Eletrônica Analógica Atividade Prática 1 e 2

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

Eletrônica Analógica 
Ariel Lucas Alves
 C.C. Cruz Centro Universitário Uninter
Polo Chapecó - CEP: 89805000 – Chapecó - Santa Catarina - Brasil e-mail: bmsc2011@hotmail.com	 
Resumo. Realização da atividade prática do curso de Eletrônica Analógica do curso de Engenharia Elétrica, envolvendo o My Lab, osciloscópio computador para leitura do sinal de onda de circuitos montados conforme manual da atividade.
Palavras chave: May Lab, Eletrônica Analógica, Atividade Prática. 
Introdução
Realização da atividade prática um do curso de engenharia elétrica da UNINTER, na disciplina de Eletrônica Analógica.
Procedimento Experimental
Atividade Prática 1 - Circuitos com diodos
· OBJETIVO
Entender o funcionamento dos circuitos não lineares utilizando diodos.
Trabalhar com retificadores de meia onda e de onda completa.
· MATERIAL UTILIZADO
	Componentes
	Quantidade
	Material Utilizado
	Kit
	Número da Caixa
	Código Uninter
	1
	Transformador
	Boole
	10
	0201123
	2
	Diodos 1N4007
	Boole
	9
	0203111
	1
	Diodo 1N4148
	Boole
	9
	0206114
	2
	Resistores de 1k
	Edison
	5
	0110025
	1
	Kit Cabos Rígidos
	Edison
	6
	0101070
	1
	Terminal Parafuso 3P
	Edison
	6
	0104067
	1
	Cabo Flexível Azul
	Edison
	6
	0101065
	1
	Cabo Flex. Amarelo
	Edison
	6
	0101066
	Equipamentos / Ferramentas
	Quantidade
	Descrição
	Kit
	Número da
Caixa
	Código Uninter
	1
	Osciloscópio /
Analisador Lógico
	Boole
	7
	0201071
	1
	Multímetro
	Edison
	1
	0101001
	1
	Adaptador AC
	Edison
	3
	0101003
	
1
	Kit TDA 2050
Amplificador de corrente
	
Boole
	
11
	
0201124
	1
	Fonte Ajustável
	Edison
	3
	0101004
	1
	Protoboard
	Edison
	2
	0101002
	
1
	Chave Philips -
Ponta Nº 0 (3mm 1/8”)
	Não incluso no kit, necessário providenciar.
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.
	Fonte Ajustável
	Gerador de sinais
	Alimentação: Transformador
Fonte: Fonte Ajustável
Montagem: Arquivo: Fonte variável.pdf
	Alimentação: Adaptador AC
Gerador: Kit TDA 2050
Montagem: Arquivo: Amplificador do gerador.pdf
· INTRODUÇÃO
A tensão de alimentação dos circuitos eletrônicos deve ser contínua e estável. Mas a tensão fornecida pela rede elétrica é senoidal, bipolar (tem semicírculo 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 hemiciclo 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.
Etapa do relatório em que ocorre uma descrição dos procedimentos adotados para efetuar as medidas, descrição da montagem experimental utilizada. Croquis e desenhos esquemáticos podem auxiliar muito.
Tome cuidado, o procedimento não é cópia do roteiro do experimento e lembre-se que o leitor através da leitura do procedimento experimental deve ser capaz de reproduzir o experimento.
Referente a colocação das figuras e gráficos do relatório, estes podem ser colocados em uma coluna conforme mostra a figura 1, ou em duas colunas conforme mostra a figura 2. Para produção dos gráficos, siga as etapas descritas abaixo:
· Prepare seu gráfico ou figura em programa adequado. Ex: Origin, Paint, Corel, etc.
· No caso de imagens salve em formato JPEG ou GIF, para reduzir o volume de memória necessária e o tamanho do arquivo de texto.
· Insira figuras como objeto para que ela se desloque junto com o texto.
