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EaD-Lab2020-multisim 1 Eletrônica Analógica Prof. Eng. Viviana R. Zurro MSc. Atividade Prática 1. OBJETIVO Entender o funcionamento dos circuitos não lineares utilizando diodos. Trabalhar com retificadores de meio onda e de onda completa. Projetar e testar uma etapa de um amplificador transistorizado. 2. MATERIAL UTILIZADO Esta atividade poderá ser realizada usando o simulador Multisim devido a que alguns alunos ainda não receberam os kits. Para os alunos que tem os kits, poderão realizar as atividades usando o material descrito na tabela a seguir. Componentes Quantidade Material Utilizado Kit 1 Transformador Boole 4 Diodos 1N4007 Boole 1 Amplificador operacional UA741 (LM741) Boole - Resistores de vários valores Edison 1 Kit Cabos Rígidos Edison 1 Terminal Parafuso 3P Edison 1 Cabo Flexível Azul Edison 1 Cabo Flex. Amarelo Edison Equipamentos / Ferramentas Quantidade Descrição Kit 1 Osciloscópio / Analisador Lógico Boole 1 Multímetro Edison 1 Gerador de Funções Boole 1 Fonte Ajustável Edison 1 Protoboard Edison Link para acesso ao simulador: www.multisim.com http://www.multisim.com/ EaD-Lab2020-multisim 2 Eletrônica Analógica Prof. Eng. Viviana R. Zurro MSc. Termo de responsabilidade (Disclaimer): São de total responsabilidade do aluno os danos que os equipamentos e os componentes possam vir a sofrer devido a uso inadequado dos mesmos. Todos os materiais disponibilizados tais como manuais, vídeos e apostilas com as explicações acerca do uso dos dispositivos deverão ser vistos e estudados na sua totalidade antes de ligar os mesmos para evitar danos aos equipamentos e aos usuários. Diagrama de pinos do amplificador operacional Os alunos que tiverem os kits Thomas Edison (fonte ajustável) e/ou George Boole (gerador de funções) na caixa de papelão deverão montar o gerador de funções e a fonte ajustável como indicado na Aula 11 Linha 2. Os alunos que tiverem Thomas Edison (fonte ajustável) e/ou George Boole (gerador de funções) na caixa de plástico deverão usar o gerador de funções e a fonte ajustável como indicado na Aula 14. EaD-Lab2020-multisim 3 Eletrônica Analógica Prof. Eng. Viviana R. Zurro MSc. 3. INTRODUÇÃO Diodos A tensão de alimentação dos circuitos eletrônicos deve ser contínua e estável. Mas a tensão fornecida pela rede elétrica é senoidal, bipolar (tem semiciclos positivo e negativo) e a tensão de pico da onda é muito alta. O valor da tensão de pico deve ser abaixado (transformador), ela tem que ser convertida num sinal inteiramente positivo (retificador) e transformada numa tensão contínua (circuito do regulador). Os circuitos retificadores utilizam diodos para retificar o sinal alternado anulando o semiciclo negativo (retificador de meia onda), ou tornando positivo o semiciclo negativo (retificador de onda completa) para posteriormente ser convertido em contínua por um circuito adequado para essa função. Amplificadores operacionais O amplificador operacional leva esse nome devido a que é capaz de realizar operações matemáticas com o sinal de entrada, ele pode ser: Multiplicador por uma constante (inversor ou não inversor), Somador, Subtrator (diferencial), Separador entre etapas (seguidor), Conversor corrente – tensão, Conversor tensão – corrente, Derivador (diferenciador), Integrador e outras aplicações não lineares. 4. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS Calibrar as pontas do osciloscópio como indicado no documento anexo Calibração pontas.pdf (quem estiver usando o simulador não precisa executar a calibração). Incluir fotos de todos os circuitos montados ou prints da tela do simulador. EaD-Lab2020-multisim 4 Eletrônica Analógica Prof. Eng. Viviana R. Zurro MSc. EXPERIÊNCIA 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. O circuito a ser montado é o seguinte*: Figura 1: Retificador de meia onda (simulador multisim). *Montagem em Protoboard No circuito da Figura 1 o gerador RedeAC representa a rede elétrica. Neste caso a montagem será feita como indica a imagem a seguir (com o transformador ligado na tomada): EaD-Lab2020-multisim 5 Eletrônica Analógica Prof. Eng. Viviana R. Zurro MSc. Métodos 1. Monte o circuito no simulador seguindo o esquema mostrado na Figura 1. 