AP 1 Eletronica Analogica - Jhordan Lord

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CENTRO UNIVERSITÁRIO INTERNACIONAL UNINTER
ESCOLA SUPERIOR POLITÉCNICA
BACHARELADO EM ENGENHARIA DA COMPUTAÇÃO
DISCIPLINA DE ELETRôNICA ANALóGICA
 ATIVIDADE PRáTICA
CIRCUITOS retificadores e amplificadores 
transistorizados
 
aluno: Jhordan SAntos padilha lord
professor: VIVIANA R. ZURRO
Canoas-rs
2020
SUMÁRIO
RESUMO	3
1	INTRODUCAO	4
2 retificadores	5
2.1 RETIFICADOR DE meia onda	6
2.2 RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA...........................................................................................10
2.3 Circuito CeiFADOR DE UM NÍVEL..............................................................................................
3 AMPLIFICADORES TRANSISTORISADOS................................................
3	resultados E discussão	9
4	CONCLUSão	11
5	REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS	11
2
 
 RESUMO 
 A presente tarefa tem como objetivo a compreensão do funcionamento dos circuitos retificadores e amplificadores de sinal, o trabalho está dividido em duas partes.
 
Palavras-chave: retificadores, diodos, amplificadores, transistores, sinal, frequência.
1. INTRODUção
 O silício e o germânio são utilizados para a fabricação de componentes eletrônicos como por exemplo, os transistores, diodos semicondutores, microprocessadores, chips, nano circuitos, LEDs, entre outros produtos tecnológicos presentes em praticamente todos os eletroeletrônicos que utilizamos hoje.
 Quando olhamos para um equipamento sofisticado, não temos noção de quanto pessoas trabalharam duro para moldar a característica dessa experiência, e é nisso que os componentes eletrônicos no auxiliam, a associação deles nos permitem os resultados que quisermos. Através deles nó podemos compor vários tipos de circuitos. E dentre tantos, alguns serão apresentados nesta atividade, basicamente dois tipos de circuitos, os retificadores e os Amplificadores Transistorizados. 
 retificadores
Circuitos retificadores tem ampla aplicação, basicamente a maiorias delas, em fontes de tensão para converter a corrente alternada (AC) em corrente contínua (DC). Seu principal componente é o diodo, que tem um funcionamento básico, permitir que a corrente flua em um único sentido os diodos possuem polaridade, portanto a passagem de corrente será de acordo com a sua polaridade no circuito. Ou seja, caso o diodo seja polarizado corretamente, ele irá permitir a passagem de corrente, porém, caso ele seja polarizado inversamente, ele atuará abrindo o circuito. Por possuírem essa característica, é possível utilizar os diodos como retificadores de sinal, transformando corrente alternada em corrente contínua pulsante. Esse tipo de circuito recebe o nome de circuito retificador de meia onda, quando possui apenas um diodo; circuito retificador de onda completa, quando possui dois diodos.
2.1 Retificador de meia onda
Este experimento consiste em verificar o funcionamento de um circuito retificador de meia onda. Verificar os sinais de entrada e saída e traçar a curva de transferência do circuito.
Figura 1: Retificador de meia onda.
Neste experimento são usados os seguintes materiais:
· 1 Protoboard
· 1 Transformador
· 1 Osciloscópio
· 1 Diodo 1N400X
· 1 Resistor de 1KΩ
· 1 Fonte Ajustável
1 
2 
1. 
1. 
2. 
 O primeiro passo consiste na montagem do circuito na protoboard, utilizando os componentes descritos acima, após o circuito é conectado no transformador variável (Fig.2). A tabela 1 apresenta os resultados da aplicação de tensão em Vi e Vo.
 Figura 2: circuito retificador de meia onda montado
 Nas imagens a seguir vamos observar o comportamento da meia onda na entrada Vi e na saída Vo utilizando o osciloscópio (Fig.3).
Figura 3: entrada e saída de meia onda.
 Reparem pelo osciloscópio que a parte positiva da onda anula a parte negativa. A tabela a seguir exibe os resultados da tensão pico a pico e a frequência na entrada e saída.
Tabela 1: resultado das medições
	Parâmetro 
	Vi
	Vo
	Tensão pico a pico (V)
	39,9
	19,8
	Frequência (Hz)
	59,9
	59,9
 Observe que a tensão de saída é a metade do valor da entrada.
 A tabela 2 do circuito apresenta a variação para cada tensão solicitada na experiência através do transformador regulável e o Gráfico com a curva de transferência.
 
