Comunicação Analógica I DIDATEC UTT1

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1 Comunicação Analógica I DIDATEC UTT1 Wander Rodrigues CEFET MG 2013

2 1 SUMÁRIO Introdução 5 Regras de Segurança 6 Lição 900: Atenuadores Noções Teóricas Exercícios Medida da Atenuação Atenuadores em Cascata Questões Lição 901: Circuitos R-L-C Série e Paralelo Noções Teóricas Circuitos R-L-C Série Circuitos R-L-C Paralelo Curva de Ressonância Universal Exercícios Circuitos R-L-C Paralelo: Freqüência de Ressonância Circuitos R-L-C Série Questões Lição 902: Circuitos Acoplados Noções Teóricas Acoplamento Indutivo Acoplamento Capacitivo Exercícios Acoplamento Indutivo: Resposta de Freqüência utilizando Vobulador

3 Acoplamento Capacitivo: Resposta de Freqüência utilizando Questões Vobulador Lição 903: Casamento de Impedância com Transformador Noções Teóricas Exercícios Casamento de Impedâncias com Transformador Casamento de Impedâncias com Autotransformador Lição 904: Filtros com Componentes Discretos I Noções Teóricas Filtros Elétricos Parâmetros Característicos Filtros com Constante k Filtros M-derivado Questões Lição 905: Filtros com Componentes Discretos II Noções Teóricas Exercícios Filtro Passa-baixa de Constante K em T Filtro Passa-baixa de Constante K em pi" Filtro Passa-alta de Constante K em T Filtro Passa-alta de Constante K em pi" Filtro Passa-faixa de Constante K Filtro Rejeita faixa de Constante K Filtro Passa-alta M-derivado Lição 906: Filtros Cerâmicos Noções Teóricas Exercícios

4 Curva de Resposta do Filtro detectada com Vobulador Medida da Resposta do Filtro em degrau Lição 907: Filtros a Cristal de Quartzo Noções Teóricas Propriedades do Cristal de Quartzo Filtro Gate a Cristal Filtro Lattice - Treliça Exercícios Curva de Resposta do Filtro detectada com Vobulador Questões Lição 908: Casamento de Impedâncias I Noções Teóricas Transferência de Potência Rede de Casamento Rede de Casamento a Duas Impedâncias Rede de Casamento a Três Impedâncias Rede de Casamento a Rede de Casamento b Rede de Casamento c Rede de Casamento d Padrões de Escolha Casamento de Impedância apenas Não Resistiva Questões Lição 909: Casamento de Impedâncias II Noções Teóricas Exercícios Rede de Casamento a Duas Impedâncias. Configuração Passabaixa. Q = Rede de Casamento a Três Impedâncias. Q = 4

5 Rede de Casamento a Três Impedâncias. Q = 2 Lição 924: Amplificador de RF Noções Teóricas Exercícios Lição 925: Transmissor de AM Noções Teóricas Exercícios Circuitos 130

6 5 INTRODUÇÃO Este manual, Tomos 1/2 - Teoria e Exercícios - pode ser consultado tanto pelo Professor como pelo Aluno. Seu conteúdo, como se depreende da definição, inclui noções teóricas e exemplos de exercícios divididos em Lições. A teoria representa uma referência completa para a explicação dos temas estudados, no qual o Professor poderá utilizá-lo como um material completo para desenvolver seu programa didático bem como poderá constituir-se em uma referência para começar um estudo mais profundo. O manual apresenta para o aluno um texto teórico completo que lhe permitirá um entendimento claro dos temas tratados e um guia para desenvolver os exercícios. Os exercícios, realizados para permitir uma aproximação prática dos temas estudados, permitirá a análises dos mesmos de maneira pormenorizada e guiará o aluno, passo a passo, para o completo entendimento de cada função contemplada no Cartão de Prática e em sua realização. Além disso, nas lições estão incluídas em uma série de perguntas que permitirá ao aluno verificar o que aprendeu e, ao mesmo tempo, afiançar os termas e os conceitos fundamentais que estarão presentes. Agradecemos a todos aqueles que tornaram possível identificar os erros e críticas no sentido de introduzir melhorias neste produto, assim como aos Professores, Alunos, Assistentes de Laboratório e em todo o caso aos Trabalhadores no mundo didático.

7 6 REGRAS DE SEGURANÇA Mantenha esse manual a mãos para qualquer tipo de ajuda. Após a embalagem ter sido removida, coloque todos os acessórios em ordem de modo que eles não se percam. Verifique se o equipamento está íntegro e não apresenta danos visíveis. Antes de conectar a fonte de alimentação de +/- 12 V ao cartão de prática, assegurem-se de que os cabos de energia estão adequadamente conectados à fonte de alimentação. Esse equipamento deve ser empregado apenas para o uso que foi idealizado, isto é, como um equipamento educacional, e deve ser utilizado sob a supervisão direta de pessoal qualificado. Qualquer outra utilização não adequada é, por essa razão, perigosa. O fabricante não pode ser responsabilizado por qualquer dano devido a uma utilização inadequada, errada ou excessiva.

8 DIDATEC - LIÇÃO Atenuadores 7 Lição 900: Atenuadores Objetivos: Descrever as características dos atenuadores; Realizar medidas da atenuação; Equipamento Necessário: Unidade base para o sistema MSU (mod. EP4 fonte de energia, cartão proprietário, mod. FIP Unidade de controle e de inserção de defeitos); UTT1 Cartão de prática; Osciloscópio de duplo traço; Gerador de Funções Noções Teóricas Atenuadores são quadripolos que são conectados entre uma fonte e uma carga, quando a amplitude do sinal sobre a carga tem que ser menor que a amplitude do sinal gerada pela fonte (FIG ). A atenuação é frequentemente expressa em decibel e definida pela seguinte expressão matemática: A = db 20 log10 ( Vout / Vin ) O casamento de impedância entre o gerador e a carga (com o atenuador habilitado) será obtido apenas se: A impedância de entrada Z i do atenuador for igual à impedância de saída do gerador Z G ; A impedância de saída Z o do atenuador for igual à impedância da carga Z L.

9 DIDATEC - LIÇÃO Atenuadores 8 Figura Sistema fonte atenuador - carga. Um grupo de atenuadores puramente resistivo encontra-se representado no FIG apresentando estrutura do tipo T ou pi". Quando as impedâncias de entrada e de saída são iguais (Z i = Z o = Z), as fórmulas para dimensionar estes atenuadores são: Atenuador T Z R 1 = R2 = ( K 1) /( K + 1) 3 2 Z K R = ( K 2 1) Atenuador pi" Z R 1 = R2 = ( K + 1) /( K 1) Z ( K 2 1) R2 = x 2 K Onde: A K = 10 db / 20 Nesse Cartão de Prática tem-se quatro atenuadores de 1, 2, 4 e 8 db cuja impedâncias de entrada e de saída são de 600 Ω. Os resistores utilizados (FIG ) tem valores aproximados àqueles calculados com as expressões anteriores. Figura Atenuadores: estrutura T e pi".

10 DIDATEC - LIÇÃO Atenuadores 9 Figura Atenuadores Exercícios UTT1 Desconecte todos os jumpers. FIP Entre com o código da lição: Medida da Atenuação Faça as conexões como apresentado na FIG com atenção: O gerador será conectado à entrada do atenuador, se a impedância de saída do gerador for igual a 600 Ω; Se o gerador tiver uma impedância de saída de 50 Ω, ele será conectado à entrada do atenuador, depois de conectá-lo ao resistor R23 (de, aproximadamente, 550 Ω), tal que a resistência total de 600 Ω será obtida depois de R23; Figura Conexões.

11 DIDATEC - LIÇÃO Atenuadores 10 Conecte as pontas de prova dos canais do osciloscópio à entrada e saída do atenuador (TP53 e TP59); Ajuste a freqüência do sinal do gerador em 1,0 khz; Ajuste a amplitude do sinal do gerador até obter 1,0 Vpp na entrada do atenuador (TP53). Q1 Qual o valor da amplitude do sinal disponível na saída do atenuador (TP59)? Grupo A B 1 3 Aproximadamente 1,0 Vpp. 2 4 Aproximadamente 0,5 Vpp. 3 2 Aproximadamente 2,0 Vpp. 4 1 Aproximadamente 0,8 Vpp. Q2 Qual é o valor da atenuação (em db)? Grupo A B 1 3 Aproximadamente 1,0 db. 2 1 Aproximadamente 3,9 db. 3 4 Aproximadamente 2,0 db. 4 2 Aproximadamente 0,8 db.

12 DIDATEC - LIÇÃO Atenuadores Atenuadores em Cascata Faça as conexões como apresentado na FIG com atenção: O gerador será conectado à entrada do atenuador, se a impedância de saída do gerador for igual a 600 Ω; Se o gerador tiver uma impedância de saída de 50 Ω, ele será conectado à entrada do atenuador, depois de conectá-lo ao resistor R23 (de, aproximadamente, 550 Ω), tal que a resistência total de 600 Ω será obtida depois de R23; Figura Atenuadores em Cascata. Conecte as pontas de prova dos canais do osciloscópio à entrada e saída do atenuador (TP53 e TP59); Ajuste a freqüência do sinal do gerador em 1,0 khz; Ajuste a amplitude do sinal do gerador até obter 1,0 Vpp na entrada do atenuador (TP53).

13 DIDATEC - LIÇÃO Atenuadores 12 Q3 Qual é o valor da amplitude do sinal na saída do atenuador (TP59)? Grupo A B 1 3 Aproximadamente 1,0 Vpp. 2 4 Aproximadamente 0,5 Vpp. 3 2 Aproximadamente 2,0 Vpp. 4 1 Aproximadamente 0,8 Vpp. Q4 Qual é o valor da atenuação (in db)? Grupo A B 1 4 Aproximadamente 1,0 db. 2 3 Aproximadamente 3,9 db. 3 2 Aproximadamente 2,0 db. 4 1 Aproximadamente 6,0 db.

14 DIDATEC - LIÇÃO Atenuadores Questões Q5 Se V in e V out são as tensões de entrada e saída de um atenuador, a atenuação (em db) será expressa pela seguinte fórmula: Grupo A B 1 3 A = log ( V / V ) db out in 2 1 A = log ( V / V ) db 20 e out in 3 2 A = log ( V / V ) db out in 4 5 A = log ( V / V ) db in out 5 4 A = log ( V / V ) db out in Q6 Um atenuador resistivo é caracterizado pelos seguintes parâmetros: Grupo A B 1 4 Impedância de entrada / atenuação / freqüência central 2 3 Impedância de saída / atenuação / freqüência de corte 3 2 Impedância de entrada / ganho / impedância de saída 4 1 Impedância de entrada / atenuação / impedância de saída

15 DIDATEC - LIÇÃO 901 Circuitos R-L-C Série e Paralelo 14 Lição 901: Circuitos R-L-C Série e Paralelo Objetivos: Medir a freqüência de ressonância e a largura de faixa de circuitos R-L-C série e paralelo; Calcular o fator de mérito (Q); Traçar as curvas de tensão x freqüência e fase x freqüência dos circuitos R-L- C série e paralelo; Equipamento Necessário: Unidade base para o sistema MSU (mod. EP4 fonte de energia, cartão proprietário, mod. FIP Unidade de controle e de inserção de defeitos); UTT1 Cartão de prática; Osciloscópio de duplo traço Noções Teóricas Circuitos R-L-C Série Considere um circuito R-L-C série, alimentado por um gerador de tensão alternada (FIG ). A impedância total do circuito será descrita pela seguinte expressão: Z s = R + jω L + 1 ( jωc) = R + jx L jx C Quando a frequência varia, a tensão através de L e C varia em sentido contrário: V L aumenta, juntamente com o aumento da freqüência, enquanto V C diminui. As reatâncias respectivas, X L e X C sofrem a mesma variação. Pode-se intuitivamente inferir que para uma determinada freqüência (f o ) ambas as reatâncias terão o mesmo valor. Além disso, terão sinais opostos (a indutância e a capacitância proporcionam um deslocamento de fase oposto) assim, elas tendem ao cancela-

16 DIDATEC - LIÇÃO 901 Circuitos R-L-C Série e Paralelo 15 mento quando a freqüência varia. Em particular, na freqüência f o o somatório será nulo e o circuito torna-se puramente resistivo. De fato, se X L = X C, a impedância do circuito será um valor mínimo e apenas resistivo; tanto que será expressa como: Z S = R Nesta condição o circuito está em ressonância e f o é a freqüência de ressonância. Sendo X L igual a X C, o valor de f o será determinado por meio da seguinte expressão: ω L = 1 ω C De onde se obtém: f o = 1 (2π LC ) = ω 2π o [ Hz] Fator de Mérito - Q Na condição de ressonância, o fator de mérito Q do circuito é definido como o resultado da relação entre a potência armazenada (reativa) e a potência dissipada (ativa) no circuito. Se I é a corrente no circuito, Q será expresso da seguinte forma: Q 2 2 ωo L I I = = 2 2 R I R ωo C I = X R L = X R C O parâmetro acima (Q) permite qualificar o comportamento do circuito ressonante. Curva de Ressonância As curvas de ressonância (FIG ) de um circuito R-L-C série representa a amplitude e a fase da corrente versus a freqüência. O esboço destas curvas depende do fator de mérito (Q).

