Slides_eletronica_analogica (1)

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<p>Circuito CFA com transistores BC547 e BC 557</p><p>Circuito Ponte de Corrente CCII+ e CCII- CMOS</p><p>Circuito Translinear Multiplicador (2 quadrantes)</p><p>Diego Ramon</p><p>Nielison Vasconcelos</p><p>Jessica Pinheiro</p><p>Hítalo Perseu</p><p>Leonardo Silveira</p><p>Kevin Cardenas</p><p>Renan Monção</p><p>Jordan Kalliure</p><p>Clayssa Picanço</p><p>Kevin Guimarães</p><p>Julian Oliveira</p><p>Lucas Feijó</p><p>Lucas Santos</p><p>Circuito CFA com transistores BC547 e BC 557</p><p>Figura 1: transistor BC 547</p><p>Figura 2: transistor BC 557</p><p>Circuito CFA com transistores BC547 e BC 557</p><p>Princípio de Funcionamento do Sistema</p><p>Tanto em um CFA quanto em um AMP-OP, há um desbalanceamento da corrente resultante da aplicação da diferença de tensão na entrada. No caso do amplificador usado ser um CFA, a expressão de ganho de malha fechada é modificada graças a baixa impedância de entrada no terminal inversor.</p><p>If→ 0</p><p>Figura 3: Sistema com realimentação</p><p>Circuito CFA com transistores BC547 e BC 557</p><p>Montagem do Sistema no LTSPICE</p><p>Figura 4</p><p>Circuito CFA com transistores BC547 e BC 557</p><p>O Amplificador usado para fazer a comparação entre as saídas, feito no LTSPICE, o LT1017 é:</p><p>Figura 5: Amplificador LT1017</p><p>Circuito CFA com transistores BC547 e BC 557</p><p>Alimentação do Circuito</p><p>Figura 6: Alimentação do Sistema</p><p>Circuito CFA com transistores BC547 e BC 557</p><p>Simulação e análise do Diagrama de Bode</p><p>A parte verde do gráfico é a saída do CFA, e parte azul é a saída do amp-op.</p><p>Figura 7: Diagrama de Bode do Sistema</p><p>Circuito CFA com transistores BC547 e BC 557</p><p>Principais limitações e desafios do sistema</p><p>Mesmo sendo indicados para operar com sinais de áudio e correntes contínuas, estes transistores também podem oscilar em alguns casos em freqüências que chegam até a faixa de FM. Além disso, devemos levar em que estes transistores, assim como qualquer componente eletrônico, possuem tolerâncias.</p><p>No entanto, como isso não é regra geral, se precisarmos de um para esta finalidade talvez tenhamos de experimentar diversos num mesmo lote até obter um "que funcione".</p><p>Assim, da linha de fabricação é muito difícil que saiam dois transistores exatamente iguais, ou seja, com todas as características tendo exatamente os mesmos valores.</p><p>Circuito CFA com transistores BC547 e BC 557</p><p>Áreas de atuação específicas do sistema</p><p>Amplificadores de áudio</p><p>Sinais de baixas intensidades podem ser amplificados por estes transistores em mixers, pré-amplificadores, circuitos de efeitos de som e mesmo amplificadores cuja potência de saía seja no máximo de 1 watt.</p><p>Figura 8: Amplificador de Áudio</p><p>Circuito CFA com transistores BC547 e BC 557</p><p>Excitador Fisiológico</p><p>O Excitador Fisiológico gera tensões suficientemente altas para produzir sensações que vão desde o</p><p>formigamento até mesmo o choque, mas é totalmente inofensivo, pela baixa corrente máxima que produz e</p><p>pela alimentação à pilhas, que nada tem a ver com a rede de alimentação. As correntes produzidas podem</p><p>atuar sobre o nosso sistema nervoso, sobre plantas e animais, servindo portanto para interessantes</p><p>experiências de laboratório em escolas, ou mesmo como curiosidade.