 Tabela 2: variação de tensão.
	Vi [V]
	Vo [V]
	-10
	0
	-8
	0
	-6
	0
	-4
	0
	-2
	0
	0
	0,50
	2
	1,47
	4
	3,35
	6
	5,40
	8
	8,10
	10
	9,34
 Para traçar a curva de transferência temos que utilizar valores de tensão 
negativos, para que vejamos o comportamento do circuito para valores negativos de 
tensão e também os valores positivos. Para circuitos ideais essa curva de 
transferência funciona da seguinte maneira; em tensões negativas o circuito não tem 
tensão em Vo e em tensões positivas a tensão em Vo deve ser a mesma da tensão 
de entrada. Mas como se trata de medições do circuito real, o diodo causa uma 
pequena queda de tensão, que depende do diodo, mas para diodos de silício é de 
0,7V.
 
 Gráfico 1: curva de transferência.
 
2.2 Retificador de onda completa.
 
 Diferente do retificador de meia onda, onde o pulso anula a parte negativa, o objetivo no de onda completa é tornar essa frequência contínua e constante eliminando a parte negativa. 
Figura 4: retificador de onda completa.
Neste experimento são usados os seguintes materiais:
· 1 Protoboard
· 1 Transformador
· 1 Osciloscópio
· 2 Diodos 1N400X
· 1 Resistor de 1KΩ
 No passo a seguir o circuito é montado no protoboard para as medidas de referência apresentadas na imagem abaixo:
Figura 5: retificador de ondas completa.
Tabela 3: Sinais de entrada e saída de um retificador de onda completa.
	Parâmetro 
	Vi
	Vo
	Tensão pico a pico (V)
	40,2
	20,1
	Frequência (Hz)
	59,9
	119,9
Abaixo no osciloscópio, podemos observar que o sinal na saída é constante. 
Figura 6: curva de onda completa
 Tabela 4: variação de tensão.
	Vi [V]
	Vo [V]
	-10
	9,34
	-8
	7,35
	-6
	5,33
	-4
	3,4
	-2
	1,32
	0
	0,50
	2
	1,47
	4
	3,35
	6
	5,40
	8
	8,10
	10
	9,32
 Veja bem como se comporta a onda na saída, a frequência dobra, isso acontece porque, ao contrário do retificador de meia onda, estes não apenas cancelam a parte negativa da onda como também a projetam para a parte positiva do gráfico, assim a frequência de saída é duas vezes maior que a de entrada. Desse modo, o sinal de saída possui um valor resultante médio igual ao dobro do retificador de meia onda: 0,7 tensão máxima.
 Gráfico 2: curva de transferência.
2.3 Circuito ceifador de um nível
Circuitos ceifadores são responsáveis por tirar uma parte do sinal de tensão acima ou abaixo de um nível especificado, sua existência não se restringe apenas a formação de um sinal e sim para proteger o circuito de outros sinais, por isso o nome, ceifador.
 Figura 7: ceifador de um nível
 A próxima experiência é a do ceifador de um nível, na protoboard com circuito montado ficou como na figura 8 a seguir.
Neste experimento são usados os seguintes materiais:
· 1 Protoboard
· 1 Transformador
· 1 Osciloscópio
· 1 Diodo 1N4148
· 1 Resistor de 1KΩ
· 1 Fonte Ajustável
 Figura 8: circuito ceifador de um nível.
 Utilizando o osciloscópio, podemos verificar as formas das ondas de entrada e também a onda gerada pelo ceifador. Isso pode ser observado abaixo, onde o CH1 (amarelo) representa a onda de entrada e CH2 (verde) representa a onda gerada pelo ceifador.
Figura 9: curva de onda ceifadora.
 Conforme o solicitado, a tensão na fonte variável deve ser ajustadapara o terceiro número da RU (2864310), equivalente a 6V. 
 
 Tabela 4: variação de tensão.
	Vi [V]
	Vo [V]
	-10
	6
	-8
	6
	-6
	6
	-4
	6
	-2
	6
	0
	6
	2
	6
	4
	6
	6
	6
	8
	8
	10
	10
 Observando bem os dados do circuito ceifador, veja que ele apresenta um comportamento diferente dos outros circuitos, pois trabalha eliminado todo o sinal menor que o estabelecido de 6V, isso fica evidente na figura 9 e na tabela 4. Abaixo do sinal verde é possível ver uma linha azul contínua, o espaço entre elas é a diferença da tensão de 6V. Na tabela 5, com a tensão pico a pico também é possível notar essa diferença, no ceifador a tensão Vo vai sempre ser metade de Vi menos a diferença da tensão aplicada de 6V sobre o circuito..
Tabela 5: entradas e saídas do sinal.
	Parâmetro 
	Vi
	Vo
	Tensão pico a pico (V)
	42
	16,2
	Frequência (Hz)
	60
	60
 
 Gráfico 3: curva de transferência ceifador.
 