17 DIDATEC - LIÇÃO 901 Circuitos R-L-C Série e Paralelo 16 Figura Circuito R-L-C série. Figura Curvas de ressonância de um circuito R-L-C série.

18 DIDATEC - LIÇÃO 901 Circuitos R-L-C Série e Paralelo 17 Faixa Passante Considere a curva de ressonância da amplitude da corrente. A largura de faixa é a diferença entre as duas freqüências f 2 e f 1, para as quais a corrente diminui em 3,0 db (correspondendo a um valor igual a 0,707 do valor máximo): B = f 2 f 1 [Hz] Circuito R-L-C Paralelo Quando os elementos R-L-C são conectados entre si, em paralelo, (FIG ), o circuito resultante tem um comportamento dual com relação ao circuito série. A admitância total do circuito será expressa por: Y 1 = Z P = 1 + R 1 + j ω L 1 j ω C = 1 1 R X L + 1 X C Figura Circuito R-L-C paralelo. A mesma expressão do circuito série ainda é válida para o circuito paralelo, portanto, nesse caso também, a freqüência de ressonância é expressa da seguinte forma: f o = 1 (2π LC ) [ Hz]

19 DIDATEC - LIÇÃO 901 Circuitos R-L-C Série e Paralelo 18 O valor de Z P depende da freqüência. Na freqüência f o, as componentes reativas se cancelam, portanto o circuito torna-se puramente resistivo. A impedância do circuito é máxima e expressa da seguinte forma: Z P = R O fator de mérito (Q) será: Q = R X = R L X C As curvas de ressonância (FIG ) de um circuito R-L-C paralelo representa a amplitude e a fase da tensão versus a freqüência. O esboço dessas curvas depende do fator de mérito (Q). Figura Curvas de Ressonância de um circuito R-L-C paralelo.

20 DIDATEC - LIÇÃO 901 Circuitos R-L-C Série e Paralelo 19 A largura de faixa (B), a frequência de ressonância (f o ) e o fator de mérito (Q) de um circuito R-L-C paralelo estão relacionados entre si da seguinte maneira: B = fo Q = R 2π LC [ Hz] Curvas de Ressonância Universal Circuitos ressonantes com freqüências de ressonância e fatores de mérito (Q) diferentes apresentam curvas de ressonância diferentes, embora mantenham o mesmo formato (esboço). A resposta de circuitos ressonantes diferentes pode ser representada com apenas duas curvas (uma para a amplitude e outra para a fase). Essas curvas são chamadas de Curvas de Ressonância Universal (FIG ) e são construídas da seguinte forma: Circuitos R-L-C série: na ordenada estão os valores da relação entre a corrente I e sua amplitude máxima I o (diagrama de amplitude) e a variação da fase entre I e I o (diagrama de fase); Circuito R-L-C paralelo: na ordenada estão os valores da relação entre a tensão V e sua amplitude máxima V o, e a variação de fase entre V e V o ; Na abscissa estão os valores de Qδ onde δ é o desvio relativo da frequência em relação à freqüência de ressonância: δ = f f f o o Exercícios UTT1 Desconecte todos os jumpers. FIP Entre com o código da lição: 901.

21 DIDATEC - LIÇÃO 901 Circuitos R-L-C Série e Paralelo 20 Figura Curvas de Ressonância Universal Circuitos R-L-C Paralelo: Freqüência de Ressonância Ajuste a seção TUNED CIRCUITS & COUPLING Circuitos Sintonizados e Acoplamento como apresentado na FIG , de modo a construir um circuito R-L-C paralelo. Gire RV3 completamente na direção horária (máxima resistência conectada). Gire o knob COUPLING Acoplamento para a posição de mínimo (MIN); Aplique um sinal senoidal com amplitude de, aproximadamente, 1,0 Vpp e freqüência de, aproximadamente, 400 khz, entre TP36 e TP38 (utilize o VCO do Cartão de Prática, saída em TP4);

22 DIDATEC - LIÇÃO 901 Circuitos R-L-C Série e Paralelo 21 Conecte o osciloscópio (ponta de prova 10:1) na entrada do circuito (entre os pontos TP36 e TP38) e a outra ponta de prova apenas nos terminais do circuito R-L-c (TP37); Ajuste o capacitor variável CV3 até obter a freqüência de, aproximadamente, 650 khz. Figura Diagramas de montagem. Q1 Como é denominada esta freqüência? Grupo A B 1 2 Freqüência imagem. 2 1 Freqüência série. 3 4 Freqüência paralela. 4 3 Freqüência de ressonância.

23 DIDATEC - LIÇÃO 901 Circuitos R-L-C Série e Paralelo 22 Q2 Qual é o valor medido desta freqüência? Grupo A B 1 4 Aproximadamente, 500 khz. 2 3 Aproximadamente, 400 khz. 3 2 Ela depende da posição do capacitor variável CV Aproximadamente, 700 khz. Circuito R-L-C paralelo: Curvas de Ressonância Aplique um sinal senoidal com freqüência igual a 650 khz (correspondendo à freqüência de ressonância ajustada anteriormente), entre os pontos TP36 e TP38. Sendo V MAX a tensão de pico-a-pico medida nos terminais do circuito R- L-C nesta condição e, ΔΘ 0 a diferença de fase entre o sinal através do circuito R-L-C e o sinal de entrada; Q3 Qual o valor da diferença de fase entre esses dois sinais? Grupo A B 1 3 Aproximadamente, 90 o. 2 1 Aproximadamente, 180 o. 3 4 Aproximadamente, 0 o. 4 2 Aproximadamente, -90 o.

24 DIDATEC - LIÇÃO 901 Circuitos R-L-C Série e Paralelo 23 Para os diferentes valores de freqüências na tabela a seguir, registre o valor correspondente a amplitude da tensão de pico-a-pico e a diferença de fase ΔΘ medidas (FIG ); Aumente a freqüência a partir de 580 a 720 khz, em degraus de 20 khz; repita as medidas anteriores e registre os valores em uma tabela. Calcule a relação V o /V max correspondente a cada freqüência; Partindo dos valores registrados na tabela, trace dois gráficos: A curva de ressonância da amplitude do circuito R-L-C pode ser traçada utilizando V o /V max no eixo Y e a freqüência no eixo X; A curva de ressonância da fase do circuito R-L-C pode ser traçada utilizando ΔΘ no eixo Y e a freqüência no eixo X. Figura Tabela

25 DIDATEC - LIÇÃO 901 Circuitos R-L-C Série e Paralelo 24 Circuito R-L-C paralelo: Faixa Passante Considerando a curva de ressonância de amplitude, calcule o valor da faixa passante ou largura de faixa B do circuito utilizando a expressão: B = f 2 f 1 onde f 2 e f 1 são as freqüências na qual a relação V o /V max decresce de 0,707 vezes (3 db), com relação ao valor máximo. Q4 Qual é o valor da faixa passante ou largura de faixa? Grupo A B 1 3 Aproximadamente, 500 khz. 2 1 Aproximadamente, 70 khz. 3 4 Aproximadamente, 150 khz. 4 2 Aproximadamente, 700 khz. Reduza o valor de RV3 e verifique se a curva de ressonância foi alargada e a faixa passante aumentou.

26 DIDATEC - LIÇÃO 901 Circuitos R-L-C Série e Paralelo 25 Q5 Qual é o efeito observado no circuito? Grupo A B 1 3 A freqüência central aumenta porque a capacitância paralela diminuiu. 2 1 A freqüência central aumenta porque a indutância paralela aumenta. 3 4 A faixa passante aumenta porque a resistência paralela aumentou. 4 2 A faixa passante aumenta porque a condutância aumentou. Curva de Ressonância Detectada com um Vobulador Ajuste os circuitos como apresentado na FIG ; Ajuste o osciloscópio para o de exibição X-Y (eixo X em 1 V/div, eixo Y em 20 mv/div); Conecte o eixo X do osciloscópio ao ponto TP1 (eixo X). Conecte o eixo Y (Ponta de prova 10:1) através do circuito R-L-C (entre os pontos TP37 e GND); Ajuste a freqüência central do VCO e a amplitude da varredura (DEPTH) tal que a curva de ressonância do circuito seja apresentada na tela do osciloscópio. Essa curva é similar àquela apresentada na FIG ; Varie a capacitância de CV3 e observe que a freqüência de ressonância é deslocada. Varie a resistência de RV3 e observe como a faixa passante varia. Figura Montagem.

27 DIDATEC - LIÇÃO 901 Circuitos R-L-C Série e Paralelo 26 Figura Curva de resposta do circuito R-L-C paralelo Circuitos R-L-C série Ajuste a seção TUNED CIRCUITS & COUPLING Circuitos Sintonizados e Acoplamento como apresentado na FIG , de forma a construir um circuito R-L-C série. Gire RV3 completamente no sentido anti-horário (mínima resistência). Ajuste o knob COUPLING Acoplamento para a posição de mínimo (MIN); Faça as medidas simulares àquelas concernentes ao circuito R-L-C paralelo (frequência de ressonância, curvas de ressonância, faixa passante). Neste caso, um sinal mínimo corresponderá à freqüência de ressonância do circuito R- L-C série. Mas a bobina não sendo blindada (de fato, ela também será utilizada nos testes de acoplamento mútuo), portanto pode haver uma interferência acoplada diretamente no sinal de saída.

28 DIDATEC - LIÇÃO 901 Circuitos R-L-C Série e Paralelo 27 Figura Montagem Questões Q6 Qual é o valor da freqüência de ressonância em um circuito com os seguintes parâmetros: L = 200 µh; C = 330 pf e R = 10 kω? Grupo A B ,5 khz ,2 khz ,1 khz ,5 khz ,6 khz.

29 DIDATEC - LIÇÃO 901 Circuitos R-L-C Série e Paralelo 28 Q7 A largura de faixa de um circuito ressonante paralelo depende dos valores de: Grupo A B 1 4 R e L. 2 3 Da freqüência de ressonância. 3 2 R e C. 4 1 L e C.

30 DIDATEC - LIÇÃO 902 Circuitos Acoplados 29 Lição 902: Circuitos Acoplados Objetivos: Examinar a operação de circuitos ressonantes acoplados indutivamente; Examinar a operação de circuitos ressonantes acoplados capacitivamente. Equipamento Necessário: Unidade base para o sistema MSU (mod. EP4 fonte de energia, cartão proprietário, mod. FIP Unidade de controle e de inserção de defeitos); UTT1 Cartão de prática; Osciloscópio duplo traço Noções Teóricas Acoplamento Indutivo Considere o diagrama apresentado na FIG onde o circuito sintonizado L1- C1 está acoplado indutivamente com outro circuito sintonizado L2-C2. A resposta de freqüência desse circuito (resultado de V out /V in quando a freqüência é variada) depende notavelmente do coeficiente de acoplamento K entre o primário L1 e o secundário L2. Figura Circuitos sintonizados com acoplamento indutivo.

31 DIDATEC - LIÇÃO 902 Circuitos Acoplados 30 Figura Resposta de frequência. O coeficiente de acoplamento K é definido da seguinte maneira: 2 M K = M = Mútua L1 x L2 Indução Como o valor de K (isto é, como M varia) varia, também a resposta em frequência do circuito varia, tal como apresentado na FIG Estas curvas mostram que a resposta tem dois picos diferentes (embora os circuitos, primário e secundário, estão sintonizados à mesma freqüência), se K excede a um valor crítico, Kc, definido por: Kc = 1 ( Q1 x Q2) onde Q1 e Q2 são os coeficiente de qualidade fator de mérito (de valor igual) dos circuitos primário e secundário. Se K = Kc, a resposta em freqüência apresenta-se achatada plana em seu topo; enquanto que, se K<Kc, a resposta em freqüência assume a forma típica de um sino como para um único circuito sintonizado.