</p><p>Áreas de atuação específicas do sistema</p><p>Figura 9: Excitador Fisiológico</p><p>Circuito CFA com transistores BC547 e BC 557</p><p>Perspectivas e Potencialidade de aplicações integradas do circuito</p><p>Oscilador</p><p>Osciladores de áudio e mesmo de RF cujas freqüências podem chegar a algumas dezenas de megahertz podem ser elaborados com estes transistores.</p><p>Figura 10: Oscilador</p><p>Circuito Ponte de Corrente CCII+ e CCII- CMOS</p><p>Pontes de corrente são circuitos que transportam uma corrente entre dois terminais com impedâncias extremamente diferentes. O conceito de ponte de corrente foi introduzido em 1968 e foi posteriormente denominado ponte de corrente de primeira geração (CCI). Em 1970 foi apresentada pelos mesmos autores uma modificação do conceito original, então denominada ponte de corrente de segunda geração ("second generation current conveyor" - CCII).</p><p>Figura 11: Circuito Ponte de Corrente CCII</p><p>Figura 12: Diagrama circuito CCII-</p><p>Circuito Ponte de Corrente CCII+ e CCII- CMOS</p><p>Princípio de Funcionamento do Sistema</p><p>O circuito ponte de corrente CCII é um circuito em que a tensão da entrada X também é a da entrada Y, conforme a representação matemática que representa o circuito. Na figura 13, a corrente Iz é igual a corrente Ix, ambas estão “entrando” no circuito, o que representa a ponte de corrente CCII+. Caso a corrente tenha sentido contrário, diz-se que temos a ponte de corrente CCII-.</p><p>Figura 13 : Símbolo associado a Ponte de Corrente</p><p>Figura 14 : Representação matricial da ponte de corrente</p><p>Circuito Ponte de Corrente CCII+ e CCII- CMOS</p><p>Montagem do Sistema no LTSPICE</p><p>Figura 15 : O circuito CCII+ e CCII- feito no LTSPICE</p><p>Circuito Ponte de Corrente CCII+ e CCII- CMOS</p><p>Principais limitações e desafios do sistema</p><p>Degradação das características com a freqüência</p><p>À medida que a freqüência aumenta, começa a haver uma degradação do desempenho do CCII devido às capacitâncias parasitárias dos transistores e ao capacitor de compensação.</p><p>O ganho de tensão se mantém igual à unidade até aproximadamente a freqüência de ganho unitário do amp op.</p><p>Circuito Ponte de Corrente CCII+ e CCII- CMOS</p><p>Áreas de atuação específicas do sistema</p><p>Retificadores de Alta Freqüência</p><p>Figura 16</p><p>Figura 17</p><p>Circuito Ponte de Corrente CCII+ e CCII- CMOS</p><p>Áreas de atuação específicas do sistema</p><p>Misturadores RF</p><p>Figura 18: Misturador RF</p><p>Circuito Ponte de Corrente CCII+ e CCII- CMOS</p><p>Áreas de atuação específicas do sistema</p><p>Resistores MOS</p><p>Figura 19: Resistor MOS</p><p>Circuito Ponte de Corrente CCII+ e CCII- CMOS</p><p>Perspectivas e Potencialidade de aplicações integradas do circuito</p><p>Figura 20 : Aplicações da ponte de corrente</p><p>Aplicações típicas de CCII variam desde amplificadores de corrente, conversores AD, conversores de impedância, filtros ativos, etc. Outras aplicações típicas, em computação as pontes de corrente podem ter aplicação em amplificadores de corrente, diferenciadores de corrente, integradores de corrente, somadores de corrente, entre outros como mostra a figura .</p><p>Circuito Ponte de Corrente CCII+ e CCII- CMOS</p><p>Respostas do circuito</p><p>Inicialmente com uma resistência de 1KΩ na parte do circuito responsável pela corrente de referência, tivemos uma resposta dessa maneira para uma entrada senoidal de 100 mV e 10KHz.