Eletrônica II_BS_A1_Eric de Oliveira Furtado (1)

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CURSO: ENGENHARIA ELÉTRICA GRAU: 
UNIDADE: BONSUCESSO TURMA: ELT0491N 
DISCIPLINA: ELETRÔNICA II AVALIAÇÃO A1 A2 A3 
PROFESSOR: VINICIUS COUTINHO DE OLIVEIRA DATA: 20/04/2021 
ALUNO: Eric de Oliveira Furtado MATRÍCULA: 17202591 Nº ATA: 20 
 
PARA NÃO FICAR COM ZERO, TENHA ATENÇÃO ÀS INSTRUÇÕES E OBSERVAÇÕES NA 
ÚLTIMA PÁGINA! 
SITUAÇÃO-PROBLEMA 
Você é responsável por elaborar parte de um projeto eletrônico de um sistema de monitoramento de 
motores industriais. O diagrama de blocos do sistema completo é mostrado na Figura 1. Neste sistema, há 
sensores de vibração de motor que geram sinais de tensão (v’1 e v’2) compatíveis com o protocolo HART. 
Para evitar que ocorram alarmes falsos de trepidação excessiva devido a ruído e/ou interferência, na etapa 
de entrada da eletrônica do sistema (etapa de condicionamento de sinal) devem ser inseridos filtros de 
sinal ativos com amp-ops, do tipo passa-faixa (assunto da Aula 04 e exercícios respectivos da lista). 
Também para evitar alarmes falsos, é adotada redundância de sensores, isto é, são instalados no local dois 
sensores em vez de apenas um. Os sinais de ambos os sensores, já condicionados (v1 e v2), são aplicados a 
um amplificador de diferenças com amp-op (assunto da Aula 03 e exercícios respectivos da lista). Se os 
sinais são iguais, o sinal à saída do amplificador de diferenças, vdif, é nulo. Assim, quando a informação 
produzida pelos sensores não for concordante, notar-se-á um valor de vdif diferente de zero. 
Por fim, há um subsistema de segurança que atua quando os sensores produzem sinais discordantes 
(provável defeito em um dos sensores). Este subsistema é composto por um retificador de onda completa 
com filtro capacitivo, que converte o sinal vdif em um valor dc (vretif); um integrador (assunto da Aula 
03 e exercícios respectivos da lista), que gera uma rampa vint proporcional à vretif; e um comparador, 
que recebe este sinal vint e produz um nível lógico “baixo” à sua saída caso vint seja maior do que o limiar 
de referência vref. Quando a saída vo do comparador assume nível “baixo”, a alimentação da bobina da 
contatora K1, conectada ao coletor de um transístor Q1, é cortada, desligando o motor M1. 
 