32 DIDATEC - LIÇÃO 902 Circuitos Acoplados 31 O circuito apresentado na FIG pode ser utilizado como um filtro passafaixa comum; na condição de acoplamento crítico (K=Kc) a resposta em frequência do circuito é plana com as bordas bastante íngremes e, seguramente, melhor do que a resposta em freqüência de um circuito sintonizado simples (FIG ). A frequência central do filtro é: f o 1 = 2 π LC [ Hz] e a faixa passante ou largura de faixa B é: B = K x 2 f o A largura de faixa ou faixa passante pode ser variada se os circuitos de primário e secundário estão sintonizados em duas freqüências diferentes Acoplamento Capacitivo Dois circuitos sintonizados acoplados capacitivamente (FIG ) podem apresentar um resultado similar àquele do acoplamento indutivo. Se C é de baixo valor, o resultado será um acoplamento frouxo e a curva de resposta em freqüência apresentará apenas um pico; se C é de alto valor, o acoplamento será serrado e dois picos serão obtidos na curva de resposta em freqüência. Figura Filtro passa-faixa com duplo circuito sintonizado.

33 DIDATEC - LIÇÃO 902 Circuitos Acoplados 32 Figura Circuitos sintonizados acoplados capacitivamente Exercícios UTT1 Desconecte todos os jumpers. FIP Entre com o código da lição: Resposta de Freqüência do Acoplamento Indutivo utilizando um Vobulador Ajuste a seção TUNED CIRCUITS & COUPLING Circuitos Sintonizados e Acoplamento como apresentado na FIG , de modo a obter um acoplamento indutivo entre dois circuitos ressonantes. Gire RV2 e RV1 completamente no sentido horário (máxima resistência possível). Gire o knob COU- PLING Acoplamento para a posição de mínimo (MIN); Aplique um sinal variando na faixa de 500 a 900 khz, com amplitude de, aproximadamente, 1,0 Vpp, entre os pontos TP36 e TP38. Utilize o VCO do Cartão de Prática ajustado como mostra a FIG , como um vobulador; Ajuste o osciloscópio para o modo de exibição X-Y (eixo X em 1 V/div; eixo Y em 10 mv/div); Conecte a ponta de prova do eixo X do osciloscópio ao ponto TP1 (EIXO X). Conecte a ponta de prova do eixo Y do osciloscópio (ajuste 10:1) entre os pontos TP30 e TP40;

34 DIDATEC - LIÇÃO 902 Circuitos Acoplados 33 Ajuste a freqüência central do VCO e a amplitude de varredura (DEPTH) para obter uma curva similar àquela apresentada na FIG a. Ajuste os capacitores CV3 e CV4 para obter a mesma freqüência de ressonância nos dois circuitos sintonizados (um pico simétrico de amplitude máxima será obtido); Figura Montagem. Figura Curvas de resposta em frequência. Ajuste o knob COUPLING Acoplamento para a posição de máximo (MAX). A curva resultante será semelhante àquela apresentada na FIG b.

35 DIDATEC - LIÇÃO 902 Circuitos Acoplados 34 Q1 Quando CV3 e CV4 são variados observa-se que: Grupo A B 1 2 Os dois picos da curva de resposta em freqüência são sobrepostos. 2 1 Um terceiro pico aparece devido a freqüência de ressonância série. 3 4 Um pico da curva desaparece para a rejeição de faixa. 4 3 Os dois picos da curva de resposta em freqüência não sobrepõem. Q2 Como uma curva com o topo plano, semelhante àquela apresentada na FIG c será obtida? Grupo A B 1 4 Conectando RV3, aumentando RV3/RV4 e o acoplamento. 2 3 Conectando e aumentando RV3, e diminuindo RV4 e o acoplamento. 3 2 Conectando RV3, diminuindo RV3/RV4 e o acoplamento. 4 1 Variando CV3 e CV4. FIP Pressione a tecla INS.

36 DIDATEC - LIÇÃO 902 Circuitos Acoplados 35 Q3 Qual é o efeito observado nessa medida? Grupo A B 1 3 A curva desaparece porque L15 não está curto-circuitada. 2 1 A curva de amplitude aumenta. 3 4 A curva desaparece porque o VCO não está modulado. 4 2 A curva desaparece porque L15 está aberta Acoplamento Capacitivo. Resposta de Freqüência utilizando Vobulador Ajuste a seção TUNED CIRCUITS & COUPLING Circuitos Sintonizados e Acoplamento como apresentado na FIG , de forma a obter um acoplamento capacitivo entre dois circuitos ressonantes. Gire RV3 e RV4 completamente no sentido horário (máxima resistência possível). Gire o knob COU- PLING Acoplamento para a posição de mínimo (MIN); Detecte a curva de resposta de freqüência do circuito. Note que agora são dois picos. Figura Fontes de áudio.

37 DIDATEC - LIÇÃO 902 Circuitos Acoplados 36 Q4 Como fazer os picos da curva variar, se o acoplamento indutivo também for inserido (knob COUPLING ajustado para a posição de máximo - MAX)? Grupo A B 1 2 Eles serão reduzidos. 2 1 Eles serão mais acentuados. 3 4 Um outro pico (o terceiro deles) aparecerá. 4 3 Eles não variam Questões Q5 A resposta em freqüência de dois circuitos acoplados rigorosamente depende de: Grupo A B 1 3 Da largura de faixa das indutâncias. 2 1 Da mútua indução e do valor das capacitâncias. 3 4 Do coeficiente de acoplamento. 4 2 Do coeficiente de oscilação.

38 DIDATEC - LIÇÃO 902 Circuitos Acoplados 37 Q6 Circuitos acoplados são comumente utilizados na construção de: Grupo A B 1 5 Amplificadores banda larga. 2 3 Osciladores. 3 2 Filtros passa-alta. 4 1 Filtros passa-faixa. 5 4 Multivibradores. Q7 Dois circuitos ressonantes são usualmente acoplados por meio de: Grupo A B 1 3 Resistência/capacitância, sem indutância. 2 1 Indutâncias e capacitâncias. 3 5 Indutância mútua e capacitâncias. 4 2 Indutância mútua e resistências. 5 4 Transformador.

39 DIDATEC - LIÇÃO 903 Casamento de Impedâncias com Transformador 38 Lição 903: Casamento de Impedâncias com Transformador Objetivos: Examinar a técnica de casamento de impedâncias utilizando transformador e autotransformador; Equipamento Necessário: Unidade base para o sistema MSU (mod. EP4 fonte de energia, cartão proprietário, mod. FIP Unidade de controle e de inserção de defeitos); UTT1 Cartão de prática; Osciloscópio de duplo traço; Frequencímetro; Multímetro Noções Teóricas O fator de mérito (Q) de um circuito ressonante depende do valor da resistência equivalente conectada em paralelo com a bobina ( Q = R ω L ). Como a resistência de carga do circuito ressonante (RV4 FIG ) também é considerada no cálculo da resistência equivalente, alguma técnica particular deve frequentemente ser utilizada para aumentar o valor da resistência de carga equivalente através dos terminais da bobina, tanto que um Q alto possa ser obtido. Um sistema típico para obter essa transformação consiste em utilizar um autotransformador (L16, com derivação - center-tap FIG ). Esse enrolamento (n2+n2) atua como o circuito secundário para o enrolamento n1, e como circuito primário para o enrolamento n2 cuja resistência de carga RV4 está conectada. O

40 DIDATEC - LIÇÃO 903 Casamento de Impedâncias com Transformador 39 resultado das equações referentes aos transformadores explica que a resistência de carga equivalente R eq pode ser medida nos terminais de L16 (formado pela soma dos enrolamentos n2 + n2), a partir da seguinte expressão: 2 n + n 2 2 R x RV 4 4 x RV eq = = 4 n 2 Portanto, um transformador com derivação center-tap semelhante aquele apresentado na FIG permite transformar o valor da impedância segundo o quadrado da relação entre o número total de espiras de um enrolamento e o número de espiras em paralelo com a impedância a ser transformada. Figura Transformação de impedância utilizando autotransformador Exercícios UTT1 Desconecte todos os jumpers. FIP Entre com o código da lição: 903.

41 DIDATEC - LIÇÃO 903 Casamento de Impedâncias com Transformador Casamento de Impedância com Transformador Ajuste a seção TURNED CIRCUITS & COUPLING Circuitos Sintonizados e Acoplamento como mostrado na FIG , de modo a obter um acoplamento a transformador entre o sinal de entrada e a carga RV4. Gire RV4 completamente em sentido horário (máxima resistência possível). Gire o knob COUPLING Acoplamento para a posição de máximo (MAX); Figura Montagem. Aplique um sinal variando (wobbled) na faixa de 500 a 900 khz, com amplitude de, aproximadamente, 2,0 Vpp, entre os pontos TP36 e TP38. Utilize o VCO pré-arranjado como mostrado na FIG , como um wobbled - vobulador; Ajuste o osciloscópio para o modo de exibição X-Y (eixo X em 1,0 v/div; eixo Y em 10 mv/div); Conecte o eixo X do osciloscópio no ponto TP1 (Eixo X). Conecte o eixo Y (ponta de prova 10:1) entre os pontos TP39 e TP40; Ajuste a freqüência central do VCO e a amplitude de varredura (DEPTH) até obter uma curva similar àquela apresentada na FIG ;

42 DIDATEC - LIÇÃO 903 Casamento de Impedâncias com Transformador 41 Determine a largura de faixa ou a faixa passante B 1 a 3,0 db aproximadamente (0,707 vezes a amplitude máxima). Q1 Qual é o valor da largura de faixa ou faixa passante B 1? Grupo A B 1 3 Aproximadamente 500 khz. 2 1 Aproximadamente 100 khz. 3 4 Aproximadamente 50 khz. 4 2 Aproximadamente 5 khz. Figura Resposta de freqüência Casamento de Impedância com Autotransformador Ajuste a seção TUNED CIRCUITS & COUPLING Circuitos Sintonizados e Acoplamento como apresentado na FIG , a fim de obter um acoplamento utilizando um transformador entre o circuito secundário e a carga RV4. Gire RV4 completamente no sentido horário (máxima resistência possível). Gire o knob COUPLING Acoplamento para a posição máxima (MAX);

43 DIDATEC - LIÇÃO 903 Casamento de Impedâncias com Transformador 42 Meça o novo valor da faixa passante ou largura de faixa, B 2. Figura Montagem. Q2 Com relação à largura de faixa B 1, medida no exercício anterior, B 2 é: Grupo A B 1 3 Mais larga. 2 1 Aproximadamente o dobro. 3 4 Mais estreita. 4 1 Igual a anterior.

44 DIDATEC - LIÇÃO 903 Casamento de Impedâncias com Transformador 43 Q3 Por quê? Grupo A B 1 4 Porque a resistência de carga através dos terminais do circuito secundário aumentou pelo uso de um autotransformador. 2 1 Porque a resistência de carga através dos terminais do circuito secundário diminuiu pelo uso de um autotransformador. 3 2 Porque a resistência de carga através dos terminais do circuito secundário reduziu à metade pelo uso de um autotransformador. 4 3 Porque não ocorreu nenhuma variação. Q4 Qual é o valor da faixa passante B 2? Grupo A B 1 3 Aproximadamente, 100 khz. 2 1 Aproximadamente, 10 khz. 3 4 Aproximadamente, 40 khz. 4 2 Aproximadamente, 5 khz. Ajuste RV4 para, aproximadamente, ¼ de seu valor (47k/4 12 kω) efetuando uma medida entre os pontos TP39 e TP40, após remover o jumper.

45 DIDATEC - LIÇÃO 903 Casamento de Impedâncias com Transformador 44 Q5 Conecte o jumper novamente e observe o que aconteceu. Grupo A B 1 4 A nova largura de faixa B3 é maior do que B1, porque o circuito tem uma resistência de carga quatro vezes menor. 2 3 A nova largura de faixa B3 está muito próxima de B1, embora o circuito tenha uma resistência de carga duas vezes menor. 3 2 A nova largura de faixa B3 está muito próxima de B1, embora o circuito tenha uma resistência de carga quatro vezes maior. 4 1 A nova largura de faixa B3 está muito próxima de B1, embora o circuito tenha uma resistência de carga quatro vezes menor.

