7,0 - demic

LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA BÁSICA I – EE531
TERCEIRA EXPERIÊNCIA
ALUNOS:
Maiane Noronha
Eliabe Queiroz
RA 092145 Turma W
RA 091000 Turma W
Data: 27/04/2012
Bancada: 2
1.
RESULTADOS DO EXERCÍCIO PREPARATÓRIO DA TERCEIRA EXPERIÊNCIA
1.1 CIRCUITO BARGRAPH
Comentários sobre o comportamento do circuito.
Figura 1 – Diagrama do circuito Bargraph
Figura 2 – Gráfico da varredura em DC do circuito
Na simulação DC Sweep, olhando o gráfico acima, percebemos que na medida
em que a tensão Vi aumenta, os níveis de saída dos verificadores de nível vão
passando de 0V para 5V, começando de R1, R2, R3 até R12, que é o verificador que
precisa da maior tensão para subir de nível, em comparação com os outros 11.
A escala em log (dB) da figura 1 do circuito foi aproximada, pois fazendo os
cálculos para cada tensão do circuito, a partir da escala 0dB = ~1,6dB, temos:
Resistor
R12
R11
R10
R9
R8
R7
R6
R5
R4
R3
R2
R1
Tensão no circuito (V)
8,99
4,89
3,43
2,47
2,02
1,65
1,30
1,06
715m
473,2m
128,9m
41m
Valor dB calculado
14,99
9,7
6,62
3,77
2,02
0,27
-1,8
-3,47
-6,997
-10,58
-21,88
-31,83
Valor dB do circuito (aprox.)
Limite
10
7
4
2
0
-2
-4
-7
-10
-20
-30
Podemos ver através da tabela acima que o valor em dB do circuito está
aproximado, mas com os valores esperados quando comparados com os valores
calculados.
2.
RELATÓRIO DA TERCEIRA EXPERIÊNCIA
2.1 INTRODUÇÃO
Nesta experiência serão estudados dois canais simultaneamente do circuito
Bargraph. Primeiro, mediremos com multímetro a tensão dos resistores R7-18 do
circuito. Compararemos os valores das tensões medidas com a esperada, que foram as
tensões calculadas no circuito feito no Pspice.
Depois, usando uma onda quadrada de 100 Hz e aumentando gradativamente
o valor da amplitude do sinal, montaremos uma tabela com a tensão necessária para
os LEDs de cada canal acender. Explicaremos as diferenças entre as tensões dos canais
indicando os ganhos dos amplificadores de entrada.
2.2 CIRCUITO BARGRAPH
Segue abaixo o circuito que utilizamos no experimento.
Neste circuito temos o comparador LM339, que segue abaixo:
Nesse circuito quando há uma diferença entre in+ e in- maior que zero, o
circuito passa a apresentar uma saída que pode ser colocada em qualquer tensão. Se a
diferença é menor que zero, a saída fica atrelada ao terra e a ddp entre a saída e o
terra é zero. Essa propriedade é utilizada para acender os leds, como explicado abaixo.
Na figura acima, a saída comp. é a saída do comparador, os resistores R1 e R2
são um divisor de tensão que tende a deixar a tensão na saída igual a:
Vs=(V-0,7)*R2/(R1+R2)+0,7
Neste caso, há corrente passando no diodo e ele acende. Agora, se a saída
estiver no valor do terra, então não há diferença de potencial atuando em R2 e no
diodo. Logo ele não acende.
2.2.1 Simulações e Resultados experimentais
Primeiramente, medimos com multímetro a tensão dos resistores de R7 até
R18:
Resistores
R7
R8
R9
R10
R11
R12
R13
R14
R15
R16
R17
R18
Tensão (V)
9.170
4.990
3.500
2.518
2.138
1.666
1.315
1.073
0.724
0.478
0.1297
0.0416
Tensão esperada (V)
8.99
4.89
3.43
2.47
2.02
1.65
1.30
1.06
0.715
0.4732
0.1289
0.041
Diferença (V)
0.18
0.1
0.07
0.048
0.118
0.016
0.015
0.013
0.009
0.0048
0.0008
0.0006
Tabela 1 - Tensão medida em cada resistor e a esperada, e a diferença entre a medida e a esperada
Comparando a tensão medida para cada resistor e a calculada, que é a tensão
esperada, no circuito Bargraph feito no Pspice, verificamos que as voltagens medidas
estão muito próximas das voltagens esperadas, com pequenas diferenças numéricas
vista na tabela 1. Podemos explicar essa pequena diferença pelo fato de que no
circuito aonde fizemos as medidas, os valores dos resistores podem variar um pouco, e
com isso afetar nas medidas das tensões. Conforme vai diminuindo a tensão medida
dos resistores, a diferença entre a medida e a esperada diminui, mostrando a
proporcionalidade entre a tensão e o erro associado a ela. Vemos a diferença máxima
de até 0,18V.
