Relatório Atividade prática INSTRUMENTAÇÃO ELETRÔNICA

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CENTRO UNIVERSITÁRIO INTERNACIONAL UNINTER
ESCOLA SUPERIOR POLITÉCNICA
BACHARELADO EM ENGENHARIA DA COMPUTAÇÃO
DISCIPLINA DE INSTRUMENTAÇÃO ELETRÔNICA
Relatórios das Atividades PRáTICAs
RESENDE - RJ
2018
SUMÁRIO
RESUMO	i
1	CIRCUITO AMPLIFICADOR INVERSOR	1
1.1	INTRODUCAO	1
1.2	EXPERIMENTO 1 - CIRCUITO AMPLIFICADOR INVERSOR	1
1.2.1	EXPERIMENTO PRÁTICO	2
2	CIRCUITO AMPLIFICADOR NÃO INVERSOR	4
2.1	INTRODUÇÃO	4
2.2	EXPERIMENTO 2 - CIRCUITO AMPLIFICADOR NÃO INVERSOR	5
3	CONCLUSÃO	7
4	FILTROS ATIVOS	7
4.1	INTRODUÇÃO	7
4.2	EXPERIÊNCIA 1: FILTRO PASSA ALTAS (FPA) DE SEGUNDA ORDEM	8
4.3	EXPERIÊNCIA 2: FILTRO PASSA BAIXAS (FPB)	9
4.4	EXPERIÊNCIA 3: FILTRO PASSA FAIXA(FPF)	13
5	CONCLUSÃO	14
6	REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS	15
RESUMO
Neste trabalho, será realizado experimento com a aplicação de circuitos integrado, compostos de amplificadores operacionais. A ideia é projetar e testar circuitos com amplificadores operacionais (AmpOp) e verificar sua funcionalidade.
Palavras-chave: Amplificadores, Amplificadores operacionais, AmOp.
Abstract: Here comes the abstract of the document in English. In this work, will be realized experiment with the application of integrated circuits, composed of operational amplifiers. The idea is to design and test circuits with operational amplifiers (AmpOp) and verify their functionality.
Keywords: Amplifiers, Operational Amplifiers, AmOp.
Circuito Amplificador Inversor
INTRODUCAO 
Como base do experimento, farem os alguns testes e aplicação de circuitos com amplificadores, inicialmente vamos montar um circuito inversor e após um circuito amplificador não inversor. O circuito integrado base do experimento, será o AmpOp LM358, composto por dois amplificadores conforme diagrama abaixo: 
Experimento 1 - Circuito Amplificador Inversor
Este circuito tem como base a realimentação negativa e o seu ganho é determinado pela relação existente entre os resistores R1 e R2.
A fórmula para determinar o ganho do circuito é determinada por: com base do experimento é tomar como base o número do RU (xxxx 2 ), o ganho assumido pelo último dígito do RU será de -2, logo para calcularmos o valor dos resistores, estou admitindo o valor de R1 de 1,5Komhs , logo: 
Av=R2/R1 -2=R 2/1.500 R2= 3.000 ohms, logo R2 comercial = 3Kohms.
Experimento Prático
Gráficos de sinal, captura da tela do osciloscópio: 
Tensão entrada 500mv 
Tensão entrada 10V 
Tabela de comparativo com o valor de ganho calculado e ganho medido no circuito.
Abaixo, segue um print da tela de m edições do osciloscópio. É possível verificar que a amplitude do sinal de entrada (canal 1) está e m 1V, e abaixo no sinal 2 o sinal está em 3,12V e desta forma, confirmam os a funcionalidade do circuito com ganho calculado -3,13. Negativo pois o circuito inversor inverse o sinal de saída e ele fica 180 graus defasado em relação a entrada.
Neste circuito, a resposta da saída é linear, o sinal é amplificado e devi do a sua alta impedância, baixa impedância de saída, produz um ganho estável, logo o sinal não é distorci do ou alterado e fica praticamente em fase com sinal de entrada. Logo abaixo, segue um a captura d e tela apresentando o ponto d e saturação do circuito, onde o sinal de saída não ultrapassa o nível de tensão de alimentação da fonte. Como a impedância do circuito é muito alta, praticamente não se tem perdas e é possível ter quase que a tensão nominal da fonte no sinal amplificado. Neste caso, a tensão da fonte é + e – 9Vcc e a saturação ocorre quando o sinal de entrada ultrapassar cerca d e 3,3V (c om base no ganho de 3,13V e 9V da fonte de alimentação).
Quando elevamos o sinal de entrada para 10V, o sinal de saída satura e acima da tensão de entrada da fonte center tape, o sinal é cortado e fica no limite da alimentação da fonte. A tensão de saída que um AOP pode fornecer é limitada ao valor d a tensão da fonte de alimentação. Um amplificador está saturado positivamente quando sua saída atinge a máxima tensão positiva. Da mesma forma, um AOP estará saturado negativamente quando a sua saída atingir a máxima tensão de saída negativa. Assim, a tensão de saturação representa a máxima tensão que um amplificador operacional consegue fornecer em sua saída. 
Figura 5: Exemplo de sinal de saída quando saturado, igual ao representado acima na figura 4 
Agora, vamos fazer um teste alterando a frequência e o sinal de entrada, aplicando 300HZ e uma forma de onda triangular.
É possível verificar que o sinal apresenta linearidade, gerando apenas amplificação do sinal, não deforma ou muda a sua frequência. Ele amplifica conforme o ganho, inverte em 180 graus e saturada mesma forma que o outro sinal, isso quando passa da tensão de alimentação da fonte.
