Eletrônica Analógica

O roteiro como a instituição entrega

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Atividade Prática

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. Montar circuitos básicos com amplificadores operacionais.

MATERIAL UTILIZADO

Os materiais consumíveis deverão ser adquiridos pelos alunos para realizar a prática.

Componentes (o aluno deverá adquirir – consumíveis)

Quantidade

Material Utilizado mínima 2 Diodos 1N4007 1 CI UA741 1 Transistor BC337 ou BC548 NPN Resistores vários (o valor dos resistores dependerá do cálculo do - aluno

• Cabos Flexíveis (para as conexões na protoboard) 1 Transformador 220-110/12x2 (transformador com ponto médio)

Equipamentos fornecidos pelo polo:

• Duas fontes de alimentação
• Um osciloscópio com gerador de funções
• Um multímetro
• Uma protoboard

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.

Diodo

Transistor BC337

Amplificador Operacional UA741

ATIVIDADE

Incluir fotos de todos os circuitos montados e de todas as atividades realizadas.

Antes de realizar a atividade assistir ao seguinte vídeo:

_Osciloscópio_Polos UNINTER: Calibração das pontas, uso do Gerador de Funções, uso dos cursores ** https://youtu.be/SG734IVSn2Y

EXPERIÊNCIA 1: Ceifador em dois níveis

Nota da atividade: 3 pontos

Figura 1: Transformador com duas bobinas no secundário.

Figura 2: Ceifador em dois níveis.

Métodos

• Separe os seguintes materiais:

a. Protoboard b. Transformador.

c. Osciloscópio d. 2 Diodos 1N400X e. 1 Resistor de 10 kΩ f. 2 Fontes de alimentação

• Monte o circuito no Protoboard seguindo o esquema mostrado na Figura 3.

Figura 3: Montagem do circuito.

Figura 4: Colocação das pontas do osciloscópio.

• Para realizar a tarefa siga o passo a passo indicado no vídeo a seguir:

Ceifador em dois níveis: https://youtu.be/UnvKUDj2_jU

• Conteúdo do vídeo:

a. Montagem do circuito b. Uso dos equipamentos de medição c. Passo a passo para preenchimento das Tabelas 1 e 2

• Para usar os cursores para levantamento de dados da Tabela 2 veja o vídeo da página

_2 **

Tabela 1: Sinais de entrada e saída de um ceifador (ver vídeo para saber como completar a tabela).

Tabela 2: Curva de transferência de um ceifador em dois níveis (ver vídeo para saber como completar a tabela).

v_i [V] v_o [V]

• Coloque no relatório uma imagem da tela do osciloscópio mostrando os sinais de entrada e saída.

a. (1p) Explique o funcionamento do circuito (funcionamento do circuito com diodos) b. (0,5p) Justifique a forma de onda de saída.

• (1,5p) A partir dos sinais de entrada e saída apresentados na Tabela 2 faça o gráfico da curva de transferência do circuito.

Como traçar a curva de transferência usando o Excel: https://youtu.be/By8LOOIB33g --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

EXPERIÊNCIA 2: Amplificador transistorizado

Nota da atividade: 4 pontos Polarizar um circuito transistorizado para trabalhar na região ativa considerando os V

Considerando a alimentação V_CC = 15V, projetar a etapa para ter um ganho A_V = −4.

• 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.

Coloque todos os cálculos no relatório. Será descontada nota se os cálculos não estiverem no mesmo.

Figura 5: Amplificador transistorizado.

Métodos

• Separe os seguintes materiais:

a. Protoboard b. Gerador de funções c. Osciloscópio d. Fonte de alimentação e. 1 Transistor BC337 f. Resistores calculados no projeto g. 1 Capacitor de 10µF (o de saída não será necessário neste caso)

Figura 6: Montagem do circuito.

Figura 7: Colocação das pontas do osciloscópio.

