Guias de Telecomunicações

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1 Guias de Telecomunicações Wander Rodrigues CEFET MG 2005

2 Sumário Apresentação do Laboratório de Telecomunicações Circuitos ressonantes Circuitos osciladores de onda senoidal oscilador Hartley Circuitos osciladores de onda senoidal oscilador Colpitts Circuitos osciladores de onda senoidal oscilador a cristal Multiplicador de freqüência Amplificador de radiofreqüência Modulador em amplitude valvulado modulação em alto nível Modulador em amplitude transistorizado modulação em baixo nível Modulador balanceado Modulador em freqüência a diodo varicap Conversor de freqüência em audiofreqüência Amplificador de freqüência intermediária e detector Detector a diodo e controle automático de ganho

3 Limitador de amplitude para sinais de freqüência modulada Detecção de freqüência modulada - detector de inclinação Detecção de freqüência modulada circuito discriminador Análise de um receptor de AM - DSB - FC ou AM - A Análise de um transceptor de AM - SSB ou AM - A3J Análise de um transceptor de VHF - FM Anexos

4 WANDER RODRIGUES 106 Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais Prática de Laboratório de Telecomunicações Prof. Wander Rodrigues - 3 o e 4 o Módulo de Eletrônica EXPERIÊNCIA N o 7 TÍTULO: Amplificador de radiofreqüência APLICAÇÃO: Demonstrar a operação de um estágio amplificador de radiofreqüência em um transmissor de baixa potência. Ajustar uma rede de acoplamento para o valor correto de carga refletida e potência de saída na freqüência de operação. Verificar o ângulo de condução menor que 180 o do sinal de entrada de um amplificador em classe C. CIRCUITO PRÁTICO:

5 AMPLIFICADOR DE RADIOFREQÜÊNCIA 107 DESENVOLVIMENTO PRÁTICO: 01 - Lista de material empregado e identificação dos pontos de interligação com os equipamentos de medida. R 1 - Resistor de carvão de 47 kω - 5% - 1/4 W. R 2 - Resistor de carvão de 10 kω - 5% - 1/8 W. R 3 - Resistor de carvão de 1 kω - 5% - 1/8 W. R 4 - Resistor de carvão de 100 Ω - 5% - 1/8 W. R 5 - Resistor de carvão de 4,7 kω - 5% - 1/8 W. R 6 - Resistor de carvão de 4,7 kω - 5% - 1/8 W. R 7 - Resistor de carvão de 4,7 kω - 5% - 1/8 W. R 8 - Resistor de carvão de 1,0 kω - 1/8 W. C 1 - Capacitor de poliester de 0,1µF - 10% V DC C 2 - Capacitor de poliester de 0,1 µf - 10% V DC C 3 - Capacitor de poliester metalizado de 0,01 µf - 10% V DC C 4 - Capacitor de poliester metalizado de 0,1 µf - 10% V DC C 5 - Capacitor de disco de cerâmica de 390 pf C 6 - Capacitor de disco de cerâmica de 330 pf L 1 - Bobina de 215 µh ajustável através do posicionamento do núcleo de ferrite. L 2 - Bobina de 215 µh ajustável através do posicionamento do núcleo de ferrite. Q 1 - Transistor bipolar de silício 2N2219 ou 2N2219A Q 2 - Transistor bipolar de silício 2N2219 ou 2N2219A

6 WANDER RODRIGUES e 22 - terminal de tensão de alimentação +V CC 20 - terminal de coletor de Q 1 17 a 19 - terminal de entrada de sinal e i 16 - terminal de base de Q terminal de emissor de Q terminal de base de Q 2 09 a 13 - terminal de massa ou de V CC 07 e 08 - terminal de coletor de Q 2 05 e 06 - entrada da rede de acoplamento 04 - terminal da carga fantasma 02 e 03 - terminal de saída da rede de acoplamento 01 - terminal de entrada de sinal - ponto A 02 - Faça a ligação dos jumpers J 1 e J 2 de modo que a rede acoplamento e a carga fantasma estejam acoplados respectivamente ao coletor do transistor Q Alimente o circuito com uma tensão V CC = 9,0 V DC, retirados do auxiliar 01 do painel frontal da bancada de trabalho ou de uma fonte de alimentação individual Utilizando o voltímetro eletrônico, meça as tensões de polarização abaixo com referência ao ponto de terra. V C1 = V B1 = V E1 = V C2 = V B2 = V E2 = 05 - Através das medidas de tensão de polarização, identifique a condição de polarização dos transistores. Justifique.