Agora, usando uma onda quadrada de 100 Hz e aumentando gradativamente o
valor da amplitude do sinal, medimos e colocamos na tabela abaixo a tensão
necessária vista no osciloscópio para que os LEDs de cada canal acendessem.
LEDs Tensão – esquerda (Vpp)
1
0.0441
2
0.132
3
0.4805
4
0.7241
5
1.081
6
1.320
7
1.666
8
2.136
9
2.514
10
3.513
11
5.003
12
9.161
Tensão - direito (Vpp)
0.0434
0.1328
0.4814
0.7251
1.088
1.323
1.671
2.142
2.521
3.524
5.019
9.193
Diferença (V)
-0,0007
0,0008
0,0009
0,0010
0,0070
0,0030
0,0050
0,0060
0,0070
0,0110
0,0160
0,0320
Tabela 2 – Tensões em cada canal para acender os LEDs e a diferença entre os canais.
Lembrando que para ser feita as análises na tabela 2, temos que o LED 1
corresponde ao resistor R7, o LED 2 ao R8 e por ai vai até o LED 12 que corresponde ao
resistor R18.
Medindo os ganhos de cada canal, temos:
Ganho – canal esquerdo Ganho – canal direito
1,04 V/V
1,04 V/V
Não houve diferenças significativas entre os ganhos em cada canal, e o
osciloscópio não foi capaz de diferir entre os ganhos, dando aos canais o ganho de 1,04
V/V.
Mesmo assim, podemos corrigir os valores das tensões de cada canal
multiplicando pelo seu respectivo ganho.
Tensão esquerda
0.0441
0.132
0.4805
0.7241
1.081
1.320
1.666
2.136
2.514
3.513
5.003
9.161
Tensão esquerda corrigida
0,0459
0,1373
0,4997
0,7531
1,1242
1,3728
1,7326
2,2214
2,6146
3,6535
5,2031
9,5274
Tensão direita
0.0434
0.1328
0.4814
0.7251
1.088
1.323
1.671
2.142
2.521
3.524
5.019
9.193
Tensão direita corrigida
0,0451
0,1381
0,5007
0,7541
1,1315
1,3759
1,7378
2,2277
2,6218
3,6650
5,2198
9,5607
Tabela 3 – Tensões de cada canal corrigidas com o ganho.
Sabendo que a diferença do ganho entre os dois canais existe, porém é bem
pequena, justificamos a diferença entre as tensões dos canais para os resistores. E
comparando com as tensões medidas para cada resistor, vemos que não tem muita
diferença entre elas.
Comparando a tabela 2 com a tabela 1, temos:
LEDs Tensão esquerda (Vpp)
1
0.0441
2
0.132
3
0.4805
4
0.7241
5
1.081
6
1.320
7
1.666
8
2.136
9
2.514
10
3.513
11
5.003
12
9.161
Tensão direita (Vpp) Tensão medida nos resistores (V)
0.0434
0.0416
0.1328
0.1297
0.4814
0.478
0.7251
0.724
1.088
1.073
1.323
1.315
1.671
1.666
2.142
2.138
2.521
2.518
3.524
3.500
5.019
4.990
9.193
9.170
Tabela 4 – Tensões de cada canal comparadas com as tensões medida nos resistores.
Perceba-se que os valores das tensões são mais próximos das medidas nos
resistores, do que se aplicarmos primeiramente as correções da tabela 3 para depois
compararmos.
2.3 CONCLUSÕES
O circuito usa os detectores de nível para demonstrar ao usuário os níveis do
sinal de que passa pelo circuito. Devido o usuário escutar os sons em uma escala
logarítmica, os detectores de nível foram utilizados de forma a mostrar a intensidade
em escala logarítmica.
As tensões na simulação e no circuito real apresentaram algumas diferenças
que podem ser explicadas devido a diferenças nos valores dos resistores e algumas
diferenças no modelo empregado na simulação da fonte, nos amplificadores
operacionais e nos verificadores de nível.
3.
NOTIFICAÇÃO DE PROBLEMAS COM O KIT UTILIZADO
Não tivemos nenhum problema com o kit utilizado.