· Se o gráfico foi realizado no Origin copie a página gráfica do Origin (Ctrl-C) e cole no documento.
· PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS
Calibrar as pontas do osciloscópio como indicado no documento anexo Calibração pontas.pdf.
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.
Montagem em Protoboard
A configuração de ligações da experiência é mostrada na Figura 2.
Figura 2: Experiência na prática.
Métodos
· Separe os seguintes materiais:
· 1 Protoboard
· 1 Transformador
· 1 Osciloscópio
· 1 Diodo 1N400X
· 1 Resistor de 1 kΩ
· 1 Fonte ajustável
· Monte o circuito no Protoboard seguindo o esquema mostrado na Figura 1.
· Ligue o terra “0” no ponto médio do secundário do transformador.
· Ligue dois canais do osciloscópio com as pontas de prova previamente calibradas.
· Coloque os dois jacarés pretos das pontas de prova no ponto “0” (terra) do circuito.
· Coloque a ponta de prova do Canal 1 no ponto 1 (nó de entrada).
· Coloque a ponta de prova do Canal 2 no ponto Vo (nó de saída).
· Verifique as formas de onda dos dois canais e preencha a Tabela 1.
Tabela 1: Sinais de entrada e saída de um retificador de meia onda.
	Parâmetro
	V1
	Vo
	Tensão pico a pico [V]
	 37.0V
	 17.6V
	Frequência [Hz]
	 59.99Hz
	 59.98Hz
Ondas
Figura 3: Ondas do Ociloscópio – experiência 1
Curva de transferência
· Monte o circuito no Protoboard seguindo o esquema mostrado, substituindo o transformador por uma fonte de tensão.
· Coloque o multímetro no modo medição de tensão.
· Para valores negativos de Vi colocar o terminal positivo da fonte no ponto “0” (terra), e o terminal negativo no ponto “1”.
· Coloque o terminal comum (preto) do multímetro no ponto “0” (terra).
· Ajuste a tensão da fonte variável (no valor máximo para começar).
· Coloque o terminal vermelho do multímetro em “1” (Vi), meça e preencha o Vi na Tabela 2.
· Coloque o terminal vermelho do multímetro em Vo, meça e preencha o Vo na Tabela 2.
· Repita as medições até 0 V do sinal de entrada.
· Para valores positivos de Vi colocar o terminal positivo da fonte no ponto “1”, e o terminal negativo no ponto “0” (terra).
· Coloque o terminal comum (preto) do multímetro no ponto “0” (terra).
· Ajuste a tensão da fonte variável (em 0 V para começar).
· Coloque o terminal vermelho do multímetro em “1” (Vi), meça e preencha o Vi na Tabela 2.
· Coloque o terminal vermelho do multímetro em Vo, meça e preencha o Vo na Tabela 2.
· Repita as medições até a tensão máxima da fonte de entrada.
· Com os dados da tabela monte o gráfico da curva de transferência.
Tabela 2: Curva de transferência de um retificador de meia onda.
	Vi [V] 
	Vo[V]
	10
	9,28
	8
	7,32
	6
	5,34
	0
	0
	-2
	0
	-4
	0
	-10
	0
Grafico 1: Demonstração do comportamento da tensão de entrada e saída.
Figura 4: fonte ajustável, feita as trocas de voltagem e demonstradas na tabela.
Figura 3: Curva de transferência de um retificador de meia onda.
EXPERIÊNCIA 2: Retificador de onda completa
Figura 5: Retificador de onda completa.
Métodos
· Separe os seguintes materiais:
· 1 Protoboard
· 1 Transformador
· 1 Osciloscópio
· 2 Diodos 1N400X
· 1 Resistor de 1 kΩ
· Monte o circuito no Protoboard seguindo o esquema mostrado.
· Ligue dois canais do osciloscópio com as pontas de prova previamente calibradas.
