Electrónica II. 1º Trabalho de Laboratório Realimentação

Tamanho: px

Começar a partir da página:

Download "Electrónica II. 1º Trabalho de Laboratório Realimentação"

Luís Arruda
5 Há anos
Visualizações:

1 Electrónica II 2º Semestre 2015/2016 1º Trabalho de Laboratório Realimentação (1º trabalho) Fevereiro 2016 Instituto Superior Técnico Departamento de Engenharia Electrotécnica e de omputadores Área ientífica de Electrónica

2 Trabalho realizado por Marcelino Santos e arlos Leme [1]. Reformulado em 2011 por Helena Sarmento e José Gerald e em 2015 por João Freire e José Gerald. [1] Marcelino Santos e arlos Leme, Guia de laboratório de Electrónica II Realimentação 2º Trabalho de Laboratório, IST, Fevereiro de

3 Introdução Pretende-se estudar neste trabalho o efeito da realimentação em amplificadores. Os circuitos a estudar no laboratório (ver Figura 1) são: Um andar de amplificação de um receptor simples para sinais modulados em amplitude (2º andar da Figura 1) Um amplificador de saída. Serão analisados os efeitos da realimentação na estabilização do ponto de funcionamento em repouso (PFR), no ganho de tensão, na impedância de entrada e na impedância de saída do andar de amplificação, e na linearização do funcionamento do amplificador de saída (redução da distorção de crossover). V 100 nf kw mh 500 pf 1 kw nf 549 ma out VEE antenna 120 kw R1 R2 100 nf 1º andar 2º andar Receptor de sinais modulados em amplitude (AM) Amplificador de saída 1.1. Figura 1 - Receptor de AM seguido de andar de saída. O receptor de AM (amplitude modulation) da Figura 1 (1º e 2º andares) é proposto no sítio ircuit Exchange International 1. O receptor inclui um andar inicial, amplificador sintonizado, que permite sintonizar e amplificar sinais modulados em amplitude (sinais na banda de frequências entre 550 khz e 1600 khz). É constituído por uma montagem de colector comum, seguida de um emissor comum. A malha que inclui o circuito L de sintonia permite captar o sinal de AM. Para uma melhor recepção do sinal de AM, pode ser utilizada uma antena com uma bobina que se coloca perto da bobina do circuito L. O sinal captado pela antena é transferido para o circuito. O 2ª andar de amplificação é uma montagem de emissor comum, com realimentação

4 1ª Parte Preparação teórica Nota: Nos cálculos que efectuar utilize os valores típicos apresentados nas folhas de catálogo dos componentes. Para o ponto de funcionamento em repouso, utilize para o valor do ganho de corrente em corrente contínua (D current gain HFE) e na análise em sinais fracos hfe. 1. Estudo do 1º andar de amplificação do receptor de AM 1.1. Identifique no 1º andar a topologia de realimentação. Tenha em conta os valores dos condensadores e da bobina e portanto as suas impedâncias em D e à frequência do sinal (550 khz a 1600 khz). A tensão na entrada do amplificador é a tensão na base do transístor do andar de colector comum. Esta tensão é gerada por acoplamento magnético na bobina. 2. Estudo do 2º andar de amplificação do receptor de AM 2.1. Determine o PFR do circuito da Figura 2, quando T1 é um 547 e quando se substitui por um 547. Qual a diferença nos dois transístores que justifica as diferenças no PFR? Determine a variação percentual da tensão no colector (V) do transístor T 2.2. onsidere apenas o transístor 547 no circuito da Figura Identifique a topologia do amplificador realimentado. Redesenhe o circuito (em termos de A e ) de forma a ilustrar esta topologia Determine os parâmetros dos diportos que permitem calcular A e (teoria da realimentação). v o v i 10 mf Z o Z i Figura 2 2º andar de amplificação do receptor AM Determine o ganho de tensão vo/vi do amplificador realimentado Determine a impedância de entrada do amplificador realimentado, Zi, assinalada na Figura Determine a impedância de saída do amplificador realimentado, Zo, assinalada na Figura onsidere o circuito da Figura 3 no qual se suprimiu a realimentação realizada pela resistência de, mas onde se mantém o PFR através da malha da Figura 2(a) e T1 é um