3 AMPLIFICADORES TRANSISTORIZADOS
 O circuito amplificador tem como objetivo ampliar a potência do sinal emitido, aumentando a tensão e alimentando a saída do mesmo com a corrente. Normalmente um circuito transistorizado é composto por mais de um transistor. 
 Os transistores são divididos em três partes uma parte positiva entre duas negativas (NPN) ou o contrário, uma parte negativa entre duas positivas (PNP). Essas três partes consistem em emissor (que emite elétrons), coletor (que coleta elétrons) e base (que regula a passagem de tais elétrons entre emissor e coletor). Podem operar basicamente como amplificadores de sinais. Como o próprio nome já diz, são capazes de amplificar um sinal de baixa amplitude, o que é muito utilizado em sistemas de som e amplificação de sinais captados de sensores, transdutores, entre outros. Ele também pode ser utilizado como chave, podemos por exemplo acionar cargas de potência maior que um sinal vindo de um microcontrolador, além de aplicá-los em circuitos de alta frequência (ligando e desligando muito rapidamente), técnica usada em circuitos PWM (Pulse With Modulation – Modulação por Largura de Pulso). 
3.1 Polarização de um Transistor
 Para se obter uma aplicação analógica dentro de um circuito transistorizado é necessário antes o polarizá-lo, ou seja, escolher um ponto de trabalho.
 Esta experiência consiste em montar o circuito proposto na protoboard e aplicar uma tensão que será ampliada no circuito a seguir:
· 1 Protoboard
· 1 Transformador
· 1 Osciloscópio
· 1 Transistor BC337
· Resistores calculados no projeto
· 1 Fonte Ajustável
Figura 10: polarização do transistor.
Conforme o proposto, considerando uma fonte de tensão de 15V o ganho de tensão será igual ao - 4º número do meu RU (2864310), ou seja, 4V.
 
 
Vce= Vcc/2 Vce=15/2= 7,5V
Av= -Rc/Re -4= -Rc/1kΩ= 4 kΩ → adotamos então 2,2k+2 x 1k= 4,2kΩ
 
Sendo: 
Vcc= Ic x Rc + Vce + Ie x Re 
15V= Ic x (4,2k + 1k) + 7,5V
Ic= (15V - 7,5V) / (5,2k) = 1,44mA
Ve= Re x Ie= 1k x 1,44mA= 1,44V
Vb= Vbe + Ve= 0,7 + 1,44= 2,14V
Por divisor de tensão:
Vb= (R2 x Vcc) / (R1 + R2) R1= (R2 x Vcc + R2 x Vb) / Vb
R1=(10 x 15 + 10 x 2,14) / 2,14= 80,1 kΩ→adotamos 68k+10k+2,2k=
80,2kΩ
VR1= (R1 x Vcc) / (R1+R2)
VR1= (80,2k x 15) / (80,2k+10k) = 13,34V
Teorema de Thevenin
Vth= Vb Vth= 2,14V
Rth= R1 x R2 / R1+R2 Rth= 80,2 x 10k / 80,2+10k
Rth= 8,89kΩ
Ib= (Vth-Vbe) / Rth+(β+1) x Re
Ib= (2,14 – 0,7) / 8,89k+(250+1) x 1k
Ib= 0,16mA
Ie= β x Ib= 250 x 0,00016A= 39 mA
Vc= Ic x Rc= 1,44mA x 4,2k= 6,05V
Após os cálculos efetuados, já sabemos como o circuito deve se comportar 
quando estiver em operação, desta forma podemos montar o circuito no protoboard e 
medir os valores que podem ser comparados. Na tabela ficam registrados os 
valores calculados e medidos.
Figura 11: polarização.
 Figura 12: tensão de entrada.
 