· Coloque os dois jacarés pretos das pontas de prova no ponto “0” (terra) do circuito.
· Coloque a ponta de prova do Canal 1 no ponto 1 (nó de entrada).
· Coloque a ponta de prova do Canal 2 no ponto Vo (nó de saída).
· Verifique as formas de onda dos dois canais e preencha a seguinte Tabela 3.
Figura 6: Experiência 2
Tabela 3: Sinais de entrada e saída de um retificador de onda completa.
	Parâmetro
	V1
	Vo
	Tensão pico a pico [V]
	36.4V
	17.6V
	Frequência [Hz]
	59.97Hz
120.1Hz
EXPERIÊNCIA 3: Ceifador em um nível
Figura 7: Ceifador em um nível.
Métodos
· Separe os seguintes materiais:
· 1 Protoboard
· 1 Gerador de sinal.
· 1 Osciloscópio
· 1 Diodo 1N4148
· 1 Resistor de 1 kΩ
· 1 Fonte ajustável
· Monte o circuito no Protoboard seguindo o esquema mostrado na Figura 5.
· Ajuste a Fonte variável (ajustável) a um valor de tensão igual ao terceiro número do seu RU. Se o número for 0 ajuste a fonte a 2 V. (Exemplo: RU 1845635, ajuste a fonte variável para que tenha 4 V na saída.)
· Coloque a fonte variável no circuito. A fonte variável está indicada como V na Figura 5.
· Ajuste a saída do Gerador de sinais no site especificado:
· Sinal senoidal com amplitude igual a 20 V pico a pico.
· Frequência de 1 kHz.
· Coloque no circuito o gerador de sinais indicado como Vi na Figura 5.
· Ligue dois canais do osciloscópio com as pontas de prova previamente calibradas.
· Coloque os dois jacarés pretos das pontas de prova no ponto “0” (terra) do circuito.
· Coloque a ponta de prova do Canal 1 no ponto 1 (nó de entrada).
· Coloque a ponta de prova do Canal 2 no ponto Vo (nó de saída).
· Verifique as formas de onda dos dois canais e preencha a seguinte Tabela 3.
Figura 8 : Experiência 3 - realizado o circuito.
Figura 9: Experiência 3 - realizado a leitura com o osciloscópio, aparentemente com os jacarés anexados no ponto zero não foi apresentado frequência.
Figura 10: Experiência 3 - após a retirada dos jacarés do ponto zero apareceu uma frequência de 60 Hz. 
Matricula 13338261, o terceiro número é 3, portanto 3V.
Tabela 4: Sinais de entrada e saída de um ceifador.
	Parâmetro
	Vi
	Vo
	Tensão pico a pico [V]
	50,2V
	49.6V
	Frequência [Hz]
	60.5Hz
	60.5Hz
Conclusão
Foi de grande aprendizagem a utilização do osciloscópio, apesar da dificuldade podemos adquirir uma apresentação inicial de todo o material disponível no My Lab.
Referências
· Material de Atividade Prática - Engenharia Elétrica - My Lab do sit:http://univirtus-277877701.sa-east-1.elb.amazonaws.com/ava/web/roa/
Atividade Prática 2 - Amplificadores transistorizados
· OBJETIVO
Projetar e testar uma etapa de um amplificador transistorizado e verificar a resposta em frequência do sistema.
· MATERIAL UTILIZADO
	Componentes
	Quantidade
	Material Utilizado
	Kit
	Número da Caixa
	Código Uninter
	1
	Transistor BC337 NPN
	Boole
	9
	0205102
	2
	Capacitores de 10µF
	Edison
	5
	0105047
	4
	Resistores
	Edison
	5
	0110025 a
011034
	Equipamentos / Ferramentas
	Quantidade
	Descrição
	Kit
	Número da Caixa
	Código Uninter
	1
	Osciloscópio / Analisador Lógico
	Boole
	7
	0201071
	1
	Multímetro
	Edison
	1
	0101001
	1
	Adaptador AC
	Edison
	3
	0101003
	1
	Fonte Ajustável
	Edison
	3
	0101004
	1
	Protoboard
	Edison
	2
	0101002
	1
	Adaptação de Áudio
	Boole
	11
	0201124
	1
	Transformador
	Boole
	10
	0201123
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.
