Relatório 11 RESPOSTA EM FREQUÊNCIA

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NOMES: 
AMANDA CASSIOLATO BARALDI RA 140498 
MARCUS WINICIUS DE OLIVEIRA RA 141645 
ROGER NUNES DO NASCIMENTO RA 141421 
DATA DA EXPERIÊNCIA: 16/11/2015 
DATA DA ENTREGA: 23/11/2015 
TURMA: LA1PEN3/9438 
 
11 RESPOSTA EM FREQUÊNCIA 
 
11.1 OBJETIVO 
 
 Levantar a curva de resposta em frequência de um amplificador. 
 
11.2 INTRODUÇÃO 
 
 Um amplificador permite que se tenha amplificação de tensão, corrente 
ou potência, mas somente é considerado linear quando a variação do ponto de 
operação em torno de seu valor estático é de baixa amplitude, pois para 
grandes variações, podem acontecer que distorções sejam observadas no sinal 
de saída. 
 Para ser considerado um amplificador linear ou de alta fidelidade, a 
variação do ponto de operação deve-se restringir a região linear da curva 
característica. 
 Além do problema da distorção, o amplificador responde de maneira 
diferente ao sinal de entrada em função da frequência, variando seu ganho. Na 
prática os amplificadores apresentam resposta plana somente numa faixa de 
frequência como é mostrado na figura 11.1. 
 
Figura 11.1 - Curva da resposta em frequência de um amplificador 
 
 
 Os capacitores de acoplamento e de passagem (by pass) do circuito 
provocam em baixas frequências um ganho reduzido. Em frequências 
elevadas, as capacitâncias parasitas das junções internas do transistor e do 
circuito, contribuem para nova diminuição do ganho. Os pontos da curva de 
resposta em frequência definidos como: frequência de corte inferior (
fci
) e 
frequência de corte superior (
fcs
) determinam os pontos nos quais a potência 
do amplificador se reduz a metade. A faixa compreendida entre essas 
frequências é denominada largura de banda (
BW
) do amplificador, cujo valor 
é determinado por: 
 
fcifcsBW 
 
 
11.3 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
 
11.3.1 Materiais Necessários 
 
1 placa experimental n°2; 
1 multilab; 
1 osciloscópio digital; 
2 pontas de prova; 
1 gerador de funções com terminais do tipo jacaré; 
1 resistor de 56k

; 
1 resistor de 12k

; 
1 resistor de 820

; 
2 capacitores de 100
F
; 
1 capacitor de 1
F
; 
4 cabos de ligação banana-bananinha; 
2 jumpers curtos. 
 
11.3.2 Circuito Resposta em Frequência 
 
1. Monte o circuito mostrado no multilab (figura 11.2). 
 
Figura 11.2 - Layout resposta em frequência da placa experimental 2 
 
 
2. Conecte a fonte de tensão da 15V aos pontos P6 (+) e P8 (-). 
3. Conecte o resistor de 56k

 em J8. 
4. Conecte o resistor de l2k

 em J9. 
5. Conecte um jumper em J10. 
6. Conecte o resistor de 820

 em J11. 
7. Conecte um jumper em J13. 
8. Conecte um capacitor de 100
F
em J7. 
9. Conecte um capacitor de 100
F
em J12. 
10. Conecte um capacitor de 1
F
em J14. 
11. Conecte o GA a entrada em P7 (+) e P8 (GND). 
12. Injete um sinal de entrada senoidal com frequência de 5
kHz
 e um nível tal 
que não distorça o sinal de saída que deverá ser observado com o osciloscópio 
conectado entre os pontos P9 e P10. O sinal de entrada deverá ser observado 
com o osciloscópio, ligado entre P7 e P8 (ligue P8 ao terra da fonte CC). 
13. Meça a tensão de saída e a tensão de entrada para calcular o ganho 
)/log(20 vivoAv 
. 
14. Monte uma tabela para anotar os dados. Varie a frequência até 2
MHz
(mantendo o nível da tensão de entrada ajustado). 
 
Quadro 11.1 - Valores de tensão de entrada e saída no amplificador 
frequência (
Hz
) )(VVi )(VVo ))(/log(20 dBViVoAv  
100 0,230 0,860 11,45 
200 0,230 0,880 11,65 
500 0,240 1,050 12,82 
1
k
 0,210 1,330 16,03 
2
k
 0,220 2,090 19,55 
5
k
 0,220 4,700 26,59 
10
k
 0,209 8,600 32,29 
20
k
 0,220 11,500 34,37 
50
k
 0,210 13,100 35,90 
100
k
 0,190 13,300 36,90 
200
k
 0,177 13,100 37,39 
500
k
 0,190 13,100 36,77 
1
M
 0,157 12,500 38,02 
 
15. Monte um gráfico 
Av
 em função de 
f
e determine 
fci
 e 
fcs
graficamente. 
Figura 11.3 – Gráfico do Ganho do Amplificador 
 
𝑓𝑐𝑖 ≅ 50𝑘𝐻𝑧 
fcs = Não foi possível demonstrar esse valor pois os valores de frequência não 
alcançaram o patamar da frequência de corte superior. 
 
16. Responda as questões: 
a) Por que o circuito vai perdendo ganho quando fica abaixo da frequência de 
corte inferior? 
 Pois há em baixas frequências uma grande influência da reatância 
capacitiva (XC) no circuito. 
 
b) Por que o circuito vai perdendo ganho quando fica acima da frequência de 
corte superior? 
 Pois o transistor, em sua construção, não suporta altas frequências. 
Internamente há entre as pastilhas N, P e N (no caso desta experiência), 
pequenas áreas isolantes, que funcionam como capacitores, com valores na 
ordem de 10-12 Faraday, essa baixa capacitância gera um alto valor de 
reatância capacitiva (Xc, em Ω) dependendo da frequência. 
 
c) O fato de perder ganho quando fora de determinada faixa de frequência é 
sempre prejudicial ao circuito? Pode ter algum efeito benéfico para alguma 
aplicação? 
 Não. Pois ele pode ser utilizado como filtro de ruídos em sistemas de 
som ou telefonia, por exemplo. 
 
17. Faça a conclusão. 
 
 Um amplificador de tensão emissor comum é um circuito que recebe na 
entrada um sinal proveniente de um gerador e fornece à saída uma versão 
amplificada desse sinal. O papel dos capacitores nesse circuito é fundamental 
quando queremos analisar sua resposta quando não temos uma frequência fixa 
no circuito, ou seja, ela pode influenciar no seu funcionamento, assim é 
necessário que eles sejam dimensionados para que o amplificador tenha uma 
largura de banda adequada com a aplicação que foi proposto. 
 Por meio do experimento realizado, foi possível observar a atuação dos 
capacitores como elemento fundamental para o levantamento da curva de 
ganho do amplificador, e o estabelecimento da largura de banda do circuito. 
Outro efeito verificado foi a influência de uma baixa capacitância, gerada pelo 
transistor, que fez com que valores muito baixos ou muito elevados de 
frequência não resultassem em um valor alto de ganho. 
 Com os resultados obtidos, analisando os dados coletados na tabela, e a 
análise gráfica do ganho do transistor, foi possível compreender a aplicação do 
transistor, quando empregado como amplificador e a sua resposta em relação 
a frequência.