46 DIDATEC - LIÇÃO 904 Filtros com Componentes Discretos I 45 Lição 904: Filtros com Componentes Discretos I Objetivos: Descrever a operação de filtros passivos de estruturas do tipo constante K, T, pi" funcionando como filtros passa-baixa, passa-alta, passa-faixa e rejeita faixa; Descrever a operação de filtros passivos passa-baixa do tipo M-derivado; Equipamento Necessário: Unidade base para o sistema MSU (mod. EP4 fonte de energia, cartão proprietário, mod. FIP Unidade de controle e de inserção de defeitos); UTT1 Cartão de prática; Osciloscópio Noções Teóricas Filtros Elétricos Filtros elétricos são quadripolos que permitem a passagem de determinadas frequências, enquanto que outras freqüências são eliminadas. Existem quatro tipos de filtros: Filtro passa-baixa: eles permitem a passagem de todas as frequências que estão abaixo de uma freqüência crítica f c, e atenuam as freqüências que excedem o valor de f c ; Filtro passa-alta: eles permitem a passagem de todas as freqüências que excedem o valor de uma freqüência crítica f c, e atenuam as freqüências que são menores do que f c ;

47 DIDATEC - LIÇÃO 904 Filtros com Componentes Discretos I 46 Filtros passa-faixa: eles permitem a passagem de todas as freqüências que estão incluídas entre os valores f 1 e f 2, e atenuam todas as outras freqüências; Filtro rejeita faixa: eles atenuam todas as freqüências que estão incluídas entre os valores f 1 e f 2, e permitem a passagem de todas as outras frequências. A FIG indica o símbolo, a ideal e a real resposta de freqüência para cada tipo de filtro mencionado acima. Figura Simbologia e resposta de freqüência dos filtros.

48 DIDATEC - LIÇÃO 904 Filtros com Componentes Discretos I Parâmetros Característicos Referindo-se à FIG : Perda por inserção Insertion Loss: é a relação entre as amplitudes da freqüência desejada antes e depois da inserção do filtro; Rejeição Rejection: é a relação entre as amplitudes das freqüências não desejadas antes e depois da inserção do filtro; Freqüência de corte Cutoff Frequency: é a freqüência referida a uma atenuação de 3,0 db com relação à perda por inserção. Realmente, considera-se a máxima amplitude da resposta do filtro: os 3,0 db de atenuação e a freqüência (ou freqüências) são determinados com relação a este valor; Largura de Faixa ou Faixa Passante Bandwidth: é a faixa de freqüência que incluem as freqüências maiores que f c1 e menores que f c2 (frequências de corte) de um filtro passa-faixa ou rejeita-faixa. Esse parâmetro também é aplicado aos filtros passa-baixa, mas neste caso ela corresponde a faixa que inclui desde a freqüência zero até o valor de f c ; Fator de Mérito Q Factor: é a relação entre a freqüência central f o e a largura de faixa B ou a faixa passante ou a faixa de rejeição de um filtro Q = f o / B; Figura Parâmetros característicos dos filtros.

49 DIDATEC - LIÇÃO 904 Filtros com Componentes Discretos I 48 Fator de Forma Form Factor: é a relação entre as duas faixas a -60,0 db e -6,0 db F = B(-60dB) / B(-6,0 db); Às vezes, a faixa de -3,0 db é considerada como referência, neste caso o Fator de Forma será: F = B(-60dB) / B(-3,0 db); Impedância Impedance: corresponde aos valores das impedâncias de entrada e de saída de um filtro Filtros de Constante K A estrutura mais simples de um filtro de constante K está representada na FIG (o significado da constante K será explicado posteriormente). As figuras mostram um exemplo de um filtro passa-baixa: apenas esse tipo de filtro será explicado assim como os resultados podem facilmente relacionar-se aos outros tipos de filtros, passa-alta, passa-faixa e rejeita-faixa. As seguintes fórmulas teóricas de uma rede de quadripolos passivos podem descrever os principais parâmetros do circuito apresentado na FIG : Figura Filtro de Constante K passa-baixa L. Zi = L 2 2 x 1 ω L C = Z o x 1 ω L C C Impedância de entrada Zo = L 1 1 x = Z o x C ω L C 1 ω L C Impedância de saída

50 DIDATEC - LIÇÃO 904 Filtros com Componentes Discretos I 49 2 Ai = ln 1 ω L C + jω x L C Constante de Atenuação Imagem 1 L C Quando: 0 ω ( = ω ) c O valor de Ai é nulo (0), isto é, a rede não provoca nenhuma atenuação. Quando ω > ω, Ai tornar-se: c 2 ( L 1) Ai = ln ω C Nestas condições Ai é maior do que zero tal que a rede provoca alguma atenuação. Como o circuito tem um comportamento diferente em freqüências diferentes, essa rede pode ser utilizada como um filtro. O seguinte valor: f c = ωc = 2 π 1 2 π L C é denominada de freqüência de corte do filtro. A rede é denominada de filtro de Constante K porque o produto de duas impedânicas ( jω L e 1 jωc ) mantém-se constante quando a freqüência varia: 1 L j ω L x = = K jωc C 2 A FIG apresenta um esboço típico de Zi, Zo e Ai. Figura Filtro de Constante K passa-baixa L : a) parte real de Zi e Zo.

51 DIDATEC - LIÇÃO 904 Filtros com Componentes Discretos I 50 Figura Filtro de Constante K passa-baixa L : b) parte imaginária de Zi e Zo (parte complexa) Figura Filtro de Constante K passa-baixa L : c) Ai constante de atenuação imagem. Trocando-se L e C essa rede transforma de um filtro passa-baixa em um filtro passa-alta. Quando duas seções de filtro de Constante K em L são conectadas em cascata e obedecendo ao casamento de impedâncias entre elas, o resultado é um filtro em PI" ou em T, como apresentado na FIG Quando o número de seções em cascata aumenta, também aumenta a inclinação da curva de resposta do filtro (FIG ). Em aplicações reais, a fonte e a impedância de carga dos filtros são frequentemente resistivas e constantes. As impedâncias de entrada e de saída dos filtros

52 DIDATEC - LIÇÃO 904 Filtros com Componentes Discretos I 51 de Constante K variam quando a freqüência varia, embora elas sejam reais dentro da faixa passante; contudo o casamento de impedância pode ser obtido para uma freqüência única. Figura Filtros de Constante K: a) seção T ; b) seção PI". Figura Atenuação Ai para várias seções em cascata.

53 DIDATEC - LIÇÃO 904 Filtros com Componentes Discretos I 52 As características de transmissão apresentadas na FIG , obtidas a partir da condição de perfeito casamento de impedâncias dentro de toda a banda, só podem ser aproximadas quando fonte e carga são constantes. Felizmente na maioria das aplicações reais, as especificações de filtros não são restritivas, tanto que a distorção provocada pelo descasamento de impedâncias pode ser tolerada. Quando a impedância deve ser casada dentro de toda a faixa de operação do filtro, filtros M-derivados serão utilizados (refere-se ao próximo parágrafo). Como conclusão da descrição dos filtros de Constante K, as FIG , e mostram que: A seção básica das três configurações L, T e PI" dos filtros passa-baixa e passa-alta; As configurações das seções T e PI" dos filtros passa-faixa e rejeita-faixa; As impedâncias de entrada e de saída para cada seção; A atenuação versus freqüência (nas condições de perfeito casamento de impedâncias); As expressões para o cálculo dos filtros. Figura Filtros Passa-baixa de Constante k: a) seção L.

54 DIDATEC - LIÇÃO 904 Filtros com Componentes Discretos I 53 Figura Filtros Passa-baixa de Constante k: a) seção T. Figura Filtros Passa-baixa de Constante k: a) seção pi. Figura Filtros Passa-baixa de Constante k: expressões de cálculo.

55 DIDATEC - LIÇÃO 904 Filtros com Componentes Discretos I 54 Figura Filtro Passa-alta de Constante k: a) seção L. Figura Filtro Passa-alta de Constante k: b) seção T. Figura Filtro Passa-alta de Constante k: c) seção pi. Figura Filtro Passa-alta de Constante k: expressões de cálculo.

56 DIDATEC - LIÇÃO 904 Filtros com Componentes Discretos I 55 Figura Filtro Passa-faixa de Constante K: a) seção T. Figura Filtro Passa-faixa de Constante K: b) seção PI". Figura Filtro Passa-faixa de Constante K: expressões de cálculo.

57 DIDATEC - LIÇÃO 904 Filtros com Componentes Discretos I 56 Figura Filtro Rejeita-faixa de Constante K: a) seção T. Figura Filtro Rejeita-faixa de Constante K: a) seção pi. Figura Filtro Rejeita-faixa de Constante K: expressões de cálculo.

58 DIDATEC - LIÇÃO 904 Filtros com Componentes Discretos I Filtros M-derivado Os filtros de Constante K analisados nos parágrafos anteriores apresentam dois inconvenientes: A impedância varia quando a freqüência varia; A atenuação fora da banda de passagem não é atenuada suficientemente para muitas das aplicações. A estrutura dos filtros M-derivados foi desenvolvida a partir dos filtros de Constante K, onde: Minimizam o casamento de impedâncias; Melhoram a atenuação fora da banda de passagem. Considere o circuito apresentado na FIG a. A impedância Zi é: L Zi = 1 x 1 ω 2 + C1 ( L1 L2) C1 Esta é a mesma expressão matemática para a impedância de entrada para a estrutura de filtros de Constante K. Isso significa que a estrutura M-derivada está perfeitamente casada com a estrutura de filtro de Constante K. Além disso, a impedância Zm de um filtro M-derivado pode ser ajustada para se tender a uma constante, e por isso um bom casamento com a carga ou a fonte será apenas resistivo (FIG ). Realmente, a impedância de saída Zm depende do valor M, sendo expresso por: M = L1/L. A FIG b apresenta um esboço de Zm versus diferentes valores de M : observe que quando M = 0,6, a impedância é praticamente constante e seu valor é: L Z o =. C

59 DIDATEC - LIÇÃO 904 Filtros com Componentes Discretos I 58 Figura Filtro Passa-faixa L M-derivado. Variação de Zm versus M. Figura Uso de seções M-derivadas para casamento de impedâncias. Quando o elemento de entrada ou de saída dos filtros de Constante K é uma capacitância em paralelo (como, por exemplo, nos filtros passa-baixa, seção pi") a seção M-derivada de saída corresponde a estrutura apresentada na FIG a Sua impedância Zm dependente de M está mostrada na fig b.

60 DIDATEC - LIÇÃO 904 Filtros com Componentes Discretos I 59 Ambas as estruturas das FIG e tem a mesma constante de atenuação cuja tendência versus freqüência é apresentada na FIG Observe que a atenuação tende a infinita quando f = f ; f = 2π 1 = L2 C1 2π 1 La Cb = 2π ω Figura Filtro passa-baixa L M-derivado. Variação de Zm versus M. Figura Filtro Rejeita-faixa de Constante K: a) seção T.

61 DIDATEC - LIÇÃO 904 Filtros com Componentes Discretos I 60 Certamente seções L de filtros M-derivados podem ser utilizados para ajustar filtros T e pi" (FIG ). As figuras, e , apresentam configurações de filtros passa-baixa e suas expressões de cálculo. Trocando-s L e C transformam os filtros passa-baixa em filtros passa-alta. Figura Filtros passa-faixa M-derivado: a) seção pi" e b) seção T.

62 DIDATEC - LIÇÃO 904 Filtros com Componentes Discretos I 61 Figura Filtro passa-faixa M-derivado seção L e pi".

63 DIDATEC - LIÇÃO 904 Filtros com Componentes Discretos I 62 Figura Filtros passa-baixa M-derivados seção L e pi.

64 DIDATEC - LIÇÃO 904 Filtros com Componentes Discretos I Questões FIP Entre com o código da lição: 904. Q1 Filtros elétricos são: Grupo A B 1 4 Quadripolos que amplificam todas as freqüências. 2 3 Circuitos bipolares que amplificam apenas certas freqüências. 3 2 Quadripolos que permitem a passagem de certas freqüências e eliminam outras freqüências. 4 1 Quadripolos que atenuam todas as freqüências. Q2 A freqüência de corte de um filtro é: Grupo A B 1 3 A freqüência na qual o filtro inicia uma oscilação espontânea. 2 1 A freqüência na qual a saída do filtro varia em 3 db a partir do máximo (filtro passa-baixa e passa-faixa) ou mínimo (filtro passa-alta e rejeitafaixa). 3 4 A frequência na qual a saída do filtro varia em 12 db a partir do máximo (filtro passa-baixa e passa-faixa) ou mínimo (filtro passa-alta e rejeitafaixa). 4 2 O dobro da faixa passante.

65 DIDATEC - LIÇÃO 904 Filtros com Componentes Discretos I 64 Q3 Um filtro passa-faixa com freqüência central de 800 khz tem um Q igual a 40. Qual é sua faixa passante ou largura de faixa? Grupo A B khz khz ,05 khz khz. Q4 Com relação as impedâncias de entrada e de saída de um filtro de Constante K pode dizer que: Grupo A B 1 3 Não depende da freqüência. 2 1 Depende do produto L C. 3 4 Depende da freqüência. 4 2 Depende da amplitude.

