TIP 31 e TIP32 e do CI LM741 _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof. ligue a alimentação e aplique na entrada um sinal senoidal de até 3Vpp. 5 – Amplificador Inversor com Reforçador de Corrente 13. Calcule a corrente de pico na carga. frequência de 1 kHz e anote na figura 4 as formas de onda de tensão de entrada e saída. Tire suas conclusões sobre o funcionamento do reforçador Push-Pull. sem offset do gerador. Foi possível observar crossover ? TI TIP P 31 32 BASE COLETOR EMISSOR Fig. passa-faixa e rejeita-faixa.0 DISCUSSÃO Um amplificador operacional pode ser utilizado para a construção de filtros (ativos) passa-baixas. _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof. 3. 3. para facilitar a implementação dos circuitos e aproveitar melhor o tempo de aula. passaaltas. faça com atenção para não entortar ou danificar seus terminais. e fora da banda de passagem apresentam uma inclinação dependente do número de pólos. 3. levantando as curvas de resposta em frequência dos filtros ativos em papel monolog. Determinar experimentalmente as frequências de corte (a partir dos gráficos) para filtros ativos e comparar com os valores teóricos. pois este é frágil e quebra-se com facilidade. 1 Pólo e 2 Pólos. d) O sinal de entrada será aplicado a partir do gerador de sinais usando-se o cabo BNC-jacaré. Entender como funcionam os filtros ativos que utilizam-se de amplificadores operacionais. deixando para energizar a MB-U apenas quando tiver terminado a montagem e conferido todas as ligações. sempre múltipla de 20 dB/década. se os resistores e capacitores de filtro de cada rede de atraso forem iguais. Não é necessário inicializar o sistema e nem ligar a fonte principal da MB-U. e) Seja organizado na sua montagem. b) Não se esqueça de ligar a alimentação do CI. 2. c) Evite entortar demais os terminais do capacitor.DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA unesp FILTROS ATIVOS COM AMP-OP 1. para facilitar eventuais correções no circuito montado. Insira a placa EB-98 no sistema (ou coloque o protoboard sobre a bandeja). que na sua banda média apresentam ganho relativamente estável. para tanto. observe os seguintes cuidados: a) Encaixe cuidadosamente o CI no protoboard e se necessário retirá-lo. o aluno deverá ser capaz de: 1. a frequência de corte pode ser calculada por: fc = 1 2πRC O ganho na banda média pode ser obtido medindo-se as tensões de entrada e saída do circuito e calculando-se a relação: Av = Vsaí da R = 1+ 1 Ventrada R2 ATENÇÃO: Recomenda-se aos senhores alunos que realizem os cálculos necessários para esta experiência antecipamente e tragam os resultados já computados. não-inversores).0 OBJETIVOS Após completar estas atividades de laboratório. Alceu Ferreira Alves – 2016 página 38 . Para os filtros ativos a serem estudados (Butterworth. Nesta prática serão verificados os funcionamentos de um filtro passabaixas (FPB) e de um filtro passa-altas (FPA). Verificar o funcionamento dos mesmos.0 PROCEDIMENTO FILTRO PASSA-BAIXAS DE 1 PÓLO 1. 2. 2. Monte o circuito do FPB de 1 Pólo esquematizado na figura 1 utilizando-se do Amp-Op 741. Energize o circuito e ajuste o gerador de sinais para uma forma de onda senoidal. Determine a frequência de corte (fc) no gráfico e observe a taxa de inclinação acima de fc. diminua a amplitude do sinal de entrada para aumentar a Banda de Potência do amplificador.2k Ω Fig. Caso observe deformação na onda de saída devido ao slew-rate do amp-op. 2 – Medidas no FPB de 1 Pólo 6.DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA unesp +12V entrada 270 Ω 33nF 3 2 + - 7 6 4 saída 4. Calcule a frequência de corte do filtro e escolha as frequências nas quais colherá os pontos para construir o gráfico. Meça e anote o valor das resistências e do capacitor utilizado. se necessário. OBS: A amplitude da tensão de entrada varia ligeiramente com a variação da frequência. 1 – Filtro Ativo Passa-Baixas de 1 Pólo 4. corrija. Calcule o ganho experimental e apresente a curva de resposta em frequência do FPB de 1 Pólo em um gráfico monolog (figura 3). Com o auxílio do osciloscópio. Alceu Ferreira Alves – 2016 página 39 . Comente as diferenças eventualmente observadas.7k Ω -12V 8. Compare o resultado experimental obtido com a frequência teórica calculada. f [Hz] Vin [Vp-p] Vout [Vp-p] Ganho [dB] f [Hz] Vin [Vp-p] Vout [Vp-p] Ganho [dB] Fig. meça simultaneamente os sinais de entrada e saída e anote os resultados na tabela da figura 2. 