ELETRÔNICA / INSTALAÇÕES ELÉTRICAS EXPERIÊNCIA 10

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1 1 OBJEIVOS: Determinar o ganho de tensão de circuitos com amplificador operacional; 2 - EQUIPAMENO a) Gerador de sinais; b) Osciloscópio digital; c) Unidade Central de Processamento PU-2000; d) Placa de circuito impresso EB-121 c) Multímetro digital. 3-1ª. PARE : AMPLIFICADOR CC INVERSOR Verifique se a placa do circuito impresso EB-121 está instalado na unidade PU-2000; Localize o circuito da figura 1, que contem o amplificador operacional U1a: Antes de ligar o conjunto e efetuar as ligações, utilize o multímetro digital para medir R1, R2, R3 e R4: R1 = Ω R3 = Ω R2 = Ω R4 = Ω tabela Efetuar as ligações indicadas na figura 1. Medir as tensões com o multímetro digital; + PS-1 IN1 C1 R1 R3 R2 R4 multímetro digital VIN +12V R5 +12V U1a OU1 R6-12V VOU multímetro digital figura Interligar R2 à saída (OU1), alimentar o amp-op U1a com -12V e aplicar à entrada (em R1) a tensão variável PS-1+ (Vin); 1

2 3.6 - Aplicar as tensões de entrada, de acordo com a tabela 2, com os valores mais próximos possíveis aos valores desejados. Complete a tabela 2: Vin (V) Vout (V) Ganho Real 0,5 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 8,0 10,0 tabela 2 Obs.: A tensão máxima de saída está limitado pela tensão de alimentação (± 12V), reduzido em 1,5 a 2,5V devido à queda de tensão interna do amplificador, o que resulta em tensão máxima na saída na ordem de 10,5V a 9,5V. (Avf) - ganho teórico: - ganho real: Avf = - R2 R1 Avf = Vout Vin Para quais limites de tensão fica a diferença entre o ganho real e o ganho calculado menor que 5%? 4-2ª. PARE : AMPLIFICAÇÃO EM CA Ajustar o traço na tela do osciloscópio, de forma que o sinal do canal 1 ocupe a metade superior da tela do osciloscópio e o canal 2, a metade inferior: D 200us/ 1 100mV EXCURSÃO DO CANAL 1 1 0V (CANAL 1) EXCURSÃO DO CANAL 2 0V (CANAL 2) 2 CH1 200mV/ figura 2 a) Se o menu do canal 1 não estiver sendo exibido, pressione a tecla do canal 1; b) No menu Canal, pressione Acoplamento; 2

3 c) Continue pressionando a tecla virtual Acoplamento ou gire o botão de seleção para escolher erra (ou GND). Pressione o botão de seleção ; d) Ajuste o traço do canal1 (amarelo), conforme a figura 2. Esta é a posição de 0V do canal1 para medida de tensão (vertical); e) Pressione a tecla virtual Acoplamento e gire o botão de seleção para ajustar em AC. Pressione o botão de seleção ; f) Ajuste a ponta de prova para 1X; g) Pressione a tecla do canal 2; h) No menu Canal, pressione Acoplamento; i) Continue pressionando a tecla virtual Acoplamento ou gire o botão de seleção para escolher erra (ou GND). Pressione o botão de seleção ; j) Ajuste o traço do canal2 (verde), conforme a figura 2. Esta é a posição de 0V do canal2 para medida de tensão (vertical); k) Pressione a tecla virtual Acoplamento e gire o botão de seleção para ajustar em AC. Pressione o botão de seleção ; l) Ajuste a ponta de prova para 1X. D 1.0ms/ 200us/ 1 100mV 2.00V CH1 1 Acoplamento AC GND Limite Banda Desligar Ponta prova 1X 2 Filtro digital 1/2 CH1 200mV/ 5V/ figura Ajuste da escala horizontal. Gire o botão Horizontal grande (próximo ao topo do painel frontal do osciloscópio) para ajustar a escala horizontal em 200us/ (leitura próxima do lado superior esquerdo do visor). Essa configuração é uma abreviação de 200µs/divisão. D 1.0ms/ 200us/ figura 4 - Controles horizontais 3