66 DIDATEC - LIÇÃO 905 Filtros com Componentes Discretos II 65 Lição 905: Filtros com Componentes Discretos II Objetivos: Examinar a operação dos filtros de Constante K seção T e pi, passa-alta, passa-baixa, passa-faixa e rejeita-faixa passivos; Examinar a operação de filtros passivos passa-baixa M-derivado. Equipamento Necessário: Unidade base para o sistema MSU (mod. EP4 fonte de energia, cartão proprietário, mod. FIP Unidade de controle e de inserção de defeitos); UTT1 Cartão de prática; Osciloscópio; Frequencímetro; Gerador de funções Noções Teóricas Refere-se ao conteúdo apresentado na Lição Exercícios UTF1 Desconecte todos os jumpers. FIP Entre com o código da lição: 905.

67 DIDATEC - LIÇÃO 905 Filtros com Componentes Discretos II Filtro Passa-baixa de Constante K em T Ajuste o filtro conectando os jumpers como apresentado na FIG ; Figura Filtro passa-baixa T. Conecte um gerador de funções com impedância de saída de 50 Ω à entrada do filtro (entre os pontos TP5 e TP6), ajustado para fornecer um sinal senoidal com amplitude de, aproximadamente, 2,0 Vpp e freqüência de, aproximadamente, 100 khz; Conecte o osciloscópio à saída do filtro (entre os pontos TP7 e TP8) e registre a medida de amplitude em uma tabela: esse valor será considerado como valor de referência (FIG ); Partindo de um valor igual a 400 khz aumente a freqüência do gerador em degraus de 10 khz, considerando que a amplitude não varia. Registre as variações (em db) da amplitude de saída em relação ao valor de referência, em uma tabela.

68 DIDATEC - LIÇÃO 905 Filtros com Componentes Discretos II 67 Figura Resposta de freqüência de um filtro passa-baixa. Q1 Qual é o valor da freqüência de corte a 3,0 db? Grupo A B 1 3 Aproximadamente, 700 khz. 2 1 Aproximadamente, 600 khz. 3 4 Aproximadamente, 800 khz. 4 1 Aproximadamente, 500 khz Filtro Passa-baixa de Constante K em pi Ajuste o filtro conectando os jumpers como apresentado na FIG ; Meça a faixa passante do filtro.

69 DIDATEC - LIÇÃO 905 Filtros com Componentes Discretos II 68 Figura Filtro passa-baixa em pi Filtro Passa-alta de Constante K em T Ajuste o filtro passa-baixa em T conectando os jumpers como apresentado na FIG ; Figura Filtro passa-alta em T.

70 DIDATEC - LIÇÃO 905 Filtros com Componentes Discretos II 69 Conecte um gerador de funções com impedância de saída de 50 Ω à entrada do filtro (entre os pontos TP5 e TP6), ajustado para fornecer um sinal senoidal com amplitude de, aproximadamente, 2,0 Vpp e freqüência de, aproximadamente, 1000 khz; Conecte o osciloscópio à saída do filtro (entre os pontos TP7 e TP8) e registre a medida de amplitude em uma tabela: esse valor será considerado como valor de referência (FIG ); Partindo de um valor igual a 600 khz reduza a freqüência do gerador em degraus de 10 khz, considerando que a amplitude não varia. Registre as variações (em db) da amplitude de saída em relação ao valor de referência, em uma tabela. Q2 Qual é o valor da freqüência de corte a 3,0 db? Grupo A B 1 3 Aproximadamente, 500 khz. 2 1 Aproximadamente, 600 khz. 3 4 Aproximadamente, 800 khz. 4 2 Aproximadamente, 700 khz. Figura Resposta de freqüência de um filtro passa-alta.

71 DIDATEC - LIÇÃO 905 Filtros com Componentes Discretos II Filtro Passa-alta de Constante K em pi Ajuste o filtro conectando os jumpers como apresentado na FIG ; Meça a faixa passante do filtro. Figura Filtro passa-alta em pi Filtro Passa-faixa de Constante K Utilize o filtro mostrado na FIG Conecte um gerador de funções com impedância de saída de 50 Ω, à entrada do filtro (entre os pontos TP9 e TP10), ajustado para fornecer um sinal senoidal com amplitude de, aproximadamente, 2,0 Vpp e freqüência de, aproximadamente, 400 khz; Conecte o osciloscópio à saída do filtro (entre os pontos TP11 e TP12) e varie a freqüência para obter uma amplitude de saída máxima.

72 DIDATEC - LIÇÃO 905 Filtros com Componentes Discretos II 71 Q3 Em que freqüência a amplitude máxima de saída ocorreu? Grupo A B 1 4 Aproximadamente, 500 khz. 2 3 Aproximadamente, 470 khz. 3 2 Aproximadamente, 570 khz. 4 1 Aproximadamente, 600 khz. Registre as medidas de amplitude em uma tabela: esse valor será considerado como valor de referência (FIG ); Varie a freqüência do gerador de funções em degraus de 10 khz, considerando que a amplitude não varia. Registre as variações (em db) da amplitude de saída em relação à referência, em uma tabela. Figura Filtro passa-faixa.

73 DIDATEC - LIÇÃO 905 Filtros com Componentes Discretos II 72 Figura Resposta de freqüência de um filtro passa-faixa. Q4 Qual é o valor da freqüência de corte inferior? Grupo A B 1 3 Aproximadamente, 500 khz. 2 1 Aproximadamente, 600 khz. 3 4 Aproximadamente, 450 khz. 4 2 Aproximadamente, 750 khz.

74 DIDATEC - LIÇÃO 905 Filtros com Componentes Discretos II 73 Q5 Qual é o valor da freqüência de corte superior? Grupo A B 1 3 Aproximadamente, 500 khz. 2 1 Aproximadamente, 650 khz. 3 4 Aproximadamente, 450 khz. 4 2 Aproximadamente, 750 khz Filtro Rejeita-faixa de Constante K Utilize o filtro mostrado na FIG Conecte um gerador de funções com impedância de saída de 50 Ω, à entrada do filtro (entre os pontos TP16 e TP17), ajustado para fornecer um sinal senoidal com amplitude de, aproximadamente, 2,0 Vpp e freqüência de, aproximadamente, 1000 khz; Conecte o osciloscópio à saída do filtro (entre os pontos TP18 e TP19) e varie a freqüência para obter uma amplitude de saída mínima. Figura Filtro rejeita-faixa.

75 DIDATEC - LIÇÃO 905 Filtros com Componentes Discretos II 74 Figura Resposta de freqüência de um filtro rejeita-faixa. Q6 Em qual freqüência a saída máxima é obtida? Grupo A B 1 4 Aproximadamente, 530 khz. 2 3 Aproximadamente, 430 khz. 3 2 Aproximadamente, 580 khz. 4 1 Aproximadamente, 610 khz. Ajuste o gerador de funções para um sinal senoidal tendo amplitude de, aproximadamente, 2,0 Vpp e freqüência de, aproximadamente, 1000 khz; anote a medida de amplitude em uma tabela: esse valor será utilizado como valor de referência (FIG ); Partindo de um valor igual a 700 khz reduza a freqüência do gerador em degraus de 10 khz, considerando que a amplitude não varia. Registre as varia-

76 DIDATEC - LIÇÃO 905 Filtros com Componentes Discretos II 75 ções (em db) da amplitude de saída em relação ao valor de referência, em uma tabela. Q7 Qual é o valor da freqüência de corte superior? Grupo A B 1 3 Aproximadamente, 530 khz. 2 1 Aproximadamente, 600 khz. 3 4 Aproximadamente, 620 khz. 4 2 Aproximadamente, 750 khz. Q8 Qual é o valor da freqüência de corte inferior? Grupo A B 1 3 Aproximadamente, 500 khz. 2 1 Aproximadamente, 350 khz. 3 4 Aproximadamente, 400 khz. 4 2 Aproximadamente, 450 khz Filtro Passa-baixa M-derivado Monte o filtro passa-baixa M-derivado conectando os jumpers conforme apresentado na FIG ;

77 DIDATEC - LIÇÃO 905 Filtros com Componentes Discretos II 76 Figura Filtro passa-baixa M-derivado em pi. Conecte um gerador de funções com impedância de saída de 50 Ω, à entrada do filtro (entre os pontos TP5 e TP6), ajustado para fornecer um sinal senoidal com amplitude de, aproximadamente, 2,0 Vpp e freqüência de, aproximadamente, 100 khz; Conecte o osciloscópio à saída do filtro (entre os pontos TP7 e TP8) registre a medida de amplitude em uma tabela: esse valor será utilizado como valor de referência; Partindo de um valor igual a 400 khz aumente a freqüência do gerador em degraus de 10 khz, considerando que a amplitude não varia. Registre as variações (em db) da amplitude de saída em relação ao valor de referência, em uma tabela.

78 DIDATEC - LIÇÃO 905 Filtros com Componentes Discretos II 77 Q9 Qual é o valor da freqüência de corte a -3,0 db? Grupo A B 1 4 Aproximadamente, 700 khz. 2 3 Aproximadamente, 600 khz. 3 2 Aproximadamente, 500 khz. 4 1 Aproximadamente, 400 khz. Q10 Qual é o valor da freqüência correspondente a uma atenuação infinita (teórica)? Grupo A B 1 2 Aproximadamente, 750 khz. 2 1 Aproximadamente, 650 khz. 3 4 Aproximadamente, 520 khz. 4 3 Aproximadamente, 480 khz. Determine a tendência quase constante da impedância do filtro dentro da faixa passante realizando as seguintes operações: Conecte o osciloscópio após o resistor R1 e verifique se o nível do sinal é mantido constante quando a freqüência varia acima de, aproximadamente, 500 khz: nessas condições, isto é, casamento de impedâncias entre a fonte (gerador de 50 Ω + resistência R1 de 100 Ω) e a entrada do filtro (impedância constante de 150 Ω), estão mostradas na FIG ;

79 DIDATEC - LIÇÃO 905 Filtros com Componentes Discretos II 78 Mas, se este teste for repetido em um filtro de Constante K, deve haver um nível variando junto com a variação de freqüência, porque a impedância de entrada do filtro varia. Figura Filtro passa-baixa M-derivado em pi.

80 DIDATEC - LIÇÃO 906 Filtros Cerâmicos 79 Lição 906: Filtros Cerâmicos Objetivos: Examinar a operação dos filtros cerâmicos. Equipamento Necessário: Unidade base para o sistema MSU (mod. EP4 fonte de energia, cartão proprietário, mod. FIP Unidade de controle e de inserção de defeitos); UTT1 Cartão de prática; Osciloscópio; Frequencímetro; Multímetro Noções Teóricas Filtros cerâmicos são filtros passa-faixa que utilizam material cerâmico piezoelétrico como transdutor elétrico-mecânico e ressonadores mecânicos. A FIG apresenta o símbolo de uma seção de filtro com 2 ou 3 terminais. Essa figura também mostra o circuito equivalente de um filtro a 2 terminais, bem como a tendência de variação de sua impedância versus a variação de freqüência. Em muitos dos casos esse tipo de filtro consiste de 2 seções acopladas por meio de um pequeno capacitor (FIG ). Alguns parâmetros importantes dos filtros cerâmicos são a impedância de entrada, a impedância de saída e o acoplamento capacitivo entre as duas seções. A FIG apresenta a resposta em freqüência de um filtro cerâmico a 455 khz (este é o filtro mais utilizado nos testes) versus a capacitância de acoplamento e o casamento de impedâncias de entrada e de saída.

81 DIDATEC - LIÇÃO 906 Filtros Cerâmicos 80 Figura Filtro cerâmico. Figura Filtro cerâmico com seções acopladas.

82 DIDATEC - LIÇÃO 906 Filtros Cerâmicos 81 Figura Resposta em freqüência de um filtro cerâmico Exercícios UTT1 Desconecte todos os jumpers. FIP Entre com o código da lição: Curva de Resposta do Filtro detectada com um Vobulador Aplicando um sinal de freqüência variável á entrada e detectando a amplitude do sinal de saída determina a curva de resposta (ou resposta em freqüência) de um quadripolo comum. A atenuação do quadripolo, medida em diferentes frequências, é expressão da seguinte maneira: A = Vo Vi Ou (em db): A db = 20 log ( Vo Vi) Representando a atenuação versus a freqüência determine a curva de resposta do quadripolo:

83 DIDATEC - LIÇÃO 906 Filtros Cerâmicos 82 Pré-arranje os circuitos como apresentado na FIG ; Ajuste RV1 para a posição de mínimo (sentido anti-horário) e RV2 para a posição de máximo (sentido horário); Ajuste o osciloscópio para o modo X-Y (eixo X em 1,0 V/div; eixo Y em 20 mv/div); Conecte o eixo X do osciloscópio ao ponto TP1 (eixo X). Conecte o eixo Y (ponta de prova 10:1) à saída do filtro (TP35); Ajuste a freqüência central do VCO e a amplitude de varredura (DEPTH) para mostra a curva de resposta do filtro na tela do osciloscópio. Figura Diagrama da montagem. Q1 Para obter uma curva de resposta íngreme e plana é necessário: Grupo A B 1 3 Aumentar RV2, reduzir RV1 levemente, aumentar CV Aumentar RV1 levemente; reduzir RV2, aumentar CV2 até o seu valor máximo. 3 4 Aumentar RV1 levemente, reduzir RV2, ajustar CV2 para sua posição intermediária. 4 2 Aumentar RV1, reduzir RV2, ajustar CV2 para sua posição de mínimo.