• (1,5p) Cálculo do circuito a partir dos dados do ponto de operação
• Para realizar a tarefa siga o passo a passo indicado no vídeo a seguir:

Transístor de junção: https://youtu.be/fPOEEqmS7oI

• Conteúdo do vídeo:

a. Montagem do circuito b. Uso dos equipamentos de medição c. Passo a passo para preenchimento das Tabelas 3 e 4

• Para usar o gerador de funções veja o vídeo da página 2 **

Tabela 3: Ponto de operação do transistor (ver vídeo para saber como completar a tabela).

Tabela 4: Ganho de tensão de um amplificador transistorizado na configuração emissor comum polarizado em Classe A (ver vídeo para saber como completar a tabela).

A_V calculado A_V medido

• Coloque no relatório imagens da tela do osciloscópio mostrando os sinais de entrada e saída.

a. (0,5p) Determine o ponto de operação real do sistema (Tabela 3).

b. (0,5p) Varie o formato e forma de onda e frequência do sinal de entrada e verifique o sinal de saída. A resposta do sistema é linear? Por quê? Pesquise.

c. (0,5p) Pesquise na teoria. O que acontece com o sinal de saída se o sinal de entrada é grande? Por quê?

d. (0,5p) Usando os valores de pico a pico dos sinais de entrada e saída calcule o v ganho de tensão A_V =_v^o e preencha a Tabela 4.

i e. (0,5p) Compare o ganho medido com o ganho calculado e explique o resultado.

Pode ser ligeiramente diferente, explique por quê.

EXPERIÊNCIA 3: Amplificador Operacional

Nota da atividade: 3 pontos Os amplificadores apresentados na Figura 6 serão testados por separado. O amplificador operacional deverá ser alimentado com V_CC = 12V e −V_EE = −12V.

• (0,5p) Para o amplificador inversor (Figura 6(a)), calcular R_1 e R_2 de tal forma que o circuito tenha um ganho de tensão A_V = −4.
• (0,5p) Para o amplificador não inversor (Figura 6(b)), calcular R_1 e R_2 de tal forma que o circuito tenha um ganho de tensão A_V = 3.
• Para os dois circuitos:

o Adotar os resistores necessários e calcular os outros em função deles.

o Para os resistores calculados, adotar o resistor de valor comercial mais próximo.

Coloque todos os cálculos no relatório. Será descontada nota se os cálculos não estiverem no mesmo.

• (b)

Figura 8: (a) Amplificador inversor. (b) Amplificador não inversor.

Métodos Para os dois circuitos

• Separe os seguintes materiais:

a. Protoboard b. Gerador de funções c. Osciloscópio d. 2 Fontes de alimentação e. 1 Amplificador operacional UA741 (pode ter outro nome como LM741, o que importa é o número 741) f. Resistores calculados no projeto Pino 1

Figura 9: Amplificador inversor – montagem do circuito.

Pino 1

Figura 10: Amplificador não inversor – montagem do circuito e colocação das pontas do osciloscópio.

• Para realizar a tarefa siga o passo a passo indicado nos vídeos a seguir:

Amplificador inversor: https://youtu.be/FwNEiwguIdU Amplificador não inversor: https://youtu.be/8yOD3sek28I

• Conteúdo dos vídeos:

a. Montagem do circuito b. Uso dos equipamentos de medição c. Passo a passo para preenchimento da Tabela 5

• Para usar o gerador de funções veja o vídeo da página 2 **
• Coloque no relatório imagens da tela do osciloscópio mostrando os sinais de entrada e saída.

a. Deverá ser apresentado um gráfico para cada circuito.

b. Em cada gráfico deverá ser especificado a qual circuito ele pertence.

c. Para os dois amplificadores i. (0,5p) Varie o formato e forma de onda e frequência do sinal de entrada e verifique o sinal de saída. A resposta do sistema é linear? Por quê?

Pesquise.

ii. (0,5p) Pesquise na teoria. O que acontece com o sinal de saída se o sinal de entrada é grande? Por quê?

iii. (0,5p) Usando os valores de pico a pico dos sinais de entrada e saída calcule v o ganho de tensão A_V =_v^o e preencha a Tabela 5.

i iv. (0,5p) 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 amplificadores na configuração de inversor e não inversor (ver vídeos para saber como completar a tabela).

Inversor Não inversor

A_V A_V

A_V medido A_V medido calculado calculado