</p><p>Figura 21</p><p>Resposta ao aumentarmos a resistência para 100KΩ</p><p>Figura 22</p><p>Circuito Ponte de Corrente CCII+ e CCII- CMOS</p><p>Respostas do circuito</p><p>Resposta ao estimarmos a resistência em 160KΩ</p><p>Figura 23</p><p>Circuito Ponte de Corrente CCII+ e CCII- CMOS</p><p>Respostas do circuito</p><p>Medindo as correntes Iz+ e Iz-, temos:</p><p>Observou-se que a corrente IZ1- tem sentido oposto a IZ+</p><p>Figura 24</p><p>Onde I(R3) é referente a Z1+ e I(R4) é referente a Z1-</p><p>Figura 25</p><p>Circuito Girador e Amplificador Operacional com capacitor chaveado</p><p>Princípio de Funcionamento do Sistema</p><p>Circuito Girador e Amplificador Operacional com capacitor chaveado</p><p>Tipos e Tecnologias dos dispositivos empregados no sistema</p><p>Circuito Girador e Amplificador Operacional com capacitor chaveado</p><p>Principais limitações e desafios do sistema</p><p>A grande dificuldade deste sistema consiste na dificuldade de encontrar valores comerciais, apesar do meso possuir um baixo custo financeiro.</p><p>Circuito Girador e Amplificador Operacional com capacitor chaveado</p><p>Áreas de atuação específicas do sistema</p><p>Uma das aplicações deste circuito é que ele pode substituir, em circuitos equalizadores de audio, bobinas de grandes indutâncias (1H, por exemplo), que além de serem caras, são volumosas e pesadas.</p><p>Na figura temos um circuito típico de uma etapa de equalização, constituída de um filtro ativo com base num amplificador operacional com</p><p>um indutor e um capacitor para determinar a faixa de atuação.</p><p>Figura 26: Equalizador de Áudio com Indutor</p><p>Circuito Girador e Amplificador Operacional com capacitor chaveado</p><p>Áreas de atuação específicas do sistema</p><p>Ao substituirmos o indutor pelo circuito girador, o sinal de entrada, que consiste numa tensão, provoca o aparecimento de uma corrente lc na entrada do girador, como indicado na figura ao lado.</p><p>É interessante observar que dada a elevada impedância de entrada de um amplificador operacional como o usado num circuito típico de equalização, permite o uso de pequenos capacitores mesmo para a simulação de grandes indutâncias.</p><p>Figura 27: Substituição do Indutor por um Circuito Girador</p><p>Circuito Translinear Multiplicador (2 Quadrantes)</p><p>Multiplicadores analógicos são blocos básicos que executam operação de produto linear entre dois sinais x e y, resultando em um sinal kxy.</p><p>Do ponto de vista matemático a multiplicação é feita em 4 quadrantes, isto é, ambos os sinais de entrada podem ser positivos ou negativos, assim como a saída. Porém, alguns circuitos são limitados a sinais de uma polaridade.</p><p>Figura 28: Multiplicador Translinear</p><p>Circuito Translinear Multiplicador (2 Quadrantes)</p><p>Princípio de Funcionamento do Sistema</p><p>Type	Vx	Vy	Vout</p><p>Single Quadrant	Unipolar	Unipolar	Unipolar</p><p>Two Quadrant	Unipolar	Bipolar	Unipolar</p><p>Two Quadrant	Bipolar	Unipolar	Unipolar</p><p>Four Quadrant	Bipolar	Bipolar	Bipolar</p><p>Como podemos ver na tabela 1, se os dois sinais de entrada forem unipolares, o sinal de saída será unipolar do tipo “Single Quadrant”, caso um dos sinais seja unipolar e o outro seja bipolar, o sinal de saída será unipolar do tipo “TwoQuadrant” e caso os dois sinais de entrada sejam bipolares o sinal de saída será bipolar do tipo “Four Quadrant”.</p><p>Tabela 1</p><p>Circuito Translinear Multiplicador (2 Quadrantes)</p><p>Áreas de atuação específicas do sistema</p><p>Os multiplicadores são muito empregados em processamentos de sinais, processamentos de comunicação e de instrumentação eletrônica. Esse tipo de circuito é amplamente utilizado para modulação e de modulação de sinais.