5. 7. _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof. 9.Resposta em Frequência do FPB de 1 Pólo FILTRO PASSA-ALTAS DE 2 PÓLOS 8. 3 . Alceu Ferreira Alves – 2016 página 40 .7kΩ 8. 270Ω 33nF +12V 33nF 3 entrada 2 270Ω + - 7 6 saída 4 -12V 4. meça simultaneamente os sinais de entrada e saída e anote os resultados na tabela da figura 5. _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof. Monte o circuito do FPA de 2 Pólos esquematizado na figura 4 utilizando-se do Amp-Op 741 e observando os mesmos cuidados do item 2.DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA unesp 10 1 10 2 10 3 10 4 10 5 10 6 Fig.2kΩ Fig. 4 – Filtro Ativo Passa-Altas de 2 Pólos 10. Calcule a frequência de corte do filtro e escolha as frequências nas quais colherá os pontos para construir o gráfico. Energize o circuito e ajuste o gerador de sinais para uma forma de onda senoidal. Com o auxílio do osciloscópio. 10 1 10 2 10 3 10 4 10 5 10 6 Fig. 5 . f [Hz] Vin [Vp-p] Vout [Vp-p] Ganho [dB] f [Hz] Vin [Vp-p] Vout [Vp-p] Ganho [dB] Fig. Comente as diferenças observadas.Resposta em Frequência do FPA de 2 Pólos 12. corrija a amplitude da tensão de entrada. Alceu Ferreira Alves – 2016 página 41 . Determine a frequência de corte (fc) no gráfico e observe a taxa de inclinação abaixo de fc . Calcule o ganho experimental e apresente a curva de resposta em frequência do FPA de 2 Pólos em um gráfico monolog (figura 6). Compare o resultado experimental com a frequência calculada. Caso observe deformação na onda de saída devido ao slew-rate. 13.DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA unesp 11. OBS: Se necessário. 6 – Resposta em Frequência do FPA de 2 Pólos _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof. diminua a amplitude de entrada. 2. utilizando-se das propriedades de funcionamento dos amplificadores operacionais que. meça simultaneamente os sinais de entrada e saída do circuito e esboce a forma de onda dos dois sinais. o aluno deverá ser capaz de: 1. Diminua a amplitude do sinal de entrada para 50mVp e repita o item anterior. destacando as escalas horizontal e vertical. geram tensão suficiente em sua saída para colocar o diodo em condução. ceifadores. além de praticamente eliminar os efeitos de carga e de fonte nestes mesmos circuitos Para que um circuito retificador convencional (não-ativo) funcione adequadamente é necessário que a tensão de entrada seja maior que 0. 2. ficando o mesmo carregado com o valor máximo do pico positivo da tensão de entrada. _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof. 5.0 DISCUSSÃO Os amp-op's podem melhorar o funcionamento de circuitos que usam diodos (retificadores. grampeadores. c) O sinal de entrada será aplicado a partir do gerador de sinais usando-se o cabo BNC-jacaré. Nos intervalos em que os picos de tensão de entrada forem menores que a tensão do capacitor. a baixa impedância de saída do amp-op garante carga praticamente instantânea do capacitor. para tanto. 4.0 OBJETIVOS Após completar estas atividades de laboratório. Construir um detector de pico ativo e observar o efeito da carga no valor de pico detectado. Os circuitos retificadores ativos superam esta limitação. não é possível vencer-se a barreira de potencial da junção e o circuito não funciona.0 PROCEDIMENTO RETIFICADOR ATIVO 1. Para os circuitos limitador e grampeador. a descarga do mesmo ocorrerá em função da carga ligada a ele. deixando para energizar a MB-U apenas quando tiver terminado a montagem e conferido todas as ligações. a eliminação praticamente total da tensão de barreira do diodo permite sua utilização em tensões pequenas de entrada. Entender o funcionamento dos circuitos limitador e grampeador positivos ativos. 2.3V para diodos de germânio. antes mesmo da tensão de entrada ter atingido a tensão de barreira. Com o auxílio do osciloscópio. observe os seguintes cuidados: a) Encaixe cuidadosamente o CI no protoboard e se necessário retirá-lo. b) Não se esqueça de ligar a alimentação do CI. etc. Monte o circuito do Retificador Ativo esquematizado na figura 1 utilizando-se do Amp-Op 741 e com RL=100Ω. 3. Quando a tensão de entrada é menor que estes valores. 