7 AMPLIFICADOR DE RADIOFREQÜÊNCIA 109 Q 1 Q Ajuste a sintonia fina de L 1 e L 2 para aproximadamente o centro de sua faixa de sintonia. Utilize uma chave de sintonia não metálica para fazer todos os ajustes na bobina Ajuste o gerador de funções para um sinal de saída senoidal não modulado na freqüência de 800 khz e tensão de saída de 2,0 V de pico a pico Com o osciloscópio conectado ao coletor de Q 2 e utilizando a chave de sintonia, ajuste a sintonia fina de L 2 até que o osciloscópio indique amplitude máxima Aumente a amplitude de saída do gerador de funções para 6,0 V de pico a pico. Anote a forma de onda, freqüência e amplitude de pico a pico de entrada. 0 t Amplitude de entrada, e i = Freqüência na entrada, e i = 10 - Observe e anote a forma de onda, amplitude de pico a pico e freqüência no coletor de Q 2.

8 WANDER RODRIGUES t Amplitude no coletor Q 2 = Freqüência no coletor Q 2 = 11 - Observe a forma de onda na carga fantasma. Ajuste, cuidadosamente, a sintonia de L 1 até obter um sinal máximo. Apenas um ajuste secundário será necessário Anote a forma de onda, amplitude de pico a pico e freqüência do sinal na carga fantasma. 0 t Amplitude de saída, e o = Freqüência de saída, e o = 13 - Com o valor de tensão medido na carga fantasma, calcule o valor da potência média desenvolvida na mesma. P o = E 2 rms R P o = P o =

9 AMPLIFICADOR DE RADIOFREQÜÊNCIA Utilizando a expressão abaixo, determine o valor da carga fantasma refletida para o coletor de Q 2. R REFLETIDA V = 2 P 2 CC o R REFLETIDA = R REFLETIDA = 15 - Observe e anote a forma de onda, amplitude de pico a pico do sinal na base de Q 2. 0 t Amplitude na base Q 2 = Freqüência na base Q 2 = 16 - Ajuste o osciloscópio de forma a obter uma forma de onda na base de Q 2 semelhante à da figura abaixo. Figura - Forma de onda prevista na base de Q 2.

10 WANDER RODRIGUES Meça os tempos off e on do transistor como indica a figura acima. t OFF = t ON = 18 - Calcule o período da forma de onda pela adição dos tempos ON e OFF medidos acima. t = t + t TOTAL OFF ON t TOTAL = t TOTAL = 19 - A partir de uma proporção entre o período e 360 o, determine o ângulo de condução do transistor. θ = θ = 20 - Desligue o jumper J 1, desconectando a rede de acoplamento do amplificador de radiofreqüência Ligue o gerador de funções no ponto A da rede de acoplamento. Ajuste o gerador de funções para um sinal de 800 khz, 4,0 V de pico a pico sem modulação. Ajuste a sintonia de L 2 até obter no osciloscópio a máxima tensão no ponto B Meça a tensão nos seguintes pontos: Carga fantasma = Ponto B =

11 AMPLIFICADOR DE RADIOFREQÜÊNCIA 113 Observações pessoais:

12 WANDER RODRIGUES 114 Questionário da Exp. N o 07 Nome: N o : Turma: Q Sem sinal de entrada aplicado ao circuito, qual a situação em termos de condução dos transistores: Q Se uma polarização negativa for aplicada à base de Q 2, descreva a operação do circuito amplificador de radiofreqüência Determine o valor da impedância: a - vista pela carga fantasma, considerando que R o do amplificador é de 1,0 kω.

13 AMPLIFICADOR DE RADIOFREQÜÊNCIA 115 b - vista pelo amplificador de radiofreqüência Para o circuito prático, trace o diagrama elétrico do circuito sintonizado e calcule a freqüência de ressonância ou freqüência de operação Porque obtendo a máxima deflexão no item 08 do desenvolvimento prático, resulta no ajuste correto do valor de L 1? 06 - Com a operação de Q 2 entre o corte e a saturação, a eficiência do circuito aumenta ou decresce? Justifique Observando a forma de onda do item 15 do desenvolvimento prático, explique porque a alternância positiva aparece mais cortada?

14 WANDER RODRIGUES Qual o significado do surgimento dessa pequena tensão positiva que não é cortada? 09 - Porque a alternância negativa da forma de onda do item 15 do desenvolvimento prático não foi cortada? 10 - Baseado em suas medidas e cálculos, você pode afirmar que o transistor Q 2 está operando em classe C? Justifique.

15 AMPLIFICADOR DE RADIOFREQÜÊNCIA Verificando uma tensão igual à metade do valor de entrada no ponto B e sendo o valor de R 8 = 1,0 kω, o que você pode afirmar sofre a impedância de entrada da rede de casamento? 12 - Calcule a potência de entrada aplicada à rede de acoplamento e a potência entregue à carga fantasma para o item 22 do desenvolvimento prático. Quais as conclusões a que podemos chegar?

16 WANDER RODRIGUES Divida o circuito pratico em blocos mais simples, identificando cada um deles Descreva, resumidamente, o funcionamento do circuito amplificador de radiofreqüência.