atividade pratica de eletronica analogica

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Eletrônica Analógica
 
Prof. Eng. Viviana R. Zurro MSc.
 
 
 
Eletrônica Analógica
 
Prof. Eng. Viviana R. Zurro MSc.
 
 
 
Eletrônica Analógica
 
Prof. Eng. Viviana R. Zurro MSc.
 
Atividade Prática 
1. 	OBJETIVO 
Entender o funcionamento dos circuitos não lineares utilizando diodos. Trabalhar com retificadores de meio onda e de onda completa. Projetar e testar uma etapa de um amplificador transistorizado. 2. MATERIAL UTILIZADO 
	
	Componentes 
	Quantidade 
	Material Utilizado 
	Kit 
	1 
	Transformador 
	Boole 
	2 
	Diodos 1N4007 
	Boole 
	1 
	Diodo 1N4148 
	Boole 
	2 
	Resistores de 1k 
	Edison 
	1 
	Kit Cabos Rígidos 
	Edison 
	1 
	Terminal Parafuso 3P 
	Edison 
	1 
	Transistor BC337 NPN 
	Boole 
	2 
	Capacitores de 10µF 
	Edison 
	4 
	Resistores 
	Edison 
	1 
	Cabo Flexível Azul 
	Edison 
	1 
	Cabo Flex. Amarelo 
	Edison 
	
	Equipamentos / Ferramentas 
	Quantidade 
	Descrição 
	Kit 
	1 
	Osciloscópio / Analisador Lógico 
	Boole 
	1 
	Multímetro 
	Edison 
	1 
	Adaptador AC 
	Edison 
	1 
	Gerador de Funções 
	Boole 
	1 
	Fonte Ajustável 
	Edison 
	1 
	Protoboard 
	Edison 
	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 
 
Diagrama de pinos do transistor 
 
Os alunos que tiverem os kits Thomas Edison (fonte ajustável) e/ou George Boole (gerador de funções) na caixa de papelão deverão montar o gerador de funções e a fonte ajustável como indicado na Aula 11 Linha 2. 
 	 
Os alunos que tiverem Thomas Edison (fonte ajustável) e/ou George Boole (gerador de funções) na caixa de plástico deverão usar o gerador de funções e a fonte ajustável como indicado na Aula 14. 
3. 	INTRODUÇÃO Diodos 
A tensão de alimentação dos circuitos eletrônicos deve ser contínua e estável. Mas a tensão fornecida pela rede elétrica é senoidal, bipolar (tem semiciclos 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 semiciclo 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. 
Transistores 
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 ganho 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. 
4. 	PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS 
Calibrar as pontas do osciloscópio como indicado no documento anexo Calibração pontas.pdf. 
Incluir fotos de todos os circuitos montados. 
 
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 de um Protoboard é mostrada na Figura 2. 
 
Figura 2: Esquema de conexão de uma placa de testes (Protoboard). 
O Protoboard é organizado em linhas numeradas e colunas identificadas por letras. Nas bordas do Protoboard estão as colunas com conexões de distribuição de alimentação, sendo a tensão positiva (VCC) identificada pela cor vermelha e pelo símbolo +, e a referência do circuito (GND) identificada pela cor azul e pelo símbolo -, conforme a figura abaixo. 
Métodos 
Antes de iniciar os testes seguintes, ler o Termo de Responsabilidade disponível na página 2. 
1. Separe os seguintes materiais: 
a. 1 Protoboard 
b. 1 Transformador 
c. 1 Osciloscópio 
d. 1 Diodo 1N400X 
e. 1 Resistor de 1 kΩ 
f. 1 Fonte ajustável 
2. Monte o circuito no Protoboard seguindo o esquema mostrado na Figura 1. 
3. Ligue o terra “0” no ponto médio do secundário do transformador. 
4. Ligue dois canais do osciloscópio com as pontas de prova previamente calibradas. 
5. Coloque os dois jacarés pretos das pontas de prova no ponto “0” (terra) do circuito. 
6. Coloque a ponta de prova do Canal 1 no ponto 1 (nó de entrada). 
7. Coloque a ponta de prova do Canal 2 no ponto Vo (nó de saída). 
8. 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] 
	38,9 
	18,8 
	Frequência [Hz] 
	60HZ 
	60HZ 
 