3. Alceu Ferreira Alves – 2016 página 42 .DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA unesp CIRCUITOS NÃO LINEARES COM AMP-OP 1. devido à realimentação negativa. reduzindo substancialmente o efeito da tensão de compensação dos diodos.). No caso dos detectores de pico. off-set zero. Energize o circuito e ajuste o gerador de sinais para uma forma de onda senoidal de 1KHz com amplitude de 0. Coloque a placa EB-98 nas guias do bastidor e encaixe o conector. Entender como funciona um retificador ativo com amp-op (retificador de instrumentação).7V para diodos de silício e 0. 3.5Vp. faça com atenção para não entortar ou danificar seus terminais. DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA unesp +12V entrada 270 Ω 3 7 + LM741 2 _ 4 saída 6 -12V RL K A anodo catodo Fig. Alceu Ferreira Alves – 2016 página 43 . entrada 1Vpp escala horizontal = ______________ escala vertical = _________________ RETIFICADOR ATIVO. entrada 100mVpp escala horizontal = ______________ escala vertical = _________________ Responda: É possível medir a diferença do valor de pico entre os sinais de entrada e saída? Se possível. _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof. 1 – Retificador Ativo RETIFICADOR ATIVO. qual é este valor? Explique a pequena deformação observada na forma de onda de saída. Coloque um resistor de carga RL=100Ω (entre a saída e o terra) e repita o item anterior. Com o auxílio do osciloscópio. Desligue a alimentação e altere o circuito montado para o circuito do Detector de Pico Ativo esquematizado na figura 2. destacando as escalas horizontal e vertical. meça simultaneamente os sinais de entrada e saída do circuito e esboce a forma de onda dos dois sinais. DETECTOR DE PICO ATIVO.7 µF -12V Fig. Alceu Ferreira Alves – 2016 página 44 .DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA unesp DETECTOR DE PICO ATIVO 6. 7. DETECTOR DE PICO ATIVO. 2 – Circuito Detector de Pico Ativo 8. +12V entrada 270 Ω 3 2 7 + LM741 - 4 saída 6 + 4. carga 100Ω escala horizontal = ______________ escala vertical = _________________ Responda: O que ocorreu com o sinal de saída alterando-se o resistor de carga ? É possível evitar-se o efeito da carga em circuito deste tipo ? Como ? _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof.5Vp. observando os mesmos cuidados do item 2. Energize o circuito e aplique na entrada uma tensão senoidal de 1KHz com amplitude de 1. sem carga escala horizontal = ______________ escala vertical = _________________ 9. Alceu Ferreira Alves – 2016 página 45 . 3 – Circuito Limitador Positivo Ativo 12. Desligue a alimentação e altere o circuito montado para o circuito do Limitador Positivo Ativo esquematizado na figura 3. com carga escala horizontal = ______________ escala vertical = _________________ _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof. Energize o circuito e ajuste o gerador de sinais para uma forma de onda senoidal de 1KHz com amplitude de 4Vp e Vref = 1V. Ligue à saída uma carga de 47kΩ e explique o que ocorre no sinal de saída. obtida de PS-1.DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA unesp LIMITADOR POSITIVO ATIVO 10. 14. Com o auxílio do osciloscópio. Altere Vref para 2V e observe o novo valor de limitação de tensão de saída. destacando as escalas horizontal e vertical. meça simultaneamente os sinais de entrada e saída do circuito e esboce a forma de onda dos dois sinais. 11. LIMITADOR POSITIVO ATIVO. 13. sem carga escala horizontal = ______________ escala vertical = _________________ LIMITADOR POSITIVO ATIVO. entrada 100k Ω saída +12V 2 - 7 LM741 Vref 3 PS-1 + 6 4 -12V Fig. Observe os mesmos cuidados do item 2. unesp DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA GRAMPEADOR POSITIVO ATIVO 15. destacando as escalas horizontal e vertical. meça simultaneamente os sinais de entrada e saída do circuito e esboce a forma de onda dos dois sinais. 16. 19. Desligue a alimentação e altere o circuito montado para o circuito do Grampeador Positivo Ativo esquematizado na figura 4. saída no pino 6 do CI escala horizontal = ______________ escala vertical = _________________ _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof. 4 – Circuito Grampeador Positivo Ativo 17. 