84 DIDATEC - LIÇÃO 906 Filtros Cerâmicos 83 FIP Pressione a tecla INS. Q2 Qual efeito pode ser detectado na curva de resposta? Grupo A B 1 3 Sua saída é cancelada porque CV2 está em aberto. 2 1 Dois picos aparecem porque CV2 está em aberto. 3 4 Dois picos aparecem porque CV2 está em curto-circuitado. 4 2 Dois picos aparecem porque CV2 foi aumentado. Varie a capacitância de acoplamento CV2 à vontade e verifique as três seguintes condições: a curva de resposta foi estreitada; a curva de resposta ficou plana; a curva de resposta apresenta dois picos ressonantes Medida da Resposta do Filtro em degraus Ajuste RV1 e RV2 para, aproximadamente 3 kω (verifique utilizando um multímetro); Ajuste CV2 para uma posição intermediária; Aplique um sinal senoidal com frequência igual a 455 khz (correspondendo a freqüência central do filtro) a entrada do filtro; Considere Vo e Vi as tensões de pico-a-pico, medidas na entrada e saída do filtro. A atenuação do filtro A, em 455 khz, será expressa da seguinte maneira: ( Vo Vi) [ em db] A = Vo Vi ; e AdB = 20 log ;

85 DIDATEC - LIÇÃO 906 Filtros Cerâmicos 84 Repita essa medida variando a freqüência de 455 a 465 khz, em degraus de 1 khz; calcule A db correspondente para cada valor de freqüência e registre os dados em uma tabela, semelhante àquela apresentada na FIG ; A partir dos dados desta tabela trace um gráfico com A db no eixo Y (vertical) e a frequência no eixo X (horizontal): o resultado é uma curva de resposta em freqüência do filtro; Calcule a faixa passante do filtro: B = f2 f1, onde f2 e f1 são as freqüências na qual a atenuação A db está a 3,0 db acima com relação ao seu valor mínimo. Figura Tabela e Curva de resposta do filtro cerâmico. Q3 Qual é o valor da largura de faixa ou faixa passante a 3,0 db? Grupo A B 1 4 Aproximadamente, 10 khz. 2 1 Aproximadamente, 20 khz. 3 2 Aproximadamente, 455 khz. 4 1 Aproximadamente, 4 khz.

86 DIDATEC - LIÇÃO 907 Filtros a Cristal de Quartzo 85 Lição 907: Filtros a Cristal de Quartzo Objetivos: Descrever as características do quartzo; Examinar a operação de um filtro passa-faixa construído com cristal de quartzo; Equipamento Necessário: Unidade base para o sistema MSU (mod. EP4 fonte de energia, cartão proprietário, mod. FIP Unidade de controle e de inserção de defeitos); UTT1 Cartão de prática; Osciloscópio; Frequencímetro Noções Teóricas Propriedades do Cristal de Quartzo O Cristal de Quartzo é um material piezoelétrico; quando adequadamente cortado e montado ele vibra em altas freqüências; existem também algumas freqüências na qual ele vibra mais intensamente. O símbolo do cristal de quartzo e seu circuito equivalente são apresentados na FIG

87 DIDATEC - LIÇÃO 907 Filtros a Cristal de Quartzo 86 Figura a) símbolo do cristal de quartzo; b) circuito equivalente. Ela é caracterizada por uma freqüência de ressonância série f s e uma freqüência de ressonância paralela f p, ligeiramente maior; o fator de mérito, Q, é muito alto (uma vez que R é muito pequeno) e pode exceder a No diagrama da FIG , C o representa a capacitância estática formada pela lâmina do quartzo e os terminais. Como C o é muito maior do que C pode-se omiti-lo do cálculo da frequência de ressonância série f s : f s = 2π 1 L C O valor da freqüência de ressonância paralela f p é ligeiramente maior do que f s e é determinada como se segue: f p = 2π 1 L C C C + C o o Essa distância entre f s e f p pode ser determinada pela seguinte expressão: f = f p f s f s C = 2 C o A FIG mostra um esboço da variação da reatância do quartzo versus a freqüência: ela tem um valor negativo (reatância capacitiva) abaixo de f s e acima

88 DIDATEC - LIÇÃO 907 Filtros a Cristal de Quartzo 87 de f p enquanto que é caracterizada por valores positivos (reatância indutiva) enter f s e f p. A impedância é puramente resistiva; é quase nula em f s, e tende a infinita em f p. Figura Reatância do Cristal de Quartzo versus frequência. Figura Reatância do Cristal de Quartzo + indutância.

89 DIDATEC - LIÇÃO 907 Filtros a Cristal de Quartzo 88 Quando uma indutância é conectada em paralelo ao cristal de quartzo, o efeito dobro ocorre na reatância total (FIG ): A freqüência de ressonância paralela aumenta ligeiramente ultrapassando f p para f p1 enquanto que a freqüência de ressonância série não varia; Outra freqüência de ressonância (f p2 ) cujo valor é menor do que f s será introduzida Filtro Gate a Cristal O mais simples filtro passa-faixa a cristal de quartzo é mostrado na FIG e é denominado de Crystal-Gate Filter - Filtro Gate a Cristal. O circuito é uma ponte. A tensão aplicada ao cristal de quartzo Q1 está defasada com relação a aquela aplicada ao capacitor CV1, por causa da derivação no enrolamento secundário de TR1 center-tap. Quando a reatância de CV1-C11 for igual a reatância do quartzo o circuito não sofre nenhum deslocamento de fase em nenhum instante e as tensões aplicada e a de saída dos dois braços da ponte estão defasadas de 180 o e assim, elas são canceladas. Figura Filtro Gate a Cristal. Como mostra a FIG , essa igualdade certamente ocorre porque a reatância capacitiva do cristal de quartzo está abaixo da ressonância série e varia rapida-

90 DIDATEC - LIÇÃO 907 Filtros a Cristal de Quartzo 89 mente junto com a variação de freqüência, enquanto que a reatância de CV1 varia muito lentamente. Quando ambas as reatâncias se cruzam, as saídas dos dois braços da ponte cancelam mutuamente e a saída do filtro é, teoricamente, nula. Em situação contrária, se a reatância do cristal de quartzo é indutiva e seu valor é igual ao ajuste de CV1, a saída do filtro vai atingir seu valor máximo porque um deslocamento de fase adicional de 180 o será provocado pelos dois braços da ponte e, nesse caso, suas saídas serão adicionadas em vez de subtraídas (canceladas). Para outros pontos o valor da saída e da atenuação estará incluído dentro desses dois limites. A FIG mostra que a faixa passante é entendida a partir da freqüência f 1 (ligeiramente maior do que f s do cristal de quartzo) até a frequência f 2 (ligeiramente menor do que f p ). Realmente, a frequência f 1 é maior do que f s, quando C2 > Co, e menor, quando C2 < Co. A principal desvantagem dos filtros Gate de Cristal consistem em: Tem uma faixa de passagem estreita demais para a maioria das aplicações; Tem uma resposta plana dentro da faixa passante. Figura a) reatância e atenuação quando C v > Co; b) reatância e atenuação quando C v < Co.

91 DIDATEC - LIÇÃO 907 Filtros a Cristal de Quartzo Filtro Lattice - Treliça Um tipo de filtro a cristal de quartzo que elimina os problemas mencionados anteriormente é mostrado na FIG , e se chama Lattice Filter Filtro em Treliça. Cristais de quartzo devem ser iguais aos pares e mais precisamente Q1 = Q3 e Q2 = Q4. A freqüência f s de Q2 (=Q4) deve também coincidir com a f p de Q1 (=Q3). A FIG enfatiza a estrutura, em ponte, do circuito do filtro. Quando a ponte está balanceada, a atenuação entre a entrada e a saída é infinita; enquanto que, se a ponte está desbalanceada, um sinal pode passar dependendo do nível do desbalanceamento. Como os braços da ponte são formados por cristais de quartzo, a ponte está balanceada quando esses cristais tem reatâncias iguais em valor e no sinal. Nas freqüências correspondendo a esta situação, a atenuação entre a entrada e a saída (teoricamente infinita) atinge seu máximo. Isso acontece nas freqüências f 1, f 4 e f 5 como mostrado no diagrama de reatâncias da FIG (observe que existe uma freqüência de ressonância paralela adicional para cada par de cristais de quartzo, devido ao efeito da entrada do filtro e a bobina de saída estão dinamicamente em paralelo aos cristais de quartzo). A condição para a faixa passante é que as reatâncias de Q1 e Q3 tem sinais opostos com relação as de Q2 e Q4: isso ocorre no intervalo de frequência entre f 2 e f 3. Uma versão muito comum de filtro lattice é o half-lattice filter filtro de meia treliça (FIG ). Ele apenas utiliza dois cristais de quartzo e sua resposta é similar àquela do filtro lattice.

92 DIDATEC - LIÇÃO 907 Filtros a Cristal de Quartzo 91 Figura Filtro Lattice. Figura Estrutura em ponte de um filtro Lattice.

93 DIDATEC - LIÇÃO 907 Filtros a Cristal de Quartzo 92 Figura Filtro Lattice reatâncias. Figura Half-lattice filter filtro meia-treliça

94 DIDATEC - LIÇÃO 907 Filtros a Cristal de Quartzo Exercícios UTT1 Desconecte todos os jumpers. FIP Entre com o código da lição: Curva de Resposta do Filtro detectada pelo Vobulador Arranje os circuitos como mostrado na FIG ; Ajuste o osciloscópio para o modo X-Y (eixo X em 1,0 V/div; eixo Y em 20 mv/div); Conecte a entrada X do osciloscópio ao ponto TP1 (Eixo X). Conecte a entrada Y (ponta de prova 10:1) à saída do filtro (TP15); Ajuste a freqüência do VCO e a amplitude de varredura (DEPTH) para obter a curva de resposta do filtro. Figura Montagem para a curva de resposta em freqüência.

95 DIDATEC - LIÇÃO 907 Filtros a Cristal de Quartzo 94 Q1 A forma da curva de resposta em freqüência mostra que: Grupo A B 1 2 O filtro permite a passagem de todas as frequências, exceto uma faixa estreita. 2 1 O filtro elimina todas as freqüências, exceto uma faixa muito estreita. O topo da curva é plano e extenso. 3 4 O filtro elimina todas as freqüências, exceto uma faixa muito estreita. O topo da curva é muito estreito e não uniforme. 4 2 O filtro elimina todas as freqüências, exceto uma faixa muito estreita. O topo da curva fica caracterizado por dois picos bem definidos Q2 Varie CV1. Como a curva de resposta do filtro varia? Grupo A B 1 4 A freqüência central varia. 2 3 O máximo ganho está deslocado entre as duas extremidades do pico de ressonância. 3 1 A amplitude máxima varia. 4 2 A atenuação máxima está deslocada entre as duas extremidades do pico de ressonância.

96 DIDATEC - LIÇÃO 907 Filtros a Cristal de Quartzo Questões Q3 Filtros gate a cristal não são utilizados em muitas aplicações por que: Grupo A B 1 3 Sua faixa passante é muito estreita. 2 4 Sua faixa passante é muito extensa. 3 1 Ele tem uma curva de resposta plana dentro da faixa passante. 4 2 Ele utiliza 4 cristais de quartzo. Q4 A forma da curva de resposta em freqüência de um filtro cerâmico depende: Grupo A B 1 4 Da capacitância de acoplamento. 2 3 Do casamento de impedâncias. 3 1 Da capacitância de acoplamento e do casamento de impedâncias. 4 2 Da indutância de acoplamento.

97 DIDATEC - LIÇÃO 907 Filtros a Cristal de Quartzo 96 Q5 O filtro Lattice consiste em: Grupo A B 1 4 Quatro cristais de quartzo iguais. 2 3 Dois cristais de quartzo iguais. 3 1 De quatro cristais de quartzo sendo iguais dois a dois. 4 2 Apenas um cristal de quartzo.