CIRCUITO AMPLIFICADOR NÃO INVERSOR
INTRODUÇÃO
Projetar o circuito para ter um ganho AV = último número do RU do aluno (exemplo RU xxxx2, Av será igual a 2; se o último número for 0 ou 1 adotar o número 4). Adote o resistor 𝑅1 (entre 1kΩ e 3,3kΩ) e calcule 𝑅2 em função dele. Para os resistores calculados adotar o resistor de valor comercial mais próximo, exemplo: se o resistor calculado foi de 3kΩ, adotar 2,7kΩ ou 3,3kΩ (não tem problema em adotar um ou o outro). Recalcule o ganho de tensão agora com os valores comerciais dos resistores adotados e coloque este valor na Tabela 2.
EXPERIMENTO 2 - CIRCUITO AMPLIFICADOR NÃO INVERSOR
Este circuito tem como base a realimentação positiva e o seu ganho é determinado pela relação existente entre os resistores R1 e R2. Abaixo um print da tela do software do osciloscópio apresentando os sinais de entrada e saí da do circuito. Tensão de entrada em 1,05 e saí da em 4,31V.
Para verificar se o funciona mento dos dois circuitos são iguais, vamos simular algumas condições tipo saturação, alteração da forma de onda e frequência do circuito. Os gráficos abaixo indicam o mesmo princípio de funcionamento, apenas com a diferença de que o ganho é positivo, soma-se +1 e o sinal fica em fase entre a entrada e a saída.
Figura 9: sinal de onda quadrada e frequência de 350hz em circuito amplificador não inversor. 
Conclusão
Com base nos circuitos aplicados e experimento s realizados, foi possível analisar o funcionamento dos circuitos amplificadores. 
Executei vários testes para comparar o funcionamento, alterei frequência, ganhos, ajustes de tensão, fonte de entrada, etc. 
Vários conhecimentos e abordagens estão associadas à experiência realizada, logo o experimento agregou conhecimento e foi comprovado na prática todos os conceitos envolvidos.
Filtros Ativos
Introdução
Como base do experimento, faremos alguns testes e aplicação de circuitos com amplificadores com a finalidade de gerar filtros de sinal. Serão 4 tipos de filtros que faremos testes: 
- Passa baixas;
- Passa altas; 
- Passa faixa;
- Rejeita faixa. 
O circuito integrado base do experimento, será o AmpOp LM358, composto por dois amplificadores conforme diagrama abaixo:
EXPERIÊNCIA 1: FILTRO PASSA ALTAS (FPA) DE SEGUNDA ORDEM
Como base do experimento, será utilizado o número do RU (xxx2) multiplicado por 100, para determinar a frequência de corte: Hz(corte)= RU x 100 = 2 x 100 = 200Hz. O ganho do circuito será determinado pelo cálculo: Av= 1+R2/R1 = 1 + 15K/ 10K = 2,5. Os resistores R e capacitores C vão determinar o corte do circuito. Para o valor de C, utilizarei o capacitor de 68nF, consequentemente precisamos saber o valor de R: R=1 / 2pi x 200Hz x 68x10-9 = 1,2kΩ
Considerando um resistor comercial e recalculando a frequência de corte, pegaremos como padrão o resistor de 6,8Kohms e nesta condição a frequência agora será de aproximadamente 350Hz. Como padrão, será considerado o corte com 70% do AV máximo. Abaixo uma representação dos resultados obtidos.
EXPERIÊNCIA 2: FILTRO PASSA BAIXAS (FPB)
Como base do experimento, será utilizado o último número do RU (xxxxx2) multiplicadopor 2000, para determinar a frequência de corte: Hz(corte)= RU x 2000 = 2 x 2000 = 4000 Hz.
O capacitor por convenção, adotarei o valor d e 22nF, logo precisamos calcular o resistor R: R=1 / 2pi x 4000Hz x 22x10-9 = 1,8kΩ 
EXPERIÊNCIA 3: FILTRO PASSA FAIXA(FPF)
Conclusão
Os experimentos realizados, serviram para analisar o funcionamento dos circuitos amplificadores. Tive algumas dificuldades na resposta do circuito com base n o cálculo realizado. Os valores não fecharam exatamente, mas por se tratar de eletrônica analógica, valores da fonte com algum diferencial, ruído, etc, entendo que é normal para o experimento, porém nos três casos pude evidenciar o princípio de funcionamento, inclusive ao invés de resistores fixos na posição R, utilizei potenciômetros e alterei valores para acompanhar as variações conforme valores ôhmicos.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Artigos em periódicos:
FERLIN, Edson Pedro; CARVALHO, N. F. Os Cursos de Engenharia na Modalidade EaD e Presencial: Proposta de Cursos na Área de Computação, Produção e Elétrica. In: COBENGE 2015 - XLIII Congresso Brasileiro de Educação em Engenharia, São Bernardo do Campo - SP, 2015.
Livros:
ALEXANDER, C. K., SADIKU, M.N.O. Fundamentos de Circuitos Elétricos, 5ª ed. AMGH, 2013.
LIRA, F.A. Metrologia na Indústria, 10ª ed. São Paulo: Érica, 2015.
BEZERRA, J.B. Instrumentação Eletrônica sem Fio: transmitindo dados com módulos XBee ZigBee e PIC16F877A. 1ª ed. São Paulo: Érica, 2012.
Internet
WENDLING, M. Amplificadores Operacionais. Disponível em: <http://www2.feg.unesp.br/Home/PaginasPessoais/ProfMarceloWendling/3---amplificadores-operacionais-v2.0.pdf> Acesso em: 05 mai. 2018. 
LEFFA, V. J. Normas da ABNT Citações e Referências Bibliográficas. Disponível em: <http://www.leffa.pro.br/textos/abnt.htm> Acesso em: 30 mai. 2018.