18. (off-set zero) entrada + +12V 4. Com o osciloscópio observe o sinal de saída do amp-op (diretamente no pino 6 do CI). Alceu Ferreira Alves – 2016 página 46 . Energize o circuito e ajuste o gerador de sinais para uma forma de onda senoidal de 1KHz com amplitude de 2Vp.7 µF 2 7 LM741 3 + 6 saída 4 -12V Fig. sem carga escala horizontal = ______________ escala vertical = _________________ GRAMPEADOR POSITIVO ATIVO. GRAMPEADOR POSITIVO ATIVO. Com o auxílio do osciloscópio. observe o que ocorre e explique. observe os mesmos cuidados do item 2. Esboce esta forma de onda e explique-a. Coloque um resistor de 47kΩ como carga. o aluno deverá ser capaz de: 1.DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA unesp CIRCUITOS COMPARADORES 1. a saída será baixa. observe os seguintes cuidados: a) Encaixe cuidadosamente o CI no protoboard e se necessário retirá-lo.0 PROCEDIMENTO COMPARADOR DE ALIMENTAÇÃO SIMPLES 1. a qual produz um efeito de gerar dois pontos de desengate. O capacitor de compensação do Amp-Op é a causa da taxa de inclinação e. O Disparador Schmitt (Schmitt Trigger) é utilizado quando o ambiente contiver ruído que possa alterar a saída para uma entrada próxima de um ponto de desengate. quando a entrada não-inversora for menor que a entrada inversora. c) O sinal de entrada será aplicado a partir do gerador de sinais usando-se o cabo BNC-jacaré. faça com atenção para não entortar ou danificar seus terminais. Determinar a taxa de inclinação (slew rate) de um Amp-Op. b) Não se esqueça de ligar a alimentação do CI. Quando a tensão não-inversora for maior que a tensão inversora. o comparador produzirá uma tensão de saída alta. _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof. ou seja. permitindo ao projetista definir a compliance desejada. Normalmente uma das tensões é a tensão de referência ou limiar. 3. deixando para energizar a MB-U apenas quando tiver terminado a montagem e conferido todas as ligações. 2. existem CI's otimizados para serem comparadores. ocorrerá uma mudança de estado na saída. A diferença entre os dois pontos de desengate é chamada de histerese. A tensão de referência é conhecida como ponto de desengate. ou vice-versa). 3. já que a taxa de inclinação (SlewRate) limita a taxa de variação da tensão de saída. 2. Entender como funciona o Disparador Schmitt (Schmitt Trigger) e a obtenção da histerese na curva de transferência.0 OBJETIVOS Após completar estas atividades de laboratório. para tanto. O Schmitt Trigger é um comparador que utiliza a realimentação positiva. um superior e outro inferior. é o valor da tensão de entrada para o qual a saída muda de estado (de baixo para alto. Uma limitação do Amp-Op quando usado como comparador é a rapidez. Uma maneira de se minimizar o problema é usar um Amp-Op com um melhor slew rate. 2. enquanto que um comparador de janela (ou também chamado detector de limite terminal duplo) detecta quando a tensão de entrada situa-se entre dois limites. Monte o circuito do Comparador esquematizado na figura 1 utilizando-se do Amp-Op 741 e. Coloque a placa EB-98 nas guias do bastidor e encaixe o conector. onde o capacitor de compensação foi eliminado e o estágio de saída é geralmente em coletor aberto. Alceu Ferreira Alves – 2016 página 47 . Um comparador é um circuito com duas tensões de entrada (não-inversora e inversora) e uma tensão de saída. Entender o funcionamento de um simples comparador e de um comparador de janela. Tudo o que se precisa é uma resposta do tipo sim/não. Um comparador comum indica quando a tensão de entrada excede um certo limite ou limiar. pois toda vez que o sinal a ser comparado passar por este valor. por isso.0 DISCUSSÃO Frequentemente necessita-se comparar uma tensão com outra para saber qual delas é maior. meça simultaneamente os sinais de entrada e saída. 1 – Comparador de Alimentação Simples 3.unesp DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA +12V entrada +12V 100Ω 3 7 + LM741 2 _ 4 100k Ω saída 6 Vref 100k Ω Fig. Esboce as formas de onda na Figura 3. Tensão de Desengate = _______________ escala vertical (ch1) ____________ escala vertical (ch2) _____________ escala horizontal ______________ Fig. 4.: Como o circuito tem alimentação simples. 2 – Tensões de alimentação e de referência 5. 