98 DIDATEC - LIÇÃO 908 Casamento de Impedâncias I 97 Lição 908: Casamento de Impedâncias I Objetivos: Descrever as características das redes de casamento de impedâncias. Equipamento Necessário: Unidade base para o sistema MSU (mod. EP4 fonte de energia, cartão proprietário, mod. FIP Unidade de controle e de inserção de defeitos); UTF1 Cartão de prática Noções Teóricas Transferência de Potência Considere um gerador tendo uma impedância Z G = r +jx e uma carga Z L = R + jx (FIG ). A máxima transferência de potência do gerador para a carga ocorre quando Z G e Z L são conjugados complexos, tal que: r = R x = -X Nestas condições a potência P na carga será: 2 V P = 4 R Realmente, a condição exigida raramente ocorre na maioria das aplicações, contudo um casamento entre gerador e carga é necessário (FIG ).

99 DIDATEC - LIÇÃO 908 Casamento de Impedâncias I 98 Figura Transferência de potência entre gerador e carga. Figura Casamento de impedâncias entre gerador e carga Rede de Casamento Uma rede (estrutura) de casamento de impedância consiste apenas de reatâncias, tal que toda a potência aplicada nos terminais de entrada é fornecida à carga (FIG ). Figura Casamento de impedância entre gerador e carga. Essa rede pode ser dimensionada tal que sua impedância de entrada Z i é o conjugado da impedância de saída do gerador Z g ; o resultado é a máxima transferência de potência entre o gerador e a rede.

100 DIDATEC - LIÇÃO 908 Casamento de Impedâncias I 99 Além disso, a impedância de saída Z o deve ser o conjugado da impedância de carga Z L, tanto que a máxima potência também será transferida entre a rede e a carga. Vários tipos de redes de casamento serão examinados nos parágrafos que se seguem Rede de Casamento a Duas Impedâncias A mais simples rede para o casamento de duas impedâncias resistivas R 1 e R 2 é a rede reativa L apresentada na FIG O casamento perfeito entre R 1 e R 2 ocorre apenas na freqüência f o ; nesta frequência as reatâncias X 1 e X 2 tem os seguintes valores: X 1 = ± R 1 R2 R R 1 2 = ± R 1 1 n 1 X 2 = ± R 1 R 2 ( R R ) 1 2 = ± R 1 n 1 n X 1 e X 2 tem sinais opostos, portanto, X 1 é indutiva, X 2 é capacitiva, e vice-versa. A reatância paralela (X 1 ) deve ser conectada no lado de maior resistência. A tendência da rede L é de ser um filtro do tipo passa-baixa se X 1 e capacitivo e X 2 indutivo ou, caso contrário, um filtro do tipo passa-alta; certamente, nestes dois casos, as condições de perfeito casamento de impedância ocorre apenas na freqüência f o. A FIG apresenta a curva de resposta em freqüência normalizada para o circuito da FIG para ambas as configurações, filtro passa-alta e passabaixa. O Q desse circuito em f o é: Q o = n 1 Essa equação mostra que existe apenas um valor possível de Q para uma determinada relação de transformação n. Portanto, quando o valor de R1 e R2 é fixado, o Q da rede é univocamente definido e não será reduzido para ampliar a

101 DIDATEC - LIÇÃO 908 Casamento de Impedâncias I 100 faixa de casamento, nem aumentado a fim de aumentar o poder de filtragem da rede. Figura Rede de casamento L. Figura Resposta em freqüência normalizada de uma rede L passa-baixa e passa-alta.

102 DIDATEC - LIÇÃO 908 Casamento de Impedâncias I Rede de Casamento a Três impedâncias Quatro tipos de redes de casamento serão explicados: elas convenientemente serão denominadas de a, b, c e d. A escolha desses tipos de redes em aplicações reais dependerá do nível de realismo dos valores de seus componentes (valor exato e da precisão dos componentes). Uma rede a três impedâncias permite oferecer valores de Q e de n independente entre si, portanto, é possível escolher a seletividade da rede, dentro de determinados limites. Primeiro vamos considerar o casamento entre duas impedâncias puramente resistivas Rede de casamento a (FIG ) Aplicabilidade R 2 > R 1 Processo de cálculo Escolha um Q com valor dentro da faixa de 1 a 20 (isso determina a seletividade da rede)

103 DIDATEC - LIÇÃO 908 Casamento de Impedâncias I 102 Figura Circuito e expressões de cálculo Rede de casamento b (FIG ) Aplicabilidade R 2 > R 1 Processo de cálculo Escolha um Q

104 DIDATEC - LIÇÃO 908 Casamento de Impedâncias I 103 Figura Circuito e expressões de cálculo Rede de casamento c (FIG ) Aplicabilidade R 2 > R 1 Processo de cálculo Escolha um Q

105 DIDATEC - LIÇÃO 908 Casamento de Impedâncias I 104 Figura Circuito e expressões de cálculo Rede de casamento d (FIG ) Aplicabilidade Algumas condições de R 1 e R 2 Processo de cálculo Escolha um Q

106 DIDATEC - LIÇÃO 908 Casamento de Impedâncias I 105 Figura Circuito e expressões de cálculo Padrões de Escolha Como já mencionado, os componentes da rede necessitarão de valores mais exatos e mais precisos dependentes de cada aplicação. Por esta razão as seguintes considerações podem ser muito úteis: 1. a rede a será aplicada apenas quando R 2 > R 1 ; quando R 2 aproxima de R 1 o valor de C tende para infinito; 2. a rede b será aplicada quando R 1 > R 2 ; 3. a rede c será aplicada quando R 2 > R 1 ; 4. a rede d será aplicada para algumas condições de R 1 e R 2.

107 DIDATEC - LIÇÃO 908 Casamento de Impedâncias I Casamento de Impedância apenas Não Resistiva Se uma das impedâncias de saída tem uma componente reativa, essa componente será considerada como uma parte da rede de casamento. Por exemplo, case a impedância: Z 1 = R S +jx S com uma impedância R 2 resistiva, por meio da rede a (FIG ). Segundo as expressões aplicadas para a rede a e considerando X L e X Cs podemos escrever: X L + X Cs = Q.R 1 a partir do qual X L = Q.R 1 X Cs = Q.R 1 + X Cs = X L + X Cs Figura Circuito. Portanto, se a impedância Z1 não é apenas resistiva, mas se ela também inclui uma parte reativa devido a um componente capacitivo (esse é o caso mais frequente), o valor absoluto da reatância externa deve ser adicionado para o cálculo de X L Questões FIP Entre com o código da lição: 908.

108 DIDATEC - LIÇÃO 908 Casamento de Impedâncias I 107 Q1 Redes de casamento de impedâncias são usadas para: Grupo A B 1 3 Transferir a mínima potência do gerador para a carga. 2 4 Transferir a máxima potência da carga para o gerador. 3 1 Transferir a máxima potência entre duas impedâncias iguais. 4 2 Transferir a máxima potência do gerador para a carga. Q2 Redes de casamento de impedâncias são construídas com componentes: Grupo A B 1 4 Resistivos. 2 3 Reativos R e C. 3 2 Reativos L e C. 4 1 Reativos L e R. Q3 Além do casamento de impedâncias as redes: Grupo A B 1 2 Amplificam o sinal. 2 1 Filtram o sinal. 3 4 Multiplicam a freqüência. 4 1 Casam a indutância.

109 DIDATEC - LIÇÃO 908 Casamento de Impedâncias I 108 Q4 As redes de casamento de impedâncias são usadas para: Grupo A B 1 3 Casar apenas impedâncias resistivas. 2 4 Aumentar a impedância de carga. 3 1 Casar diferentes impedâncias. 4 2 Reduzir a impedância do gerador.

110 DIDATEC - LIÇÃO 909 Casamento de Impedâncias II 109 Lição 909: Casamento de Impedâncias II Objetivos: Montar redes de casamento de impedâncias e realizar medidas. Equipamento Necessário: Unidade base para o sistema MSU (mod. EP4 fonte de energia, cartão proprietário, mod. FIP Unidade de controle e de inserção de defeitos); UTT1 Cartão de prática; Osciloscópio; Gerador de funções com impedância de saída de 50Ω; Frequencímetro Noções Teóricas Refere-se ao que foi explicado na lição anterior (Lição 908) Exercícios UTT1 Desconecte todos os jumpers. FIP Entre com o código da lição: Rede de Casamento a Duas Impedâncias. Configuração Passa-baixa. Q =2 Dados do Projeto Casar a impedância de 50 Ω a outra de 10 Ω na freqüência f o de 680 khz por meio de uma rede a duas impedâncias na configuração passa-baixa;

111 DIDATEC - LIÇÃO 909 Casamento de Impedâncias II 110 Solução A rede usada está representada na FIG As expressões de cálculo apresentam os seguintes resultados: L 4,7µ H C 9, 4 pf Figura Rede selecionada. Figura Montagem. Medidas Antes de medir a potência transferida do gerador (50 Ω) para a carga (10 Ω), meça a potência de referência fornecida pelo gerador, como se segue: Ajuste o gerador para uma frequência de, aproximadamente, 680 khz e conecte a resistência de 50 Ω do Cartão de Prática (entre os pontos TP20 e TP21, FIG ); isso significa fornecer uma carga ao gerador com impedância igual a sua impedância interna e, nestas condições, o gerador transfere a máxima potência para a carga; Ajuste a amplitude do gerador para obter uma tensão na carga de 0,1 V RMS (283 mvpp);

112 DIDATEC - LIÇÃO 909 Casamento de Impedâncias II 111 Calcule a potência fornecida a carga da seguinte maneira: 2 VRMS 0,01 Pef = = = 200 µ W R 50 L A potência P REF é a máxima potência transferida do gerador para a carga, por que essa potência ocorre na condição de perfeito casamento de impedâncias; Desconecte a resistência de 50 Ω e conecte o gerador à rede de casamento de impedâncias (TP22 TP23) com uma resistência de carga R10 de10 Ω que já está ligado como na FIG Figura Montagem. Meça a tensão efetiva (V RMS ) através da carga de 10 Ω e calcule a potência transferida do gerador de 50 Ω para a carga de 10 Ω por meio da rede de casamento de impedâncias L-C: 2 V RMS P =. 10 Quando a rede de casamento está perfeitamente casada e não tem perdas, a potência P será igual à P REF, mas realmente isso não ocorre por causa das perdas devido a L e C; Varie a freqüência e observe que a potência na carga varia: registre os dados resultantes desta variação em uma tabela (os valores indicados na tabela a seguir são apenas aproximações);

113 DIDATEC - LIÇÃO 909 Casamento de Impedâncias II 112 Q1 Qual é o valor da potência transferida para a carga na freqüência de 680 khz? Grupo A B 1 3 Aproximadamente, 220 µw. 2 4 Aproximadamente, 120 µw. 3 1 Aproximadamente, 190 µw. 4 2 Aproximadamente, 100 µw.

114 DIDATEC - LIÇÃO 909 Casamento de Impedâncias II 113 Q2 A medida realizada mostra que a rede também atua como: Grupo A B 1 4 Atenuador resistivo. 2 3 Filtro faixa estreita. 3 2 Filtro passa-alta. 4 1 Filtro passa-baixa Rede de casamento a Três Impedâncias. Q =4 A FIG mostra a rede a ser utilizada: o casamento de impedâncias será entre 50 Ω e 10 Ω na freqüência f o de 636 khz e Q = 4; Figura Circuito de montagem. Antes de medir a potência transferida do gerador (50 Ω) para a carga de 10 Ω, meça a potência de referência fornecida pelo gerador, da seguinte forma: Ajuste o gerador para uma frequência de, aproximadamente, 640 khz e conecte a resistência de 50 Ω do Cartão de Prática (entre os pontos TP20 e TP21, FIG ); isso significa fornecer uma carga ao gerador com impedância igual a sua impedância interna e, nestas condições, o gerador transfere a máxima potência para a carga;

115 DIDATEC - LIÇÃO 909 Casamento de Impedâncias II 114 Ajuste a amplitude do gerador para obter uma tensão na carga de 0,1 V RMS (283 mvpp); Calcule a potência fornecida à carga da seguinte maneira: 2 VRMS 0,01 Pef = = = 200 µ W R 50 L A potência P REF é a máxima potência transferida do gerador para a carga, por que essa potência ocorre na condição de perfeito casamento de impedâncias; Desconecte a resistência de 50 Ω e conecte o gerador à rede de casamento de impedâncias (TP26 TP27) com uma resistência de carga R11 de10 Ω que já está ligado como na FIG Figura Montagem para medida da potência de referência. Figura Montagem do circuito de medidas. Meça a tensão efetiva (V RMS ) através da carga de 10 Ω e calcule a potência transferida do gerador de 50 Ω para a carga de 10 Ω por meio da rede de casamento de impedâncias:

116 DIDATEC - LIÇÃO 909 Casamento de Impedâncias II V RMS P =. 10 Quando a rede de casamento está perfeitamente casada e não tem perdas, a potência P será igual à P REF, mas realmente isso não ocorre por causa das perdas devido a L e C; Varie a freqüência e observe que a potência na carga varia: registre os dados resultantes desta variação em uma tabela; Q3 Qual é o valor da potência transferida para a carga na freqüência de 1000 khz? Grupo A B 1 3 Aproximadamente, 90 µw. 2 4 Aproximadamente, 180 µw. 3 1 Aproximadamente, 40 µw. 4 2 Aproximadamente, 120 µw. Q4 Qual é o valor da potência transferida para a carga na freqüência de 640 khz? Grupo A B 1 4 Aproximadamente, 130 µw. 2 3 Aproximadamente, 170 µw. 3 1 Aproximadamente, 240 µw. 4 2 Aproximadamente, 80 µw.

