Relatório 10 PDFE - Mauricio Hoffman

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Aluno: Mauricio Hoffman
Matrícula: 160138574
Data: 06 de abril de 2022
Universidade de Brasília
Prática de Física dos Dispositivos Eletrônicos
Lab 10 - Diodo: Chave de Sinais
Objetivo
Este experimento tem como objetivos, Introdução ao comportamento do
diodo como uma chave de sinais controlada eletronicamente. Além da obtenção de
uma curva característica de resposta em frequência do circuito de chaveamento
proposto.
Materiais Utilizados
Os materiais utilizados para o experimento foram os seguintes:
- Osciloscópio Digital: Tektronix TBS1062
- fonte DC: Minipa MPL-1303M
- Gerador de funções FeelTech FY3200S
- Diodos N4148
- Capacitores 0,1 uF
- Resistores 470 Ohms
Procedimentos experimentais e dados obtidos:
Primeira parte
1) Monte o circuito da Figura-1. Ajuste a Fonte VDC (Controle) com uma
tensão de +10 ou -10 volts, polarizando o diodo diretamente ou reversamente.
Ajuste o gerador mantendo uma entrada de 2VP-P senoidal, com frequências
variando em décadas de 100Hz até 1MHz. Anote a amplitude de onda na saída em
cada situação e preencha a tabela, calculando a atenuação. Importante: Mantenha a
entrada senoidal sempre em 2VP-P para cada frequência ajustada. Análise: Com os
dados experimentais coletados, obtenha os parâmetros do Modelo de Resposta em
Frequência e plote o Diagrama de Bode, ajustado pelo método dos mínimos
quadrados, para VDC = +10V (Use o Programa: Lab_10.sce). Explique os dados
experimentais obtidos.
Com dados, foi obtida a seguinte tabela:
VDC = +10V VDC = -10V
Frequência
(Hz)
Entrada
(volts p-p)
Saída (volts
p-p)
Atenuação
(dB)
Saída (volts
p-p)
Atenuação
(dB)
100 2,00V(500mV) 34,2mV(5.00m
V)
-35,3 - -∞
1K 2,00V(500m) 286
mV(50.0mV)
-16,9 - -∞
10K 2,00V(500mV) 1,56V(200mV) -2,16 - -∞
100K 2,00V(500mV) 1,96V(500mV) -0,17 - -∞
1M 2,00V(500mV) 1,98V(500mV) -0,09 11,2mV(2.00mV) -45,0
Após analisar os dados experimentais fornecidos, foi prolatado o diagrama de
Bode para VDC = +10v, como pode ser visto abaixo:
Resposta:
O gráfico gerado foi o seguinte:
Segunda Parte
2) Monte o circuito da Figura-2. Ajuste a Fonte VDC (Controle) com tensão de
+10V, polarizando o Diodo-1 reversamente e o Diodo-2 diretamente. Ajuste o
gerador com um sinal senoidal de 2VP-P, em uma frequência de 100kHz. Observe a
amplitude nas duas saídas. Preencha a tabela, calculando a atenuação. Inverta a
tensão VDC de controle para -10V e repita as medidas. Importante: Mantenha a
entrada senoidal sempre em 2VPP. Explique os dados experimentais obtidos.
Com base nos dados dados, foi obtida a seguinte tabela:
VDC
(Controle)
Entrada
(volts p-p)
Saída-1 (volts
p-p)
Atenuação-1
(dB)
Saída-2 (volts
p-p)
Atenuação-2
(dB)
+10V 2,00V(500mV) 10,8mV(2.00mV) -45,3 1,96V(500mV) -0,17
-10V 2,00V(500mV) 1,96V(500mV) -0,17 9,2mV(2.00mV) -46,7
3) SCILAB: Modifique o Programa Lab_10.sce (Figura-1) e calcule o EQM
(Erro Quadrático Médio), entre os pontos experimentais e o modelo ajustado. Faça
conjecturas que justifiquem o valor do EQM obtido.
Resposta:
O gráfico de ajuste de modelo gerado, pode ser visto abaixo:
Já o erro quadrático médio obtido por meio dos cálculos foi de:
EQM =0,0002067
Apesar de se notar que existe um erro quando se traça a curva de H x W, é
um erro relativamente baixo. O erro quadrático médio é de cerca de 0.00002067,
considerando-se assim o modelo adequado.
EC10 - Laboratório 10
i) Simule no LTspice uma Chave de Sinal com dois diodos 1N4148, na
configuração série-paralelo (Veja o Slide-22). Obtenha os Diagramas de Bode nas
duas situações possíveis de comutação. Calcule a relação de atenuação (A[dB])
que compara os dois estados de comutação (LIGADO e DESLIGADO), na
frequência de 1,0 MHz
Resposta:
Os diagramas de bode obtidos foram o seguintes
- Ligado(+10v)
- Desligado(-10v)
já para o cálculo da atenuação, podemos fazer da seguinte forma:
𝐴 = 20𝑙𝑜𝑔10( 0,98910,04 )
𝐴 = 27, 8 𝑑𝑏