 Tabela 6: Valores. 
	Valores
	Calculados
	Medidos
	Vce (V)
	7,5
	8,76
	Vbe (V)
	0,7
	0,66
	Ic (mA)
	1,44
	1,43
	Ib (mA)
	0,16
	1,40
	Ie (mA)
	39
	40
Podemos notar que existe algumas variações entre os valores calculados e o s 
medidos, isso se dá devido as tolerâncias dos componentes, durante o processo de 
fabricação. É muito difícil que se consiga um valor exato para os componentes. 
Também ocorrem alterações devido a pequenas variações de tensão da rede.
3.2 O Transistor como amplificador
 Agora utilizaremos o circuito que acabamos de montar e calcular a polarização, para que seja usado como amplificador. Para isso utilizaremos um gerador de sinal 
conectado a saída de áudio do computador. 
Figura 13: circuito do amplificador.
Na f igura 11 est á o circuito do amplificador, podemos notar que há 2 capacitores 
de 10 . E stes capacitores são utilizados como f iltro. O capacitor C1 é necessário 
para que o sinal de contínua de polarização da etapa anterior não tire o amplificador 
do seu p onto de operação. O capacitor C2 na saída serve para que o sinal de contínua 
de po larização desta e tapa não apareça na etapa p osterior. Os dois ca pacitores 
bloqueiam a tensão contínua, mas deixam passar o sinal a ser amplificado . 
Esclarecida esta parte, p odemos partir para o protoboard e realizar os testes com 
o circuito montado de acordo com o esquema mostrado na figura 2. Abaixo vemos o 
circuito montado no protoboard.
Figura 14: circuito amplificador.
Na tab ela abaixo vemo s como o amplificador se comporta comparando o s 
valores calculados e os valores med idos. Percebe-se uma pequena diferença, i sso 
acontece p or que a situação real pode ter perdas, e os componentes tem tolerâncias 
que podem provocar esta pequena diferença. 
 Tabela 7: valores de amplificação.
	
	
	-4,2
	3,9
Figura 15: ondas de entrada e saída para ganho negativo.
Para este circuito, variamo s o valor de tensão na entrada, e podemos observar 
que na saída temos praticamente 4 vezes o valor da entrada para valores pe quenos, 
até 2,3V, como observamos no gráfico da figura 16. .
	Vi [V]
	Vo [V]
	0
	0
	0,5
	2
	1,13
	4,3
	1,5
	6,03
	2,01
	7,84
	10
	12
Gráfico 4: resposta do amplificador.
Resposta em Frequência
O teste de resposta em frequência é de fundamental importância para todos os 
sistemas que trabalham qualquer tipo de sinal. Neste teste será possível constatar a 
faixa de frequências na qual o circuito responde corretamente. Desta forma é possível 
saber que tipo de sinal o amplificador vai poder amplificar (áudio, vídeo, sinais 
biológicos, temperatura, pressão, etc.). Este teste serve para verificar o desempenho 
de circuitos, equipamentos, sistemas e componentes eletrônicos e elétricos em 
relação a sinais compostos por harmônicos de várias frequências. 
Abaixo e acima de determinadas frequências ch amadas frequências de corte a 
potência do sina l de saída cai abaixo da metade da potência que o mesmo tem entre 
as duas frequências (banda passante). Todo sinal cu ja frequência seja inferior à 
frequência de corte inferior fL (L de Low) será rejeitado, e todo cuja f requência seja 
superior à frequência de corte superior fH (H de High) será rejeitado também. 
 
No te ste de resposta em frequência, a s f requências de corte são aquelas para 
as quais o ganho (neste ca so ganho de tensão) é igual a 70% do ganho n a banda 
passante. 
O circuito é o mesmo da experiência anterior, mas agora vamosajustar o gerador 
de sinais para fornecer um sinal senoidal de 1V de tensão de pico a pico (ap roximado). 
Para o teste a frequência do sinal deverá variar entre 1Hz e 20kHz. Para cada valor 
de frequência se ra medido um valor de tensão que está registrado na tabela 3 . Não 
será possível verificar a frequência de corte superior devido a limitações do gerador. 
A partir dos dados da tabela, um gráfico pode ser construído para entende r 
visualmente como funciona o corte do sinal
CONCLUSÃO: 
Circuitos retificadores e transistores tem como objetivo não apenas reduzir a tem são na corrente , mas também criar uma comunicação mútua com os circuitos.
Curva de transferência de meia onda
-10	-8	-6	-4	-2	1.22	2.08	4	6.06	8.6	10.41	0	0	0	0	0	0.7	1.47	3.35	5.4	8.1	9.84	Vi [V]
Vo [V]
Curva de Transferência Ceifador
y	Vo	-10	-8	-6	-4	-2	0	2	4	6	8	10	6	6	6	6	6	6	6	6	6	8	10	Vi
Vo