6. Calcule a tensão de referência teórica e anote na tabela abaixo. Aplique na entrada um sinal triangular com f=100Hz e com amplitude suficiente para observar o funcionamento do comparador. Energize o circuito. 3 – Funcionamento do comparador simples _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof. +12V Vref (teórico) Vref (prático) Fig. Anote também o valor da tensão de alimentação e o valor prático encontrado para a tensão de referência. Verifique e anote o valor da tensão de desengate. Com o osciloscópio. Alceu Ferreira Alves – 2016 página 48 . Obs. destacando as escalas horizontal e vertical. o sinal de entrada deve ser todo positivo. DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA unesp 7. off-set de 6V. 5 – Tensões de desengate teóricas e práticas 13. SR = _______________ V / µs COMPARADOR DE JANELA 9. 11. Calcule e anote o valor do slew rate no sinal de saída. meça simultaneamente os sinais de entrada e saída do circuito e esboce a forma de onda dos dois sinais na Figura 6. Determine os pontos de desengate inferior e superior medidos e anote-os. Altere a entrada para uma onda quadrada de 10 kHz com amplitude de 6Vp. Calcule os valores teóricos esperados e compares com os valores medidos. 12. Expanda ao máximo as escalas do osciloscópio com o objetivo de medir a inclinação de subida. Diminua a amplitude da onda triangular e compare com o sinal de saída. Desligue a alimentação e altere o circuito montado para o circuito do Comparador de Janela esquematizado na figura 4. off-set zero. 8. destacando as escalas horizontal e vertical. Energize o circuito e ajuste o gerador de sinais para uma forma de onda triangular de 200Hz com amplitude de 10Vp. +12V 51k Ω 100k Ω +12V D1 entrada D2 3 7 + LM741 2 - 6 saída 4 -12V +12V 100k Ω 33k Ω Fig. Com o auxílio do osciloscópio. 4 – Comparador de Janela 10. UTP (teórico) LTP (teórico) UTP (prático) LTP (prático) Fig. Observe os mesmos cuidados de montagem do item 2. Alceu Ferreira Alves – 2016 página 49 . _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof. Observe que agora a alimentação é simétrica. Energize o circuito e ajuste o gerador de sinais para uma forma de onda triangular de 200Hz com amplitude de 20Vp-p. 17. Observe os mesmos cuidados do item 2. destacando as escalas horizontal e vertical. +12V entrada 100 Ω 2 3 7 + 6 saída 4 -12V Vref 100k Ω 33kΩ Fig. Alceu Ferreira Alves – 2016 página 50 . 6 – Funcionamento do Comparador de Janela Responda: O que ocorreu com o sinal de saída alterando-se a amplitude do sinal de entrada ? Observando apenas o sinal de saída. 15. Com o osciloscópio. 7 – Schmitt Trigger 16.unesp DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA COMPARADOR DE JANELA escala vertical (CH1) = ______________ escala vertical (CH2) = ______________ escala horizontal = ________________ Fig. que pode ser aferido sobre o sinal de entrada ? DISPARADOR SCHMITT TRIGGER 14. _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof. meça simultaneamente os sinais de entrada e saída do circuito e esboce a forma de onda dos dois sinais. Desligue a alimentação e altere o circuito montado para o circuito do Schmitt Trigger esquematizado na figura 7. off-set zero. Mude o modo do osciloscópio para X-Y e esboce a figura observada na tela. modo XY escala vertical (ch1) ____________________ escala vertical (Y) ____________________ escala vertical (ch2) ____________________ escala horizontal (X) ___________________ escala horizontal __________________ Responda: Que figura aparece quando colocamos no modo X-Y nos dois casos? Há diferença entre elas? O que ocorre com o sinal de saída quando acrescentamos o resistor ? Por que ? Obs. _____________________________________________________________________________________________________ Laboratório de Eletrônica II – Prof.: Faça os cálculos dos valores teóricos de UTP e LTP para o Schmitt Trigger para poder analisar os resultados práticos encontrados.unesp DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA 18. Schmitt Trigger Schmitt Trigger . Alceu Ferreira Alves – 2016 página 51 . 19. Repita os itens 16 e 17. Acrescente um resistor de 51kΩ entre a fonte de +12 V e o pino 3 do Amp-Op. Meça os valores de tensão de saturação positiva e negativa e utilize-os para justificar diferenças entre os valores práticos e teóricos.