9. Desenhe as formas de onda de entrada e saída ou coloque uma imagem da tela do osciloscópio. Explique o resultado e justifique a forma de onda de saída. 
10. “A tensão de saída V0 é a menor que a tensão de entrada V1 por que passa pelo diodo, e com isso sua frequência fica em meia onda “
Curva de transferência 
1. Monte o circuito no Protoboard seguindo o esquema mostrado, substituindo o transformador por uma fonte de tensão. 
2. Coloque o multímetro no modo medição de tensão. 
3. Para valores negativos de Vi colocar o terminal positivo da fonte no ponto “0” (terra), e o terminal negativo no ponto “1”. 
a. Coloque o terminal comum (preto) do multímetro no ponto “0” (terra). 
b. Ajuste a tensão da fonte variável (no valor máximo para começar). 
c. Coloque o terminal vermelho do multímetro em “1” (Vi), meça e preencha o Vi na Tabela 2. 
d. Coloque o terminal vermelho do multímetro em Vo, meça e preencha o Vo na Tabela 2. 
e. Repita as medições até 0 V do sinal de entrada. 
4. Para valores positivos de Vi colocar o terminal positivo da fonte no ponto “1”, e o terminal negativo no ponto “0” (terra). 
a. Coloque o terminal comum (preto) do multímetro no ponto “0” (terra). 
b. Ajuste a tensão da fonte variável (em 0 V para começar). 
c. Coloque o terminal vermelho do multímetro em “1” (Vi), meça e preencha o Vi na Tabela 2. 
d. Coloque o terminal vermelho do multímetro em Vo, meça e preencha o Vo na Tabela 2. 
e. Repita as medições até a tensão máxima da fonte de entrada. 
5. 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] (valores exemplo) 
	Vo[V] 
	-10 
	0 
	-8 
	0 
	-6 
	0 
	-4 
	0 
	-2 
	0 
	0 
	0 
	2 
	1,45 
	4 
	3,36 
	6 
	5,38 
	8 
	7,31 
	10 
	9,35 
 
 	 
EXPERIÊNCIA 2: Retificador de onda completa 
 
Figura 3: Retificador de onda completa. 
Métodos 
1. Separe os seguintes materiais: 
a. 1 Protoboard 
b. 1 Transformador 
c. 1 Osciloscópiod. 2 Diodos 1N400X 
e. 1 Resistor de 1 kΩ 
2. Monte o circuito no Protoboard seguindo o esquema mostrado. 
3. Ligue dois canais do osciloscópio com as pontas de prova previamente calibradas. 
4. Coloque os dois jacarés pretos das pontas de prova no ponto “0” (terra) do circuito. 
5. Coloque a ponta de prova do Canal 1 no ponto 1 (nó de entrada). 
6. Coloque a ponta de prova do Canal 2 no ponto Vo (nó de saída). 
7. Verifique as formas de onda dos dois canais e preencha a Tabela 3. 
Tabela 3: Sinais de entrada e saída de um retificador de onda completa. 
	Parâmetro 
	V1 
	Vo 
	Tensão pico a pico [V] 
	38,6 
	18,8 
	Frequência [Hz] 
	60HZ 
	120HZ 
 
8. Desenhe as formas de onda de entrada e saída ou coloque uma imagem da tela do osciloscópio. Explique o resultado e justifique a forma de onda de saída analisando o circuito. 
9. “A tensão de entrada e saída são a mesma do primeiro experimento, porem a frequência dobra no ponto de saída V0, uma onda com o ciclo completo”
 	 