5 R kw A R mf R 4 1 kw v i R 1 10 mf R 3 v o (a) (b) Figura 3 2º andar de amplificação do receptor AM sem realimentação Determine o valor de R4 que mantém o PFR determinado em 2.1 para o transistor Determine o novo PFR quando T1 é substituído pelo onsidere o circuito da Figura 3 (amplificador não realimentado) com o transístor 547. Determine o ganho de tensão vo/vi, a impedância de entrada, Zi, e a impedância de saída, Zo, do amplificador não realimentado. 3. Estudo do amplificador de saída onsidere V Eon 0,7V. V = V V = V V i - ma741 + V b 547 V o V i - ma741 + V b 547 V o -V R 1 = 557 T 2 R L = 1 kw -V R 1 = A T R L = 1 kw R 2 = 1 kw -V =- R 2 = 1 kw -V =- (a) Figura 4 - Amplificador de saída. (b) 3.1. onsidere o amplificador de saída da Figura 4 (a) Identifique a topologia da realimentação Determine o valor aproximado do ganho de tensão (faça, justificando, as aproximações que entender convenientes) Esboce as formas de onda em Vb e Vo quando Vi = 0,3 sen (2 1000t) V

6 3.2. onsidere o amplificador da Figura 4 (b) Determine o valor aproximado do ganho de tensão Esboce as formas de onda em Vb e Vo quando Vi = 0,3 sen (2 1000t) V. Parte Preparação Laboratorial Notas: Os circuitos a analisar devem vir montados para a aula. Na placa de bread board, monte da esquerda para a direita: o 2º andar de amplificação (Figura 2) e o andar de saída (Figura 4). Tente manter na bread board o circuito com os componentes em posição semelhante à dos respectivos diagramas esquemáticos. Tenha especial cuidado ao montar os transístores. Na Figura 5 ilustra-se a posição do emissor, colector e base nos encapsulamentos dos transístores PNP e NPN. Ao ligar os condensadores electrolíticas tenha em atenção a sua polaridade. Tenha o máximo cuidado nas ligações. 557 (PNP) 547 (NPN) E 1 2 E Figura 5 Terminais dos transístores 557 e 547 Utilize o osciloscópio sempre que possível para medir os valores pedidos no plano de trabalhos. Tenha em atenção a atenuação (pré-definida) dos canais do osciloscópio. Todos os resultados dos ensaios devem ser comentados com base na análise teórica. 1. 2º andar de amplificação 1.1. No circuito da Figura 2, com o transístor 547, faça vi = 0. Meça a tensão no ponto (colector do transístor). omente os resultados obtidos para o PFR com base nos valores obtidos na preparação teórica Substitua o transístor 547 pelo 547. Meça de novo a tensão do colector. alcule a variação percentual desta tensão. omente as diferenças no PFR devidas à substituição de um transístor pelo outro

7 1.3. Reponha o transístor 547. om vi = 10 sen(2π1000 t) mv, determine o ganho de tensão vo/vi. omente os resultados om o transístor 547, determine a impedância de entrada. Para tal meça a corrente na resistência de de entrada, que deve ser determinada com base na queda de tensão aos seus terminais. omente os resultados Também com o transístor 547, determine a impedância de saída. Use o circuito da Figura 6 e determine a corrente em R6 a partir da tensão aos seus terminais. omente os resultados. + - v o v i 10 mf + - Z o R 6 v teste Z i Figura 6 ircuito para determinar a impedância de saída. 2. Andar de saída 2.1. No circuito da Figura 4 (b): Faça vi = 0. Meça a tensão Vo, a tensão na entrada inversora do AmpOp e na saída deste. Indique a zona de funcionamento dos dois transístores Faça vi = 0,3 sen (2 1000t) V. Desenhe as formas de onda em Vb e Vo No circuito da Figura 4 (a) Faça vi = 0. Meça a tensão Vo, a tensão na entrada inversora do AmpOp e na saída deste. Indique a zona de funcionamento dos dois transístores Faça vi = 0,3 sen (2 1000t) V. Desenhe as formas de onda em Vb e Vo. omente o efeito da realimentação na distorção do crossover. Lista de componentes R AmpOp Transístor 10 mf 1 kw ma kw

Documentos relacionados

Electrónica II. 1º Trabalho de Laboratório Realimentação

Electrónica II. 1º Trabalho de Laboratório Realimentação Electrónica II 2º Semestre 2010/2011 1º Trabalho de Laboratório Realimentação (1º trabalho) Fevereiro 2011 Instituto Superior Técnico Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores Área Científica