117 DIDATEC - LIÇÃO 909 Casamento de Impedâncias II Rede de Casamento a Três Impedâncias. Q = 2 A FIg apresenta a rede a ser utilizada: o casamento de impedâncias será entre 50 Ω e 200 Ω. Figura Rede de casamento de impedâncias. Meça a potência transferida para a carga na faixa de freqüência entre 300 e 1000 khz; Q5 Em que freqüência a máxima transferência de potência ocorre? Grupo A B 1 4 Aproximadamente, 720 khz. 2 3 Aproximadamente, 370 khz. 3 1 Aproximadamente, 480 khz. 4 2 Aproximadamente, 650 khz.

118 DIDATEC - LIÇÃO 924 Amplificador de RF 117 Lição 924: Amplificador de RF Objetivos: Examinar a operação de um amplificador de RF em Classe B e a rede de casamento de impedâncias; Calibrar uma rede de casamento de impedâncias; Medir a potência de saída. Equipamento Necessário: Unidade base para o sistema MSU (mod. EP4 fonte de energia, cartão proprietário, mod. FIP Unidade de controle e de inserção de defeitos); UTT1 Cartão de prática; Osciloscópio duplo traço; Frequencímetro Noções Teóricas Os amplificadores de RF são comumente utilizados nos transmissores de rádio para amplificar o sinal antes de enviá-lo para a antena transmissora. Se for preciso amplifica o sinal sem introduzir excessiva distorção, os amplificadores denominados lineares serão utilizados, com operação em Classe A, AB ou B cuja eficiência varia em torno de 20 a 65 %. Amplificadores em Classe C com alta eficiência não podem ser utilizados uma vez que a amplitude de saída deste amplificador não varia linearmente em função do sinal de entrada. A Classe C será utilizada quando não existe uma variação de amplitude no sinal modulado será transmitido, tal como no sinal de FM.

119 DIDATEC - LIÇÃO 924 Amplificador de RF 118 Para amplificar um sinal de AM, amplificadores lineares são requeridos; um modulador em Classe C, se a modulação é realizada diretamente no estágio final de potência e sem a necessidade de uma amplificação adicional. A FIG apresenta o circuito que será examinado sendo um amplificador em Classe B com rede de casamento de impedâncias passa-baixa como carga. A seção consistindo pelos transistores T1 e T2 é utilizada para introduzir o sinal modulante, não fazendo parte desta lição sendo descrito na próxima lição. O sinal de RF é aplicado à base de T3, cuja polarização é obtida por meio do diodo D1. O anodo do diodo D1, diretamente polarizado através de R20, fornece cerca de 0,7 V, que corresponde a queda de tensão na base de T3. Desta forma, apenas os sinais com amplitude acima de 0 V levam o transistor T3 à região linear de condução e são amplificadas desta maneira. Em outras palavras, apenas o semi-ciclo positivo de um sinal senoidal serão amplificados, conforme programado na operação dos amplificadores em Classe B. A impedância L17 previne que o sinal de entrada de RF seja curto-circuitado para o GND através do diodo D1. A impedância L18 previne que o sinal de saída de RF seja curto-circuitado para o GND através da fonte de alimentação DC. Se a saída do amplificador (coletor de T3) for diretamente ligado à carga, o sinal transmitido será ligeiramente distorcido. A distorção é removida por meio do filtro passa-faixa (C28 C29 CV5 L19 C30) centrada na freqüência de trabalho; ele também é utilizado como uma rede de casamento de impedâncias entre o amplificador e a carga, consistindo de uma resistência R21 ou da antena.

120 DIDATEC - LIÇÃO 924 Amplificador de RF 119 Figura Amplificador de RF Exercícios UTT1 Desconecte todos os jumpers. FIP Entre com o código da lição: 924. Calibração da Rede de Casamento de Impedâncias Ajuste o circuito como na FIG (jumper J23 conectado); Na entrada do amplificador (TP43), aplique um sinal senoidal com freqüência igual a 1MHz e amplitude a cerca de 0,5 Vpp. Esse sinal será fornecido por um VCO (TP4); Conecte o osciloscópio (ponta de prova 10:1) à entrada do amplificador e na carga R21 (pontos TP43 e TP46); Ajuste o capacitor variável CV5 e a bobina L19 para obter a máxima amplitude de saída.

121 DIDATEC - LIÇÃO 924 Amplificador de RF 120 Figura Circuito Amplificador de RF. Q1 Qual é o valor do sinal de saída? Grupo A B 1 4 Cerca de 5 Vpp. 2 3 Cerca de 1 Vpp. 3 1 Cerca de 30 Vpp. 4 2 Cerca de 15 Vpp. Ganho de Potência do Amplificador Ajuste a amplitude do sinal de entrada para cerca de 1,0 Vpp. Calcule o ganho de tensão do amplificador ( G = V out / V in )

122 DIDATEC - LIÇÃO 924 Amplificador de RF 121 Q2 Qual é o valor do ganho? Grupo A B 1 2 Entre 5 e Entre 0,5 e 1, Entre 80 e Entre 25 e 40. Aumente a amplitude do sinal de entrada para obter a máxima amplitude de saída; Calcule a potência de saída do amplificador com a seguinte relação: P out = 2 ( V ) R21 RMS Onde R21 é a carga do amplificador e V RMS é a tensão eficaz medida sobre a mesma carga. Q3 Qual é o valor da potência de saída? Grupo A B 1 4 Entre 5 e 10 mw. 2 1 Entre 0,5 e 1,0 W. 3 2 Entre 150 e 250 mw. 4 3 Entre 30 e 40 mw.

123 DIDATEC - LIÇÃO 924 Amplificador de RF 122 Conecte uma ponta de prova do osciloscópio (10:1) à base do transistor T3 (TP44): note que existe uma distorção no semi-ciclo positivo (cerca de 0,7 V) do sinal de entrada, devido a baixa impedância apresentada pelo transistor quando em condução. Isso demonstra que ele opera em Classe B. FIP Pressione a tecla INS. Q4 Que componente apresenta uma operação anormal? Grupo A B 1 5 Diodo D1 em aberto. 2 1 Bobina L18 em aberto. 3 4 Transistor T3 curto-circuitado entre coletor e emissor. 4 2 Diodo D3 em curto-circuito. 5 3 Transistor T2 curto-circuitado entre coletor e emissor. FIP Pressione a tecla INS.

124 DIDATEC - LIÇÃO 924 Amplificador de RF 123 Q5 Que componente apresenta uma operação anormal? Grupo A B 1 5 Diodo D1 em aberto. 2 1 Bobina L18 em aberto. 3 4 Transistor T3 curto-circuitado entre coletor e emissor. 4 2 Diodo D1 curto-circuitado. 5 3 Bobina L19 em aberto.

125 DIDATEC - LIÇÃO 925 Transmissor de AM 124 Lição 925: Transmissor de AM Objetivos: Examinar a operação de um modulador de AM; Verificar a operação de uma antena; Observar as formas de onda de um transmissor. Equipamento Necessário: Unidade base para o sistema MSU (mod. EP4 fonte de energia, cartão proprietário, mod. FIP Unidade de controle e de inserção de defeitos); UTT1 Cartão de prática; Osciloscópio de duplo traço; Frequencímetro Noções Teóricas Um transmissor de AM geralmente consiste dos seguintes estágios (FIG ): Um oscilador de RF, que gera o sinal de portadora para o modulador; Um modulador em amplitude, que recebe o sinal da portadora e do sinal modulante, e fornece o sinal modulador em amplitude; Um amplificador de RF, que amplifica o sinal fornecido pelo modulador; Algumas vezes, como no circuito em teste, a modulação e a amplificação são realizadas no mesmo estágio; Uma rede de casamento de impedâncias entre o amplificador e a carga (antena) para transferir a máxima potência para a carga; Uma antena transmissora.

126 DIDATEC - LIÇÃO 925 Transmissor de AM 125 Figura Diagrama de blocos de um transmissor de AM. Refere-se ao diagrama elétrico completo da FIG O sinal portadora de 1,0 MHz será aplicado ao amplificador em Classe B (transistor T3) que também processa a modulação em amplitude. A fonte de alimentação de T3 será variada pelo sinal modulante, através do amplificador de baixa freqüência formado por T1 e T2. Isso proporciona uma variação da amplitude da portadora no coletor de T3, que também executa a modulação em amplitude. Como o amplificador-modulador opera em Classe B, o sinal de saída é muito distorcido. A rede de casamento de impedância que se segue tem duas funções: Transferir a máxima potência do gerador (coletor de T3) para a carga (antena); Filtrar o sinal, removendo as distorções e fornecendo um sinal modulado adequado. A antena utilizada nesta experimentação é uma antena com ferrite, comumente utilizada nos rádios receptores. Ela é praticamente um transformador, cujos enrolamentos são enrolados em torno de uma barra ou bastão de ferrite. O primário recebe o sinal de RF vindo do transmissor, enquanto o secundário, está sintonizado na freqüência de transmissão com uma capacitância variável.

127 DIDATEC - LIÇÃO 925 Transmissor de AM 126 Figura Diagrama elétrico completo de um transmissor de AM Exercícios UTT1 Desconecte todos os jumpers. FIP Entre com o código da lição: 925. Antena Através do ponto TP47, aplique um sinal senoidal com freqüência igual a 1,0 MHz e amplitude em torno de 2,0 Vpp. Este sinal será obtido na saída do VCO (TP4); Conecte o osciloscópio (ponta de prova 10:1) no ponto TP47 ao ponto TP48 através do enrolamento primário da antena.

128 DIDATEC - LIÇÃO 925 Transmissor de AM 127 Q1 Qual é o efeito proporcionado pela variação de CV6? Grupo A B 1 2 A amplificação da antena foi aumentada. 2 4 A faixa passante da antena foi reduzida 3 1 A antena foi sintonizada na freqüência de operação e apresenta sua impedância máxima. 4 3 A antena gerou alto-oscilações positiva. Ajuste CV6 para obter a amplitude máxima no enrolamento primário da antena. Observe que a amplitude do sinal no primário é cerca da metade da amplitude do sinal de entrada. Isso significa que a impedância da antena na ressonância é aproximadamente igual ao valor de R22 (560 Ω); Varie a freqüência do sinal de entrada e verifique que é possível sintonizar a antena novamente agindo sobre CV6; Remova a ponta de prova do ponto TP47. Conecte um pedaço de condutor (fio de 10 cm) na ponta de prova. Mova a ponta de prova próximo da antena. Quando a antena está sintonizada na freqüência de transmissão um sinal será recebido (algumas dezenas de mvpp) demonstrando a radiação do sinal realizada pela antena. Transmissor de AM Ajuste o circuito como apresentado na FIG (jumper J22 conectado); Na entrada do amplificador (TP43) aplique um sinal senoidal com freqüência igual a 1,0 MHz e amplitude aproximadamente de 2,0 Vpp. Esse sinal pode ser obtido na saída do VCO (TP4);

129 DIDATEC - LIÇÃO 925 Transmissor de AM 128 Conecte a ponta de prova do osciloscópio (10:1) no enrolamento primário da antena (TP48); Ajuste os capacitores variáveis CV5 CV6 e a bobina L19 para obter a máxima amplitude de sinal: você medirá aproximadamente 10 Vpp; No ponto TP41 aplique um sinal senoidal com freqüência igual a 1,0 khz e amplitude de, aproximadamente, 0,5 Vpp; Observe a forma de onda do sinal modulante no ponto TP42 e do sinal modulado nos pontos TP45 TP46 TP48. FIP Pressione a tecla INS. Q2 Que componente apresenta um comportamento anormal? Grupo A B 1 5 O diodo D1 está em aberto. 2 1 A bobina L19 está curto-circuitada. 3 4 O transistor T3 está curto-circuitado entre coletor e emissor. 4 2 O transistor T1 está em aberto entre coletor e emissor. 5 3 O transistor T2 está curto-circuitado entre coletor e emissor.

130 DIDATEC - LIÇÃO 925 Transmissor de AM 129 Figura Montagem do transmissor de AM.

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