EXPERIÊNCIA 3: Ceifador em um nível 
 
Figura 4: Ceifador em um nível. 
Métodos 
1. Separe os seguintes materiais: 
a. 1 Protoboard 
b. 1 Transformador. 
c. 1 Osciloscópio 
d. 1 Diodo 1N4148 
e. 1 Resistor de 1 kΩ 
f. 1 Fonte ajustável 
2. Monte o circuito no Protoboard seguindo o esquema mostrado na Figura 4. Neste circuito V é a fonte ajustável. 
3. Ajuste a Fonte variável (ajustável) a um valor de tensão igual ao terceiro número do seu RU. (Exemplo: RU 1845635, ajuste a fonte variável para que tenha 4 V na saída.) 
4. Coloque a fonte variável no circuito. A fonte variável está indicada como V na Figura 4. 
5. Ligue dois canais do osciloscópio com as pontas de prova previamente calibradas. 
6. Coloque os dois jacarés pretos das pontas de prova no ponto “0” (terra) do circuito. 
7. Coloque a ponta de prova do Canal 1 no ponto 1 (nó de entrada). 
8. Coloque a ponta de prova do Canal 2 no ponto Vo (nó de saída). 
9. Verifique as formas de onda dos dois canais e preencha a Tabela 4. 
 	 
Tabela 4: Sinais de entrada e saída de um ceifador. 
	Parâmetro 
	Vi 
	Vo 
	Tensão pico a pico [V] 
	37,3 
	13,2 
	Frequência [Hz] 
	60HZ 
	60HZ 
 
10. Desenhe as formas de onda de entrada e saída ou coloque uma imagem da tela do osciloscópio. Explique o resultado e justifique a forma de onda de saída. 
11. A partir dos sinais de entrada e saída faça o gráfico da curva de transferência do circuito. 
12. “EM V1 a tensão de pico é mais alta porque está sendo medida na saída do Trafo, já em V0 está sendo medida na saída do Trafo com a fonte regulável e ambas tem sua forma de ondas na frequência de 60HZ, porem V0 é uma onda completa e V1 está lendo somente na parte positiva da onda”.
 	 
EXPERIÊNCIA 4: Polarização do transistor Dados do transistor e Fórmulas: 
𝛽 = 250 e VBE = 0,7V 
𝑉𝐶𝐸 = 𝑉𝐶𝐶 	𝐼𝐶 = 𝛽𝐼𝐵 	𝐼𝐸 = 𝐼𝐶 + 𝐼𝐵 	𝐴𝑉 = 𝑣𝑣𝑜𝑖 = − 𝑅𝑅𝐸𝐶 2
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. 
Sugestão adotar Re = 1KΩ, e R2 = 10KΩ. 
Coloque todos os cálculos no relatório. Será descontada nota se os cálculos não estiverem no mesmo. 
Circuito de polarização: 
 
+
 
V
CE
 
-
 
I
E
 
I
C
 
I
B
 
Figura 5: Circuito de polarização de um transistor NPN. 
Métodos 
Antes de iniciar os testes seguintes, ler o Termo de Responsabilidade disponível na página 2. 
1. Separe os seguintes materiais: 
a. 1 Protoboard 
b. 1 Transformador 
c. 1 Osciloscópio 
d. 1 Transistor BC337 
e. Resistores calculados no projeto 
f. 1 Fonte ajustável 
2. 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). 
3. 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). 
4. 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 6: Montagem do circuito para teste do transistor como amplificador. 
a. 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. 
b. 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 7: 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. 
c. 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. 
d. 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. 
e. Usando os valores de pico a pico dos sinais de entrada e saída calcule o ganho de tensão 𝐴𝑉 = 𝑣𝑣𝑜𝑖 e preencha a Tabela 5. 
f. Compare o ganho medido com o ganho calculado e explique o resultado. Pode ser ligeiramente diferente, explique por quê. 
Tabela 5: Ganho de tensão de um amplificador transistorizado na configuração emissor comum polarizado em Classe A. 
	AVcalculado 
𝑹𝒄
	−	 
𝑹𝒆
	AVmedido 
𝒗𝒐
 
𝒗𝒊
	 
	 
 
 	 
EaD-Lab2020 	1 	 
 
 	 
EaD-Lab2020 	1 	 
 
 	 
EaD-Lab2020 	1