2. Na aba Grapher verifique as formas de onda dos dois canais e preencha a Tabela 1. Para realizar esta medição use os cursores horizontais (Type Y Axis). Tabela 1: Sinais de entrada e saída de um retificador de meia onda. Parâmetro 𝒗𝒊 𝒗𝒐 Tensão pico a pico [V] Frequência [Hz] 3. Desenhe as formas de onda de entrada e saída ou coloque uma imagem da tela. Explique o resultado e justifique a forma de onda de saída. Curva de transferência 4. Na aba Grapher selecione cursores verticais (Type X Axis) e escolha o cursor 1 para o sinal de entrada 𝑣𝑖 e o cursor 2 para o sinal de saída 𝑣𝑜. 5. Coloque os cursores superpostos e preencha a Tabela 2 com os valores indicados no rodapé da imagem. Figura 2: Medição de valores para traçar a curva de transferência. EaD-Lab2020-multisim 6 Eletrônica Analógica Prof. Eng. Viviana R. Zurro MSc. Tabela 2: Curva de transferência de um retificador de meia onda. 𝒗𝒊 (valores exemplo) 𝒗𝒐 -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 6. Com os dados da tabela monte o gráfico da curva de transferência. EaD-Lab2020-multisim 7 Eletrônica Analógica Prof. Eng. Viviana R. Zurro MSc. EXPERIÊNCIA 2: Ceifador em dois níveis Figura 3: Ceifador em dois níveis. Métodos 1. Monte o circuito no simulador seguindo o esquema mostrado na Figura 3. 2. Tensões das fontes de contínua: a. A tensão da fonte 𝑉1 será igual ao menor número do seu RU, se o menor número for igual a 0 adotar o número seguinte. Exemplo RU: 1234567 RU1 RU2 RU3 RU4 RU5 RU6 RU7 1 2 3 4 5 6 7 𝑉1 = 1𝑉 Exemplo RU: 2057983 RU1 RU2 RU3 RU4 RU5 RU6 RU7 2 0 5 7 9 8 3 𝑉1 = 2𝑉 b. A tensão da fonte 𝑉2 será igual ao maior número do seu RU. Exemplo RU: 1234567 RU1 RU2 RU3 RU4 RU5 RU6 RU7 1 2 3 4 5 6 7 𝑉2 = 7𝑉 3. Na aba Grapher verifique as formas de onda dos dois canais e preencha a Tabela 3. Para realizar esta medição use os cursores horizontais (Type Y Axis). EaD-Lab2020-multisim 8 Eletrônica Analógica Prof. Eng. Viviana R. Zurro MSc. Tabela 3: Sinais de entrada e saída de um retificador de meia onda. Parâmetro 𝒗𝒊 𝒗𝒐 Tensão pico a pico [V] Frequência [Hz] 4. Desenhe as formas de onda de entrada e saída ou coloque uma imagem da tela. Explique o resultado e justifique a forma de onda de saída. Curva de transferência 5. Na aba Grapher selecione cursores verticais (Type X Axis) e escolha o cursor 1 para o sinal de entrada 𝑣𝑖 e o cursor 2 para o sinal de saída 𝑣𝑜. 6. Coloque os cursores superpostos como indicado na Figura 2 e preencha a Tabela 4 com os valores indicados no rodapé da imagem. Tabela 4: Curva de transferência de um ceifador em dois níveis. 𝒗𝒊 (valores exemplo) 𝒗𝒐 -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 7. Com os dados da tabela monte o gráfico da curva de transferência. EaD-Lab2020-multisim 9 Eletrônica Analógica Prof. Eng. Viviana R. Zurro MSc. EXPERIÊNCIA 3: Amplificador somador Figura 4: Amplificador somador. Métodos RU1 RU2 RU3 RU4 RU5 RU6 RU7 2 0 5 7 9 8 3 1. Calcular 𝑅𝑥 para que todas as entradas tenham um ganho 𝐴𝑉 = −3. Coloque TODOS os cálculos no relatório. 2. Para cada um dos sinais de entrada adote sinais senoidais com os seguintes valores de pico com as frequências indicadas na Figura 4:a. 𝑣𝑖1 = 𝑅𝑈2 10 𝑉, 𝑓 = 10𝑘𝐻𝑧, se 𝑅𝑈2 = 0 adotar 𝑣𝑖1 = 0,2 𝑉 b. 𝑣𝑖2 = 𝑅𝑈5 10 𝑉, 𝑓 = 5𝑘𝐻𝑧, se 𝑅𝑈5 = 0 adotar 𝑣𝑖2 = 0,5 𝑉 c. 𝑣𝑖3 = 𝑅𝑈4 10 𝑉, 𝑓 = 1𝑘𝐻𝑧, se 𝑅𝑈4 = 0 adotar 𝑣𝑖3 = 0,4 𝑉 3. Desenhe as formas de onda de entrada e saída ou coloque uma imagem da tela. Explique o resultado e justifique a forma de onda de saída.
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