4 4.3 - Ajuste da escala vertical. Gire o botão V/div do canal 1 (botão maior amarelo na seção vertical) no sentido horário até a leitura no canto inferior esquerdo do visor apresentar 200mV/. Ajuste o canal 2 para 2V/. CH1 200mV/ 5V/ figura Conecte as duas pontas de provas no osciloscópio, no canal 1 e o no canal 2. figura Ajustar o osciloscópio para medidas automáticas da tensão na entrada VIN, no canal 1 (freqüência (Freq) e tensão de pico a pico (Vpp)) e na saída Vout, no canal 2 ( tensão de pico a pico (Vpp)): a) Pressione a tecla Medição [Meas] no painel frontal; b) Selecionar o canal 1 como fonte; c) Se a softkey superior estiver rotulada como 2/2 (menu 2 de 2); pressione essa softkey para alternar para 1/2 (menu 1 de 2); d) Pressione a softkey empo; em seguida, gire o botão Entrada para destacar Freq e, em seguida, aperte o botão Entrada para selecionar; e) Pressione a softkey ensão; em seguida, gire o botão Entrada para destacar Vpp e, em seguida, aperte o botão Entrada para selecionar; f) Selecionar o canal 2 como fonte; g) Pressione a softkey ensão; em seguida, gire o botão Entrada para destacar Vpp e, em seguida, aperte o botão Entrada para selecionar; h) Pressione o menu On/Off para desligar o menu na tela. Entrada figura Desligar a conexão com PS-1 efetuada na montagem anterior e efetuar a ligação mostrada na figura 8, ligando o gerador de sinais. Medir os sinais elétricos com o osciloscópio digital; 4

5 Gerador de sinais C1 R1 R2 Canal 1 R3 R4 +12V +12V R5 U1a OU1 R6-12V Canal 2 figura Ajuste o gerador de sinais para fornecer uma onda triangular de 1 khz. figura 9 a) Pressione a tecla WAVE para selecionar a forma de onda triangular. Quando pressionar esta tecla, o dígito mais significativo do display LED de 5 dígitos indicador da freqüência mostrará os números de 1 a 3, correspondentes as 3 formas de onda possíveis. Pressione a tecla RUN quando a forma de onda desejada (3) estiver sendo mostrada para completar a configuração. b) Pressione a tecla RANGE para selecionar a faixa de freqüência desejada. Quando pressionar esta tecla, o dígito menos significativo do display LED de 5 dígitos indicador da frequência mostrará os números de 1 a 7, correspondentes as 7 faixas de frequência do instrumento. Pressione a tecla RUN quando a faixa desejada (4 ou 5) estiver sendo mostrada para completar a configuração. Ajuste o botão FADJ para obter a freqüência de 1kHz. d) Gire o botão de controle DADJ no sentido horário ou anti-horário para obter a onda sem inclinação. 5

6 e) Ajuste o botão AADJ, no gerador, para obter a tensão triangular amplificada na entrada (canal 1 / Vin) com tensão de pico a pico igual a 0,5Vpp. Anote a frequência (f), tensão de pico a pico (Vpp) da tensão de entrada (VppIN) e tensão de pico a pico (Vpp) da tensão de saída (VppOU), medidas no osciloscópio: f = Hz VppIN = V VppOU = Anote o sinal de saída na figura 10 ou salve a imagem da tela do osciloscópio no pendrive : SALVAR FORMA DE ONDA figura 10 Porta USB no painel frontal ecla Salvar/recuperar [Save/recall] figura 11 a) Conecte seu dispositivo de memória USB pessoal na porta USB do painel frontal do osciloscópio. b) Pressione a tecla Salvar/recuperar [Save/Recall] na seção Arquivo do painel frontal. c) Pressione a softkey Armazenar; em seguida, gire o botão Entrada para destacar PNG e aperte o botão Entrada para selecionar esse como o tipo de operação/tipo de arquivo que deseja salvar ou recuperar. 6

7 d) Pressione a softkey Externo, significando que você deseja salvar ou recuperar dados na unidade USB externa. Observe que, embora você possa salvar determinados tipos de dados na memória interna do osciloscópio, esses locais de memória limitados podem ser sobrescritos por seus colegas de classe. e) Pressione a softkey Novo arq para criar um novo nome de arquivo. Embora seja possível criar um nome de arquivo personalizado, vamos usar agora o nome padrão. f) Pressione a softkey Salvar para salvar esse arquivo de imagem. Isso salva a imagem (figura) que estava no visor do osciloscópio antes de você acessar este menu. Embora não seja possível recuperar esse tipo de arquivo para seu osciloscópio, você pode abrir um arquivo.png em seu computador e inserir essa imagem em vários tipos de documentos, como os do Microsoft Word. Além de salvar imagens no formato.png, você também pode salvá-las como bitmaps de 8 ou 24 bits. g) Pressione a tecla Ligar/Desligar Menu [Menu On/Off] no painel frontal para desligar o menu. Importante: Ao desligar o osciloscópio após salvar ou recuperar dados de uma unidade USB externa, aguarde pelo menos cinco segundos para que a transferência dos dados termine Ajuste o gerador de sinais para produzir uma onda senoidal de Hz com 0,5Vpp (pico a pico). Preencha a tabela 3, inclusive para outras frequências: Atenção: ao variar a frequência pode ocorrer a variação da amplitude do sinal fornecido pelo gerador (Vin). Corrija a amplitude no gerador de sinais. frequência (Hz) Vin (Vpp) Vout (Vpp) ganho 1 0,5 10 0, , , , , , , ,5 tabela 3 A partir dos dados da tabela 3, traçar a curva de resposta em freqüência: 7

8 GANHO gráfico f (Hz) 8