</p><p>Circuito Translinear Multiplicador (2 Quadrantes)</p><p>Montagem do circuito no LTSPICE</p><p>O circuito acima é um multiplicador de 2 quadrantes, onde os sinais de entrada são V1 e V2, V1 é um sinal senoidal de 100KHz de frequência e V2 é um sinal senoidal com 1KHz de frequência. Os sinais importantes para a análise são Vlo+, Vlo-, Out+ e Out-.</p><p>Figura 29: Multiplicador Translinear no LTSPICE</p><p>Circuito Translinear Multiplicador (2 Quadrantes)</p><p>Respostas do circuito</p><p>Figura 30: Sinal de entrada V1</p><p>Circuito Translinear Multiplicador (2 Quadrantes)</p><p>Respostas do circuito</p><p>Figura 31: Sinal de entrada V2</p><p>Circuito Translinear Multiplicador (2 Quadrantes)</p><p>Respostas do circuito</p><p>Figura 32: Sinais de entrada Vlo+ (Verde) Vlo- (Azul)</p><p>Circuito Translinear Multiplicador (2 Quadrantes)</p><p>Respostas do circuito</p><p>Figura 33: Sinais de saída, Out+ (Verde) e Out- (Azul)</p><p>Circuito Translinear Multiplicador (2 Quadrantes)</p><p>Respostas do circuito</p><p>A Principal Função de Transferência:</p><p>Onde: IEEé o Sinal de Entrada, K é a Constante Multiplicadora e VLO é o Sinal Ondulador</p><p>Circuito Translinear Multiplicador (2 Quadrantes)</p><p>Respostas do circuito</p><p>Figura 34: FFT do sinal de saída out+</p><p>Referências</p><p>https://repositorio.ufsc.br/xmlui/bitstream/handle/123456789/111755/89107.pdf?sequence=1</p><p>http://www.pesadillo.com/pesadillo/?p=6301</p><p>http://www.geocities.ws/radioeeletronica/excitador.html</p><p>http://thecircuitcracker.blogspot.com.br/2016/11/ceomc2016-ponte-de-corrente-ccii-e_14.html</p><p>http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/como-funciona/1556-bc548-bc558</p><p>http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/como-funciona/9882-como-funcionam-os-giradores-girators-art2225</p><p>Slides AULA 16-17 CFA, do professor Carlos Augusto de Moraes Cruz, disponibilizado para os alunos via google drive</p><p>Referências</p><p><https://www.youtube.com/watch?v=ULNotXLMCZQ&t=184s> - CEOMC2016: Amplificador com realimentação em corrente – CFA</p><p>ImplementationofSecondGenerationCurrentConveyorand its applications. PARKER, Neha P. VIRANI, H.G. InternationalJournalof Technology and Science, ISSN, Volume IX, Issue 1, 2016 pp 67-70.</p><p><http://www.inf.ufrgs.br/sim-emicro/papers/emicro_curso_paulo.pdf> - Acessado em 14/07/2017 às 19:40h</p><p><https://www.youtube.com/watch?v=vj6hCqzTyEw>CIOMC2016: Ponte de corrente de segunda geração CCI+ e CCI- e Circuito Girador P1 – Acessado em 14/07/2017 às 18:20h</p><p>CurrentConveyors– History, Theory, ApplicantionsandImplementation. ELORANTA, Petri e TOUMAZOU, Chris 2004</p><p>Referências</p><p>https://www.youtube.com/watch?v=Bd6Cx-ufZjc</p><p>https://www.youtube.com/watch?v=L6y9M85GTp4</p><p>image2.jpeg</p><p>image3.jpeg</p><p>image4.png</p><p>image5.png</p><p>image6.png</p><p>image7.png</p><p>image8.png</p><p>image9.jpeg</p><p>image10.gif</p><p>image11.jpeg</p><p>image12.jpeg</p><p>image13.jpeg</p><p>image14.png</p><p>image15.png</p><p>image16.png</p><p>image17.jpeg</p><p>image18.jpeg</p><p>image19.jpeg</p><p>image20.jpeg</p><p>image21.png</p><p>image22.png</p><p>image23.png</p><p>image24.png</p><p>image25.png</p><p>image26.png</p><p>image27.jpeg</p><p>image28.jpeg</p><p>image29.jpeg</p><p>image30.png</p><p>image31.png</p><p>image32.png</p><p>image33.png</p><p>image34.png</p><p>image35.png</p><p>image36.png</p><p>image37.png</p><p>image38.png</p><p>image39.png</p><p>image40.png</p><p>image41.png</p><p>image42.png</p>