	Fonte Ajustável
	Gerador de sinais
	Alimentação: Transformador
Fonte: Fonte Ajustável
Montagem: Arquivo: Fonte variável.pdf
	Alimentação: Adaptador AC
Gerador: Kit TDA 2050
Montagem: Arquivo: Amplificador do gerador.pdf
Diagrama de pinos do transistor
· INTRODUÇÃO
O amplificador é um circuito utilizado para aumentar a potência de sinais analógicos aumentando a tensão e fornecendo corrente na saída do mesmo. O amplificador transistorizado, como o próprio nome diz, é um sistema que usa transistores junto com outros dispositivos não ativos para amplificar o sinal de entrada. Chama-se transistorizado porque usa dispositivos discretos (transistores), mas na realidade todos os amplificadores mesmo integrados (amplificadores operacionais) são compostos internamente por muitos transistores que configuram os circuitos internos de amplificação.
O amplificador é considerado linear quando não modifica a forma de onda do sinal de entrada e a relação entre sinal de saída e sinal de entrada é determinada por uma constante (ganho). O amplificador pode ter ganhado de tensão, ganho de corrente ou ambos.
É necessário que praticamente todos os sinais analógicos sejam amplificados antes de serem processados por sistemas tanto analógicos quanto digitais, e a unidade básica de amplificação é o transistor.
· PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS
Calibrar as pontas do osciloscópio como indicado no documento anexo Calibração pontas.pdf.
Incluir fotos de todos os circuitos montados. EXPERIÊNCIA 1: Polarização do transistor Dados do transistor e Fórmulas:
𝛽 = 250 e VBE = 0,7V
	𝑉𝐶𝐶
𝑉𝐶𝐸 = 2
	𝐼𝐶 = 𝛽𝐼𝐵
	𝐼𝐸 = 𝐼𝐶 + 𝐼𝐵
	𝑣𝑜	𝑅𝐶
𝐴𝑉 = 𝑣 = − 𝑅
𝑖	𝐸
Considerando a alimentação Vcc = 15V, projetar a etapa de entrada para ter um ganho AV = - 4o número do seu RU. Se o quarto número for 0 ou 1 adotar Av =
-2. Adotar os resistores necessários e calcular os outros em função deles. Para os resistores calculados adotar o resistor de valor comercial mais próximo, exemplo: se o resistor calculado foi de 30kΩ, adotar 27kΩ ou 33kΩ (não tem problema em adotar um ou o outro). Calcular o restante dos resistores usando estes valores comerciais. Preencher a Tabela 1 com os valores de corrente e tensão calculados.
Sugestão adotar Re = 1KΩ, e R2 = 10KΩ.
Calculando as resistências R1 e Rc. 
Dados: β=300; 
Vbe=0,7V;
Vce=Vcc/2; 
Iv=βIb; Ie=Ic+Ib;
Av=V0/Vi=Rc/Re. 
Calculando pelo método de po larização por Divisor de Tensão. 
Tensão de alimentação =15V 
Vc= 40% do valor da tensão = 6V 
Vce= 50% do valor da tensão = 7 ,5V 
Ve= 10% do valor da tensão = 1 ,5V 
Ie=Ve/Re; Ie=1,5/1000= 0,0015A 
Rc= Vc/Ie; Rc=6/0,0015 = 4000 Ohm s ou (4K) V2=Ve+Vbe; 
V2=1,5+0,7; V2=2,2V V1=Vcc-V2; 
V1=15-2,2; V1=12,8 V R1=V1/V2xR2; 
R1=12,8/2,2 x 10000= 58181 Ohm s ou (60K) 
Circuito de polarização:
Figura 1: Circuito de polarização de um transistor NPN.
