Guias de Telecomunicações Wander Rodrigues CEFET MG 2005
Sumário Apresentação do Laboratório de Telecomunicações... 04 Circuitos ressonantes... 28 Circuitos osciladores de onda senoidal oscilador Hartley... 56 Circuitos osciladores de onda senoidal oscilador Colpitts... 67 Circuitos osciladores de onda senoidal oscilador a cristal... 78 Multiplicador de freqüência... 89 Amplificador de radiofreqüência... 106 Modulador em amplitude valvulado modulação em alto nível... 119 Modulador em amplitude transistorizado modulação em baixo nível... 140 Modulador balanceado... 154 Modulador em freqüência a diodo varicap... 166 Conversor de freqüência em audiofreqüência... 178 Amplificador de freqüência intermediária e detector... 187 Detector a diodo e controle automático de ganho... 200
Limitador de amplitude para sinais de freqüência modulada... 212 Detecção de freqüência modulada - detector de inclinação... 226 Detecção de freqüência modulada circuito discriminador... 237 Análise de um receptor de AM - DSB - FC ou AM - A3... 248 Análise de um transceptor de AM - SSB ou AM - A3J... 259 Análise de um transceptor de VHF - FM... 267 Anexos... 278
WANDER RODRIGUES 106 Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais Prática de Laboratório de Telecomunicações Prof. Wander Rodrigues - 3 o e 4 o Módulo de Eletrônica - 2003 EXPERIÊNCIA N o 7 TÍTULO: Amplificador de radiofreqüência APLICAÇÃO: Demonstrar a operação de um estágio amplificador de radiofreqüência em um transmissor de baixa potência. Ajustar uma rede de acoplamento para o valor correto de carga refletida e potência de saída na freqüência de operação. Verificar o ângulo de condução menor que 180 o do sinal de entrada de um amplificador em classe C. CIRCUITO PRÁTICO:
AMPLIFICADOR DE RADIOFREQÜÊNCIA 107 DESENVOLVIMENTO PRÁTICO: 01 - Lista de material empregado e identificação dos pontos de interligação com os equipamentos de medida. R 1 - Resistor de carvão de 47 kω - 5% - 1/4 W. R 2 - Resistor de carvão de 10 kω - 5% - 1/8 W. R 3 - Resistor de carvão de 1 kω - 5% - 1/8 W. R 4 - Resistor de carvão de 100 Ω - 5% - 1/8 W. R 5 - Resistor de carvão de 4,7 kω - 5% - 1/8 W. R 6 - Resistor de carvão de 4,7 kω - 5% - 1/8 W. R 7 - Resistor de carvão de 4,7 kω - 5% - 1/8 W. R 8 - Resistor de carvão de 1,0 kω - 1/8 W. C 1 - Capacitor de poliester de 0,1µF - 10% - 250 V DC C 2 - Capacitor de poliester de 0,1 µf - 10% - 250 V DC C 3 - Capacitor de poliester metalizado de 0,01 µf - 10% - 250 V DC C 4 - Capacitor de poliester metalizado de 0,1 µf - 10% - 250 V DC C 5 - Capacitor de disco de cerâmica de 390 pf C 6 - Capacitor de disco de cerâmica de 330 pf L 1 - Bobina de 215 µh ajustável através do posicionamento do núcleo de ferrite. L 2 - Bobina de 215 µh ajustável através do posicionamento do núcleo de ferrite. Q 1 - Transistor bipolar de silício 2N2219 ou 2N2219A Q 2 - Transistor bipolar de silício 2N2219 ou 2N2219A
WANDER RODRIGUES 108 21 e 22 - terminal de tensão de alimentação +V CC 20 - terminal de coletor de Q 1 17 a 19 - terminal de entrada de sinal e i 16 - terminal de base de Q 1 15 - terminal de emissor de Q 1 14 - terminal de base de Q 2 09 a 13 - terminal de massa ou de V CC 07 e 08 - terminal de coletor de Q 2 05 e 06 - entrada da rede de acoplamento 04 - terminal da carga fantasma 02 e 03 - terminal de saída da rede de acoplamento 01 - terminal de entrada de sinal - ponto A 02 - Faça a ligação dos jumpers J 1 e J 2 de modo que a rede acoplamento e a carga fantasma estejam acoplados respectivamente ao coletor do transistor Q 2. 03 - Alimente o circuito com uma tensão V CC = 9,0 V DC, retirados do auxiliar 01 do painel frontal da bancada de trabalho ou de uma fonte de alimentação individual. 04 - Utilizando o voltímetro eletrônico, meça as tensões de polarização abaixo com referência ao ponto de terra. V C1 = V B1 = V E1 = V C2 = V B2 = V E2 = 05 - Através das medidas de tensão de polarização, identifique a condição de polarização dos transistores. Justifique.
