UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE CENTRO DE ENGENHARIA ELÉTRICA E INFORMÁTICA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE CENTRO DE ENGENHARIA ELÉTRICA E INFORMÁTICA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA SÉRIE DE EXERCÍCIO #A7 () Analise o circuito a seguir e determine V A e V o. V A V (2) AMPLIFICADOR DIFERENCIAL No circuito a seguir considere V A =0V, V 2 =6V e R=k. (A) Determine a corrente I x. (B) Determine V e V B. (C) Sabendo-se que V V k V 2 V ) determine k. B A ( o I X V V k B (3) Determine o valor da corrente i. i

2 (4) AMPLIFICADOR DIFERENÇA No circuito a seguir R2 50R V2 200mV Vo 0V. Determine V. V (5) CONTROLADOR PI COM AMPLIFICADORES OPERACIONAIS No seu primeiro dia de trabalho em uma fábrica de papel, um engenheiro é convocado para substituir o sistema de controle analógico do motor principal da bobinadora por um digital. Entre os diagramas elétricos que o fabricante forneceu, na época da compra do equipamento, o engenheiro encontrou o detalhe do controlador, mostrado no esquema a seguir. Trata-se de um controlador Proporcional-Integral (PI) com ganhos K P (Proporcional) e K I (integral). Determine o valor de K P e K I. Determine as tensões V A, V B e V o. (6) Determine os valores de todas as correntes e tensões indicadas no circuito a seguir. V X 600mV. 2

3 (7) COMPUTAÇÃO ANALÓGICA Mostre que o circuito a seguir, com apenas um amplificador operacional, é capaz de realizar 2 dx d x a seguinte função matemática: Y Ax B C, onde x é representado pela entrada V 2 i e Y dt dt é representado pela saída V o. Encontre a função de transferência H(s) e determine os parâmetros A, B e C. (8) SIMULAÇÃO DE IMPEDÂNCIA Mostre que o circuito usando amplificadores operacionais mostrado na figura a seguir possui uma impedância equivalente a de uma indutância L em série com um resistor R. L = Determine V X e i. V X i (9) COMPARADOR DE TENSÃO Questão (A) Encontre os valores das tensões nos pontos A, B, C e D para o circuito da figura a seguir. Indique quais LED s deverão aceder quando Vi = 3V. Observe que os LED s acederão proporcionalmente ao valor da tensão de entrada Vi, ou seja, quanto maior a tensão de entrada Vi mais LED s estarão acesos, servindo de indicador de nível de tensão. Questão (B) (A) Determine a faixa de valores da tensão V i para que aceda apenas os LEDs e 2. (B) Quais LEDs deverão acender quando V i = 0. Questão (A) (A) Questão (B) (B) 3

4 (0A) Um técnico em eletrônica, auxiliar de engenheiro, mediu as seguintes tensões: V 80mV, V2 20mV e Vo 840mV. A partir dos valores medidos determine R R e., 2 R3 (0B) Determine as tensões e sugira uma aplicação para o circuito mostrado na figura a seguir. () PRÉ-AMPLIFICADOR PARA MICROFONE DE ELETRETO COM FILTRO PASSA ALTA PARA REMOÇÃO DE NÍVEL DC Se você estiver trabalhando em um projeto que responde a sons, o circuito a ser usado, muito provavelmente, vai exigir algum tipo de microfone para a transdução do som em uma tensão associada a algum tipo de amplificação desta tensão. A seguir temos o exemplo de um circuito amplificador para microfone de eletreto, com base em um amplificador operacional. O circuito proporciona ganho em tensão ao sinal proveniente do microfone como também elimina o nível DC da polarização do microfone através de um filtro passa alta. Este circuito amplifica as pequenas tensões geradas na saída do microfone para um nível de tensão que possa alimentar, por exemplo, um amplificador de potência. É também possível utilizar este circuito para amostrar o sinal de áudio proveniente de um microfone de eletreto para ser digitalizado por um conversor analógico-digital. Como engenheiro projetista determine os valores dos resistores R e R 2 tal que o amplificador mostrado na figura a seguir possua um ganho em tensão de 40 db e uma frequência de corte de 20 Hz. 4

5 (2) AMPLIFICADOR DE CORRENTE No circuito a seguir a corrente i o ki. Determine o valor de k. Sugira uma aplicação. (3) MULTIPLICADOR ANALÓGICO (A) Esboce graficamente as formas de ondas em V e V 2. Considere R=0k e C=0nF. (B) Determine as frequências presentes na saída V o do multiplicador analógico. k 5

6 (4) COMPARADOR DE TENSÃO LINEAR O circuito a seguir é empregado quando se deseja indicar visualmente, através do acionamento de um conjunto de LED s, o nível de uma determinada tensão. Determine quais LED s acenderão quando V i = 7,5V. Considere V R = 9V. (5) FILTRO ATIVO PASSA FAIXA DE SEGUNDA ORDEM Determine: (A) A frequência central. (B) O fator de qualidade Q. (C) A faixa de passagem. (D) O ganho H o. (E) Verdadeiro-Falso I Se o valor de R for diminuído de dez vezes o ganho aumenta dez vezes e a faixa de passagem permanece a mesma, ou seja, não se altera. II Se o valor de C for aumentado de dez vezes o ganho não se altera e a faixa de passagem diminui em dez vezes. 6

7 (6) Encontre a função de transferência H(s) para o filtro a seguir. Classifique-o como filtro. Determine o ganho Ho, o fator de qualidade Q e a faixa de passagem. (7) CONVERSOR ANALÓGICO-DIGITAL (A/D) Um conversor A/D de 0 bits é usado em um projeto para monitorar o nível de água em um reservatório. Considere o tanque cheio quando atingir 0 metros e o conversor A/D registrar uma saída binária igual a. Tanque vazio possui saída binária igual a (A) Determine o valor decimal equivalente a saída do conversor A/D (0000) e o valor a ser registrado no display. Preencha os valores no quadro a seguir. Display registra a altura em metros. (B) Determine a saída binária do conversor A/D quando o tanque estiver com /4 da sua capacidade. SAÍDA BINÁRIA (/4 do volume) (8) FONTE CHAVEADA A fonte chaveada mostrada na figura a seguir é usada para fornecer 2V a uma carga a partir de uma pilha de,5v. Frequência de chaveamento de 20 khz. (A) Identifique o tipo de conversor e determine o valor do duty cycle necessário. K = (B) Expresse graficamente, com valores, a tensão V L sobre o indutor. L=0 H. 7

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