Métodos
· Separe os seguintes materiais:
· 1 Protoboard
· 1 Transformador
· 1 Osciloscópio
· 1 Transistor BC337
· Resistores calculados no projeto
· 1 Fonte ajustável
· Ajuste a fonte de alimentação variável (Fonte Ajustável) para 15V para alimentar o circuito. Monte o circuito da Figura 1 com os resistores calculados.
· Verifique com o multímetro os seguintes parâmetros:
· VCE: Para medir a tensão de coletor emissor coloque o multímetro no modo tensão, escala de 20V. Coloque as pontas como indicado na Figura 2 e preencha a Tabela 1.
Figura 2: Medição da tensão de coletor emissor VCE.
· VBE: Para medir a tensão de base emissor coloque o multímetro no modo tensão, escala de 2V. Coloque as pontas como indicado na Figura 3 e preencha a Tabela 1.
Figura 3: Medição da tensão de base emissor VBE.
· IC: Para medir a corrente de coletor abra o circuito de coletor (desconecte o resistor Rc do coletor do transistor). Coloque o multímetro
no modo corrente, escala de 20mA. Coloque as pontas como indicado na Figura 4 e preencha a Tabela 1.
Figura 4: Medição da corrente de coletor IC.
· IE: Para medir a corrente de emissor abra o circuito de emissor (desconecte o resistor Re do emissor do transistor). Coloque o multímetro no modo corrente, escala de 20mA. Coloque as pontas como indicado na Figura 5 e preencha a Tabela 1.
Figura 5: Medição da corrente de emissor IE.
· IB: Para medir a corrente da base abra o circuito da base (desconecte a base do transistor). Coloque o multímetro no modo corrente, escala de 200µA. Coloque as pontas como indicado na Figura 6 e preencha a Tabela 1.
Figura 6: Medição da corrente da base IB.
· Compare os valores medidos com os calculados. Eles podem ser diferentes, explique porque.
Figura 7
EXPERIÊNCIA 2: O transistor como amplificador
· Coloque os capacitores de bloqueio de continua (filtros) C1
e C2 na entrada e na saída do amplificador. O capacitor C1 é necessário para que o sinal de contínua de polarização da etapa anterior não tire o amplificador do seu ponto de operação. O capacitor C2 na saída serve para que o sinal de contínua de polarização desta etapa não apareça na etapa posterior. Os dois capacitores bloqueiam a tensão contínua, mas deixam passar o sinal a ser amplificado (Figura 7).
· Ajuste o Gerador de sinais para fornecer um sinal senoidal de 1V de tensão de pico a pico (aproximado), com uma frequência aproximada de 1kHz (aproximada).
· Coloque este sinal na entrada do amplificador transistorizado como mostra a Figura 7 e verifique no osciloscópio os sinais de entrada e saída. Canal 1 sinal de entrada e Canal 2 sinal de saída.
Figura 7: Montagem do circuito para teste do transistor como amplificador.
· A ponta de prova do Canal 1 do osciloscópio deverá ser colocada como indica o conector amarelo e a ponta de prova do Canal 2 como indica o conector azul. Os terminais terra das duas pontas deverão ser colocados no terra do circuito.
· Mostre num gráfico os sinais de entrada e saída. De preferência coloque um print da tela do osciloscópio. Os sinais deverão ficar parecidos com os mostrados na Figura 8.
Figura 8: Sinais de entrada e saída de um amplificador transistorizado na configuração emissor comum polarizado em Classe A. O sinal de saída está invertido porque o amplificador é inversor e tem ganho negativo.
· Varie o formato, amplitude, forma de onda e frequência do sinal de entrada e verifique o sinal de saída. A resposta do sistema é linear? Porque? Pesquise.