AMPLIFICADOR DE RADIOFREQÜÊNCIA 109 Q 1 Q 2 06 - Ajuste a sintonia fina de L 1 e L 2 para aproximadamente o centro de sua faixa de sintonia. Utilize uma chave de sintonia não metálica para fazer todos os ajustes na bobina. 07 - Ajuste o gerador de funções para um sinal de saída senoidal não modulado na freqüência de 800 khz e tensão de saída de 2,0 V de pico a pico. 08 - Com o osciloscópio conectado ao coletor de Q 2 e utilizando a chave de sintonia, ajuste a sintonia fina de L 2 até que o osciloscópio indique amplitude máxima. 09 - Aumente a amplitude de saída do gerador de funções para 6,0 V de pico a pico. Anote a forma de onda, freqüência e amplitude de pico a pico de entrada. 0 t Amplitude de entrada, e i = Freqüência na entrada, e i = 10 - Observe e anote a forma de onda, amplitude de pico a pico e freqüência no coletor de Q 2.
WANDER RODRIGUES 110 0 t Amplitude no coletor Q 2 = Freqüência no coletor Q 2 = 11 - Observe a forma de onda na carga fantasma. Ajuste, cuidadosamente, a sintonia de L 1 até obter um sinal máximo. Apenas um ajuste secundário será necessário. 12 - Anote a forma de onda, amplitude de pico a pico e freqüência do sinal na carga fantasma. 0 t Amplitude de saída, e o = Freqüência de saída, e o = 13 - Com o valor de tensão medido na carga fantasma, calcule o valor da potência média desenvolvida na mesma. P o = E 2 rms R P o = P o =
AMPLIFICADOR DE RADIOFREQÜÊNCIA 111 14 - Utilizando a expressão abaixo, determine o valor da carga fantasma refletida para o coletor de Q 2. R REFLETIDA V = 2 P 2 CC o R REFLETIDA = R REFLETIDA = 15 - Observe e anote a forma de onda, amplitude de pico a pico do sinal na base de Q 2. 0 t Amplitude na base Q 2 = Freqüência na base Q 2 = 16 - Ajuste o osciloscópio de forma a obter uma forma de onda na base de Q 2 semelhante à da figura abaixo. Figura - Forma de onda prevista na base de Q 2.
WANDER RODRIGUES 112 17 - Meça os tempos off e on do transistor como indica a figura acima. t OFF = t ON = 18 - Calcule o período da forma de onda pela adição dos tempos ON e OFF medidos acima. t = t + t TOTAL OFF ON t TOTAL = t TOTAL = 19 - A partir de uma proporção entre o período e 360 o, determine o ângulo de condução do transistor. θ = θ = 20 - Desligue o jumper J 1, desconectando a rede de acoplamento do amplificador de radiofreqüência. 21 - Ligue o gerador de funções no ponto A da rede de acoplamento. Ajuste o gerador de funções para um sinal de 800 khz, 4,0 V de pico a pico sem modulação. Ajuste a sintonia de L 2 até obter no osciloscópio a máxima tensão no ponto B. 22 - Meça a tensão nos seguintes pontos: Carga fantasma = Ponto B =
AMPLIFICADOR DE RADIOFREQÜÊNCIA 113 Observações pessoais:
WANDER RODRIGUES 114 Questionário da Exp. N o 07 Nome: N o : Turma: Q 1 01 - Sem sinal de entrada aplicado ao circuito, qual a situação em termos de condução dos transistores: Q 2 02 - Se uma polarização negativa for aplicada à base de Q 2, descreva a operação do circuito amplificador de radiofreqüência. 03 - Determine o valor da impedância: a - vista pela carga fantasma, considerando que R o do amplificador é de 1,0 kω.
AMPLIFICADOR DE RADIOFREQÜÊNCIA 115 b - vista pelo amplificador de radiofreqüência. 04 - Para o circuito prático, trace o diagrama elétrico do circuito sintonizado e calcule a freqüência de ressonância ou freqüência de operação. 05 - Porque obtendo a máxima deflexão no item 08 do desenvolvimento prático, resulta no ajuste correto do valor de L 1? 06 - Com a operação de Q 2 entre o corte e a saturação, a eficiência do circuito aumenta ou decresce? Justifique. 07 - Observando a forma de onda do item 15 do desenvolvimento prático, explique porque a alternância positiva aparece mais cortada?
WANDER RODRIGUES 116 08 - Qual o significado do surgimento dessa pequena tensão positiva que não é cortada? 09 - Porque a alternância negativa da forma de onda do item 15 do desenvolvimento prático não foi cortada? 10 - Baseado em suas medidas e cálculos, você pode afirmar que o transistor Q 2 está operando em classe C? Justifique.
AMPLIFICADOR DE RADIOFREQÜÊNCIA 117 11 - Verificando uma tensão igual à metade do valor de entrada no ponto B e sendo o valor de R 8 = 1,0 kω, o que você pode afirmar sofre a impedância de entrada da rede de casamento? 12 - Calcule a potência de entrada aplicada à rede de acoplamento e a potência entregue à carga fantasma para o item 22 do desenvolvimento prático. Quais as conclusões a que podemos chegar?
WANDER RODRIGUES 118 13 - Divida o circuito pratico em blocos mais simples, identificando cada um deles. 14 - Descreva, resumidamente, o funcionamento do circuito amplificador de radiofreqüência.