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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO PRÓ-REITORIA DE GRADUAÇÃO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIAS BACHARELADO EM ENGENHARIA ELÉTRICA EDNARDO ÉDSON LUCENA E LIMA ANÁLISE E SIMULAÇÃO DE UM OSCILADOR EM PONTE DE WIEN CARAÚBAS - RN 2022 EDNARDO ÉDSON LUCENA E LIMA ANÁLISE E SIMULAÇÃO DE UM OSCILADOR EM PONTE DE WIEN Relatório apresentado à disciplina de Laboratório de Circuitos Eletronicos 2 do Curso de Engenharia Elétrica da Universidade Federal Rural do Semi- Árido, campus Caraúbas, como requisito para aprovação na referida disciplina. Docente: Prof. Dr. Francisco De Assis Brito Filho CARAÚBAS - RN 2023 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ......................................................................................... 4 2 REFERENCIAL TEÓRICO .................................................................... 5 3 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL .................................................. 6 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES ............................................................ 7 5 CONCLUSÕES .......................................................................................... 8 5 REFERÊNCIAS ........................................................................................ 9 4 Figuras: 1 – Circuito Oscilador em ponte de Wien 2 – Simulação Transiente do Oscilador em ponte de Wien 5 1 INTRODUÇÃO A simulação de circuitos eletrônicos desempenha um papel crucial no desenvolvimento e na compreensão de dispositivos e sistemas complexos. Aqui será explorado à simulação de um circuito oscilador em ponte de Wien. O oscilador em ponte de Wien é uma ferramenta essencial na engenharia eletrônica, encontrando aplicação em uma variedade de campos, como comunicações, instrumentação de precisão e testes de circuitos. Uma das suas principais características é sua geração de sinais senoidais estáveis e de alta qualidade. Por meio da simulação é possível explorar os detalhes desse oscilador, entender como ele produz sinais senoidais e avaliar sua eficácia em atender aos requisitos de precisão e estabilidade exigidos em várias aplicações. 6 2 REFERENCIAL TEÓRICO O oscilador em ponte de Wien é um circuito eletrônico clássico e amplamente utilizado para a geração de sinais senoidais. Desenvolvido originalmente por Max Wien em 1891 e aprimorado por William Hewlett e David Packard em 1939, este circuito tem sido fundamental em diversas aplicações da engenharia eletrônica, desde a produção de sinais de áudio até a análise de frequência em laboratórios e instrumentação de alta precisão. Segundo Boylestad, as características distintivas do oscilador em ponte de Wien incluem sua capacidade de gerar sinais senoidais com alta estabilidade de frequência e baixa distorção harmônica. Isso o torna uma escolha ideal em situações onde a pureza do sinal é crítica, como em sistemas de áudio de alta fidelidade, geradores de frequência, entre outros. O funcionamento básico do oscilador em ponte de Wien consiste na realimentação do circuito, bem como na utilização de componentes ativos, como amplificadores operacionais. A configuração típica desse circuito consiste em dois ramos de feedback, um com um filtro passa-baixa (geralmente um RC) e o outro com um filtro passa-alta. A frequência de oscilação é determinada pela interação desses dois filtros e pelos ganhos dos amplificadores operacionais. Para garantir a estabilidade do oscilador em ponte de Wien diversos métodos foram desenvolvidos, um deles é a utilização de componentes de alta qualidade e a consideração cuidadosa dos ganhos dos amplificadores operacionais. Além disso, a análise de estabilidade de Barkhausen é frequentemente aplicada para garantir que a condição de fase necessária para a oscilação seja atendida. 7 3 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL A análise de um oscilador em ponte de Wien teve a sua realização por meio de medições e testes de análise transiente de oscilatória, afim de entender seu comportamento e desempenho. Abaixo, descrevemos um procedimento experimental passo a passo para a análise detalhada deste circuito. 3.1 Montagem do circuito no Multisim : A montagem do circuito do oscilador em ponte de Wien não enfrentou nenhum problema, visto que o circuito todo dimensionado já tinha sido concedido, sobrando assim apenas a análise das suas respostas Oscilatórias e Transiente. Figura 1 – Circuito Oscilador em ponte de Wien. 8 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES O procedimento de simulação do oscilador em ponte de Wien demonstrou que o circuito é capaz de gerar um sinal senoidal de alta qualidade, com baixa distorção harmônica, estabilidade de amplitude e resposta rápida. Estes resultados indicam que o oscilador em ponte de Wien é uma escolha adequada para aplicações que requerem a geração precisa de sinais senoidais. Figura 2 – Simulação Transiente do Oscilador em ponte de Wien Um ponto interessante a se ressaltar é o pequeno pico de oscilação no início da simulação, que retrata bem o processo de realimentação de um oscilador. 9 5 CONCLUSÕES A simulação do oscilador em ponte de Wien revelou resultados positivos, indicando que este circuito é uma escolha sólida para a geração de sinais senoidais de alta qualidade em diversas aplicações. A estabilidade do circuito e sua capacidade de manter a amplitude e frequência do sinal gerado são atributos essenciais para garantir um desempenho confiável em aplicações práticas. No entanto, é importante ressaltar que, para manter a precisão da frequência de oscilação, é necessário um controle cuidadoso dos valores dos componentes durante a construção do circuito. 10 6 REFERÊNCIAS Boylestad, Robert L. Dispositivos Eletrônicos / Robert L. Boylestad. - 9. ed. - São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2006. 11 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO 2 REFERENCIAL TEÓRICO 3 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES 5 CONCLUSÕES 6 REFERÊNCIAS
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