Capítulo 3: Circuitos ressonantes

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Jónatas Canto Maranhão
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1 Capítulo 3: Prof. Alan Petrônio Pinheiro Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica

2 Parte 1: circuitos ressonantes 2 O que é? Uso: Transmissores e receptores Selecionar faixa de frequências Conceitos: Decibel: razão entre duas medidas de potênciapara descrever perdas e ganhos dbm= relação a 1mW Conversão escala linear em db: _ 20. Por definição, na ressonância: X L =X C Conversão db em escala linear: 10 _ Valor em db Valor linear 20 db db 3,1 6 db 2 0 db 1-6 db 0,5-10 db 0,31-20 db 0,1-40 db 0,01-60 db 0,001

3 Resposta do filtro 3 Q do circuito Não confundir com Q componente! Indica seletividade de um circuito ressonante Perda inserção Componentes inseridos entre gerador e carga

4 Sintonizador LC Filtro passa-baixas: passa-altas: 4

5 mistos Circuito ressonante ou circuito sintonizador Rs=50 ohm; L=0.05uH e C=25pF Q circuito depende: R s, R L e Q dos componentes Estudo caso (I) Estudo caso (II) 5 Na ressonância 1.1

6 Q circuito sintonizador Caso I: efeitos de R s e R L no circuito sintonizador Teste I.A: substituir Rspor 1k ohm (sem inclusão R L ): observe o aumento de Q! 6

7 Teste I.B: incluir carga R L : decrementa Q! Como melhorar Q? Neste caso temos: Rp= resistência paralela equivalente entre Rs e RL Xp= reatância indutiva ou capacitiva (são iguais na ressonância) Selecionar bons valores de Rse RL Selecionar componentes de L e C 7

8 Exemplo 1: projete um circuito sintonizador para operar entre uma resistência de fonte de 150 ohms e uma carga de 1k ohms. Deseja-se sintonizar a frequência de 50MHz com uma largura de faixa de 2,5MHz. 8

9 Perdas inserção Circuito ressonante promove perca de ganho 9 Circuito sem sintonizador: 50% de Vin Inserção de circuito sintonizador entre gerador e carga efetiva Circuito com sintonizador: 45% de Vin (perda de 5% a mais de Vinem relação ao cenário sem circuito sintonizador) dB

10 Acoplamento de circuitos ressonantes Nem sempre um simples estágio resolve Uso: decaimento mais rápido Q do circuito passa a ser 0,707 do Q de um circuito ressonante Acoplamento capacitivo C= capacitância do circuito de ressonância Q= Q do circ. de um ressonador simples 10

11 Acoplamento indutivo L= indutância do circuito de ressonância Q= Q do circ. de um ressonador simples 11

12 Transformações de impedâncias Alguns casos é necessário dispor de artifícios para aumentar ou diminuir cargas (R s ou R L ). Solução: usar configurações de capacitores ou indutores específicas Caso 1: aumento de Rs Opção capacitiva: Circuito original Circuito equivalente Circuito final com carga Opção indutiva : 1 sendo que auto-transformador ou indutor com derivação 12

13 Exemplo 5: projete um circuito ressonante com fator Q=10 e frequência central de 100MHz que deve operar com um sistema cujo R s =50 ohm e R L = 2K ohm. Assuma que o Q do indutor é 100 (em 100Mhz). Caso 2: aumento/diminuição de R L Relação impedância: = 13

14 Resumo fórmulas circuitos ressonantes Q circuito geral: Q circuito com Rse RL: Onde: Xp= reatância capacitiva ou indutiva na ressonância Acoplamento entre estágios Onde: C ou L= capacitância ou indutância do circuito de ressonância; Q= Q do circ. De um ressonador simples 14

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