FIGURA 1 
 
 
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********************************** QUESTÕES ********************************** 
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Nas questões abaixo, salvo especificação em contrário, considere os amp-op ideais. 
1. Na etapa de filtragem, sejam os resistores de entrada (RG) e de realimentação (RF) dos amplificadores 
dos filtros ativos todos de 1 k. Considere, também, que possam ser utilizados apenas capacitores C 
de valor 3,3 nF. Realize o projeto dos filtros, que devem ser do tipo passa-faixa de 1ª ordem, 
determinando o valor dos demais resistores, de modo que a frequência de corte superior seja de 6200 
Hz e a frequência de corte inferior de 775 Hz. Além disso, calcule o ganho proporcionado por cada 
amplificador. [2,0 pontos] 
2. Sejam os resistores de entrada do amplificador de diferenças iguais a 3,3 k. Realize o projeto do 
amplificador de diferenças, calculando o valor dos demais resistores de modo que o ganho absoluto 
tanto para o sinal v1 quanto para o sinal v2 seja |A| = 2. Além disso, elabore diagrama de circuito 
contendo: os filtros de entrada e seus componentes; o amplificador de diferenças e seus componentes; 
a interligação entre os filtros de entrada e o amplificador de diferenças. No diagrama, é obrigatório 
indicar os valores dos resistores e capacitores e as entradas não inversora e inversora dos amp-ops. 
 [3,0 pontos] 
3. Considere que o circuito integrador do projeto seja idêntico ao apresentado na Aula 03. Seja a 
resistência do resistor R deste circuito igual a 160 k. Calcule o valor do capacitor C em F e com 
uma casa decimal que resulte num fator de escala |k| = 2. Demonstre seus cálculos. [2,0 pontos] 
4. Foi mencionado anteriormente que a bobina da contatora, conectada ao coletor de Q1, é desenergizada 
quando a saída do comparador assume nível “baixo”. Supondo isso, realize a análise dos sinais, 
considerando o comportamento das grandezas elétricas (isto é, se a grandeza em questão aumenta ou 
diminui) a seguir: (a) tensão na base de Q1; (b) corrente na base de Q1; (c) tensão entre coletor e 
emissor de Q1; (d) corrente de coletor de Q1 (metodologia semelhante à que estudamos na Aula 02).
 [0,5 ponto] 
5. Suponha que, em vez de amp-ops ideais, tenhamos que utilizar um dos seguintes modelos comerciais: 
TL082 ou CA3140. 
 Procure os datasheets destes amp-ops (na web, na pasta da disciplina no Google Drive, etc.) e 
anote no quadro-resposta 1, na próxima página, os valores e unidades de: (a) ganho de tensão 
(em V/mV ou kV/V); (b) RRMC (em dB); (c) resistência de entrada; (d) slew rate (parâmetro 
estudado na Aula 05); (e) banda de ganho unitário (em MHz) (parâmetro estudado na Aula 
05). Usar os valores típicos dos parâmetros! 
 Verifique nos datasheets destes CIs amplificadores operacionais se os mesmos possuem 
terminais que permitem conectar um potenciômetro para ajuste de offset (Aula 05), e preencha 
a resposta no quadro-resposta 1. 
 Pesquise em varejistas de componentes eletrônicos (sugestões: www.baudaeletronica.com.br e 
www.usinainfo.com.br/) o custo de cada um destes componentes, e anote no quadro-resposta 
1. Obs.: o preenchimento completo do quadro-resposta 1 vale 1,0 ponto. 
 Calcule a frequência de corte fc do CI CA3140 (Aula 05). [0,5 ponto] 
 Responda: qual destes modelos mais se aproxima do amp-op ideal no quesito ganho de 
tensão? Explique sucintamente (as características do amp-op ideal foram estudadas na Aula 
01). [1,0 ponto] 
**************************** FIM DAS QUESTÕES ****************************** 
 
http://www.baudaeletronica.com.br/
http://www.usinainfo.com.br/
 
 
QUADRO-RESPOSTA 1 
[1,0 ponto] 
Modelo do CI 
Ganho de tensão 
RRMC 
Resistência de entrada 
Slew rate 
Banda de ganho unitário 
Permite ajuste externo de 
offset? (sim/não) 
 
Custo unitário (R$) 
 
 
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******************************** IMPORTANTE ******************************** 
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 As instruções sobre como submeter este trabalho estão no Classroom. 
 Esta avaliação é individual. 
 As respostas devem ser feitas à mão livre. Trabalhos digitados, no todo ou em parte, 
receberão grau 0,0 (zero). 
 A qualidade da digitalização (scanner ou foto) deve ser boa o suficiente para que o trabalho 
seja legível. Trabalhos ilegíveis receberão grau 0,0 (zero). 
 O trabalho deve ser submetido como um arquivo ÚNICO, em formato .pdf, de tamanho 
até 10 MB. Use o aplicativo de sua preferência para isso (ex.: CamScanner). 
 O arquivo deve ser nomeado da seguinte forma: nome_e_sobrenome_do_aluno.pdf. Ex.: 
Vinicius_Coutinho.pdf. 
 Favor escrever o mais legivelmente possível. 
 Faça com calma e atenção. Resolva por partes, de maneira organizada! 
 Demonstre todos os seus cálculos! Resultados, mesmo que corretos, que estiverem 
incoerentes com as contas acarretarão 0,0 (zero) na questão. 
 No resultado dos cálculos, indique sempre as unidades! Tenha o cuidado de notá-las 
corretamente!!! 
 Os trabalhos devem ser enviados pela plataforma Classroom até, no máximo, as 22 h da data 
indicada no cabeçalho desta folha. Se este prazo não for cumprido, a(o) aluna(o) receberá grau 
0,0 (zero). 
 A nota máxima desta avaliação é 10,0 (dez). Esta avaliação equivale a 100% da nota da A1. 
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