· Aumente a amplitude do sinal de entrada para 10V pico a pico. O que acontece com o sinal de saída se o sinal de entrada é grande? Porque? Pesquise.
· Usando os valores de pico a pico dos sinais de entrada e saída calcule
o ganho de tensão 𝐴𝑉=𝑣𝑜𝑣𝑖 e preencha a Tabela 2.𝑣𝑖
· Compare o ganho medido com o ganho calculado e explique o resultado. Pode ser ligeiramente diferente, explique porque.
Tabela 2: Ganho de tensão de um amplificador transistorizado na configuração emissor comum polarizado em Classe A.
	AVcalculado
𝑹𝒄
−
𝑹𝒆
	AVmedido
𝒗𝒐
𝒗𝒊
	
	
Figura 9
Figura 10
Figura 11
Figura 12
Figura 13
Figura 14
EXPERIÊNCIA 3: Resposta em frequência
O teste de resposta em frequência é de fundamental importância para todos os sistemas que trabalham qualquer tipo de sinal. Neste teste será possível constatar a faixa de frequências na qual o circuito responde corretamente. Desta forma é possível saber que tipo de sinal o amplificador vai poder amplificar (áudio, vídeo, sinais biológicos, temperatura, pressão, etc.). Este teste serve para verificar o desempenho de circuitos, equipamentos, sistemas e componentes eletrônicos e elétricos em relação a sinais compostos por harmônicos de várias frequências.
Abaixo e acima de determinadas frequências chamadas frequências de corte a potência do sinal de saída cai abaixo da metade da potência que o mesmo tem entre as duas frequências (banda passante). Todo sinal cuja frequência seja inferior à frequência de corte inferior fL (L de Low) será rejeitado, e todo cuja frequência seja superior à frequência de corte superior fH (H de High) será rejeitado também.
No teste de resposta em frequência, as frequências de corte são aquelas para as quais o ganho (neste caso ganho de tensão) é igual a 70% do ganho na banda passante, ou tem 3dB a menos se estivermos considerando a escala decibel para o ganho, como apresentado na Figura 9.
Figura 9: Resposta em frequência de um amplificador.
· Ajuste o gerador de sinais para fornecer um sinal senoidal de 1V de tensão de pico a pico (aproximado). Para o teste a frequência do sinal deverá variar entre 1Hz e 20kHz. Para cada valor de frequência a Tabela 3 deverá ser preenchida. Não será possível verificar a frequência de corte superior devido a limitações do gerador.
Figura 10: Montagem do circuito para medição da resposta em frequência.
· A ponta de prova do Canal 1 do osciloscópio deverá ser colocada como indica o conector amarelo e a ponta de prova do Canal 2 como indica o conector azul. Os terminais terra das duas pontas deverão ser colocados no terra do circuito.
· De 1 a 10Hz: tirar várias medições (nesta faixa está a frequência de corte inferior).
· Entre 50Hz e 20kHz tirar algumas medições.
· Identifique a frequência de corte inferior considerando que nessa frequência o valor da amplitude (ganho) é 70% da amplitude máxima.
· Monte um gráfico de AV em função da frequência e verifique a resposta do amplificador. Identifique a banda passante do amplificador (ganho máximo). O eixo da frequência deverá estar em escala logarítmica.
Tabela 3: Resposta em frequência do amplificador.
	𝒇[𝑯𝒛]
	𝒗𝒊[𝑽]
	𝒗𝒐[𝑽]
	𝒗𝒐
|𝑨𝑽 = 𝒗 |
𝒊
	1
	157mV
	345mV
	2,20
	4
	188mV
	596mV
	3,17
	8
	345mV
	1,16V
	3,36
	10
	376mV
	1,51V
	4,01
	50
	1,60V
	7,06V
	4,36
	10000
	2,29V
	10V
	4,36
	20000
	1,85V
	8,60V
	4,64