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 166 Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais Prática de Laboratório de Telecomunicações Prof. Wander Rodrigues - 3 o e 4 o Módulos de Eletrônica EXPERIÊNCIA N o 11 TÍTULO: Modulador em freqüência a diodo varicap APLICAÇÃO: Geração de um sinal modulado em freqüência, empregando um oscilador de freqüência variável e um diodo varicap, para utilização em transmissores de freqüência modulada, FM. CIRCUITO PRÁTICO:

5 MODULADOR EM FREQÜÊNCIA A DIODO VARICAP 167 DESENVOLVIMENTO PRÁTICO: 01 - Lista de material empregado e identificação dos pontos de interligação com os equipamentos de medida. R 1 - Resistor de carvão de 180 kω - 5% - 1/4W R 2 - Resistor de carvão de 47 kω - 5% - 1/4W R 3 - Resistor de carvão de 150 kω - 5% - 1/4W R 4 - Resistor de carvão de 39 kω - 10% - 1/4W R 5 - Resistor de carvão de 150 kω - 5% - 1/4W R 6 - Resistor de carvão de 150 kω - 5% - 1/4W C 1 - Capacitor disco de cerâmica de 10 kpf C 2 - Capacitor de poliester metalizado de 220 kpf -10% - 230V DC C3 - Capacitor disco de cerâmica de 220 kpf - 10% - 230V DC C 4 - Capacitor disco de cerâmica 100 pf C 5 - Capacitor disco de cerâmica 1 kpf C 6 - Capacitor disco de cerâmica de 4,7 kpf C 7 - Capacitor eletrolítico de 2,2 µf - 10% - 63VDC Q 1 - Transistor bipolar de silício 2N 2219 D 1 - Diodo Varicap BA L - Indutor de espiras de diâmetro 9 mm # 32AWG núcleo de ferrite 01 a 03 - Terminal de alimentação de +V CC. 04 e 05 - terminal do jumper J e 07 - terminal do jumper J 1.

6 WANDER RODRIGUES a 14 - terminal de massa ou V CC e +V D. 15 a 17 - terminal de saída de sinal modulado, e o. 18 e 19 - terminal de alimentação de V D. 20 a 22 - terminal de entrada de sinal modulante, e m Alimente o circuito oscilador com uma tensão V CC = 12,0 V DC retirado do auxiliar 01 do painel frontal da bancada de trabalho ou de uma fonte de alimentação individual Observe e anote a forma de onda, amplitude de pico a pico e a freqüência de operação do circuito oscilador. 0 t Amplitude na saída, e o = Freqüência na saída, e o = 04 - Com os valores de freqüência de operação e capacitância utilizada no circuito tanque, calcule o valor da indutância utilizada no circuito tanque. = C xc 4 C eq C4 + C 5 5 C eq = C eq = = 1 L 2 ( 2 xπ x f ) xceq L = L =

7 MODULADOR EM FREQÜÊNCIA A DIODO VARICAP Feche o jumper J 1, conectando o diodo varicap ao circuito tanque do oscilador. Alimente o circuito modulador com uma tensão de V D = 4,0 V DC, retirados do auxiliar 02 ou de uma fonte de alimentação individual Observe e anote a forma de onda de saída do circuito oscilador, e o, a amplitude de pico a pico e a freqüência do sinal. 0 t Amplitude na saída, e o = Freqüência na saída, e o = 07 - Com os valores de freqüência, indutância e capacitância, calcule o valor da capacitância do diodo varicap. = 1 C TOTAL 2 ( 2 xπ x f ) L C TOTAL = C TOTAL = C DIODO = C TOTAL C eq C DIODO = C DIODO = 08 - Varie a tensão de polarização do diodo varicap segundo a tabela abaixo. Para cada valor de tensão de polarização anote a amplitude de pico a pico e a freqüência do sinal do circuito oscilador, preenchendo a tabela.

8 WANDER RODRIGUES 170 V D ( V ) f ( khz ) E ( Vpp ) C TOTAL ( pf ) C DIODO ( pf ) δ (khz ) - 8,0-7,o - 6,0-5,0-4,0 0-3,0-2,0-1,0 0, Utilizando a equação do item 07, calcule a capacitância total e a capacitância do diodo varicap, completando a tabela acima Calcule o desvio de freqüência do circuito oscilador para cada valor da tensão de polarização do diodo, complementando a tabela acima. Utilize o valor de freqüência para a tensão da polarização de V D = - 4,0 V DC como o valor de freqüência média ou freqüência central do circuito. Isto é, para a freqüência a tensão de polarização V D = - 4,0 V DC o desvio de freqüência será nulo Organize um gráfico do desvio de freqüência versus a tensão de polarização do diodo varicap e um outro gráfico da capacitância do diodo varicap versus tensão de polarização do diodo. Desvio de freqüência X tensão de polarização

9 MODULADOR EM FREQÜÊNCIA A DIODO VARICAP 171 Capacitância do diodo X tensão de polarização 12 - Ajuste a polarização do diodo varicap para V D = - 4,0 V DC. Aplique um sinal de 6,0 V de pico a pico e freqüência de 100 Hz, senoidal, na entrada de sinal modulante, e m Observe e anote a forma de onda, amplitude de pico a pico e freqüência do sinal na entrada do sinal modulante, e m. 0 t Amplitude na entrada modulante, e m = Freqüência na entrada modulante, e m = 14 - Observe e anote a forma de onda, amplitude de pico a pico e freqüência do sinal de saída do circuito modulador. 0 t

10 WANDER RODRIGUES 172 Amplitude na saída, e o = Freqüência na saída, e o = 15 - O sinal de saída do circuito modulador apresenta-se modulado em freqüência? Justifique Qual o desvio de freqüência provocado no sinal portadora pelo sinal modulante? Calcule o índice de modulação. Observações pessoais:

11 MODULADOR EM FREQÜÊNCIA A DIODO VARICAP 173 Questionário da Exp. N o 11 Nome: N o : Turma: 01 - Divida o circuito modulador em freqüência da aula prática em blocos, identificando cada um dos blocos componentes Qual o tipo de oscilador de freqüência variável utilizado neste circuito modulador de reatância? Justifique No circuito modulador de reatância utilizado, quem determina a freqüência de operação ou freqüência média ou freqüência central do circuito modulador?

12 WANDER RODRIGUES Dê a função dos seguintes componentes do circuito modulador de reatância: C 4 e C 5 : C 6 : R 5 : C 7 D Um circuito oscilador controlado a cristal poderia ser utilizado neste circuito modulador em freqüência? Justifique.

13 MODULADOR EM FREQÜÊNCIA A DIODO VARICAP Cite os circuitos utilizados para aumentar a freqüência de operação ou freqüência média do sinal de freqüência modulada obtido na saída do modulador de reatância Cite os circuitos utilizados para aumentar o desvio de freqüência do sinal de freqüência modulada obtido na saída do modulador de reatância Qual a aplicação mais direta do diodo varicap?

14 WANDER RODRIGUES Quais os componentes a três terminais que poderiam substituir em termos de executar a mesma função do diodo varicap neste circuito modulador de reatância? 10 - Qual a vantagem de utilizar um modulador de reatância a três terminais sobre a utilização do diodo varicap? 11 - Descreva, resumidamente, o funcionamento do diodo varicap quando polarizado reversamente.

15 MODULADOR EM FREQÜÊNCIA A DIODO VARICAP Descreva, resumidamente, o funcionamento deste circuito modulador em freqüência.