9,5 - demic

EE531W
-
Laboratório de Eletrônica Básica I
-
Prof. Anderson Spengler
Experiência 4: Relatório
Rodrigo de Castro Hernandes 092906
André Priolli Araujo
090393
Allan Gesner da Silva Nery 083186
Resultado Resultados do Exercício Preparatório da
quarta Experiência
Para este experimento é estudado o circuito amplificador de ganho controlado
por tensão abaixo, que contém amplificadores operacionais e transistores JFET. Este
circuito servirá como compressor do sinal.
Figura 1: Circuito compressor dinâmico de sinal
Faremos a análise transiente da tensão de saída Vout, com a tensão Vfet
utilizando quatro valores diferentes, e computaremos o ganho em função da mesma; e
uma análise AC com os mesmos parâmetros. A tensão de entrada Ve é uma senóide
unitária.
Os valores de tensão escolhidos para Vfet foram: -12 V, -8 V, -4 V e 0 V.
Figura 2: Análise de transiente do circuito compressor de tensão.
Através do gráfico percebemos que quando a tensão em Vfet é -12, o ganho é
muito pouco (aprox. 1,2 vezes a entrada) e quando muda para -8, o ganho aumenta
consideravelmente para aproximadamente 2,4 vezes o valor de entrada. Para os
valores de -4 e zero, o ganho do circuito é semelhante, com aproximadamente 3 vezes
o valor de entrada.
Figura 3: Análise AC do circuito compressor de tensão.
Para este gráfico percebe-se que os valores de freqüência em que o ganho é
máximo estão entre 50 Hz e 50 kHz, condizendo com sinais de som.
Circuito Analisado
Figura 4: Circuito compressor de sinal
O circuito compressor de sinal estudado contém, para os canais direito e
esquerdo:
 Uma entrada (“IN L” ou “IN R”)
 Um amplificador de ganho variável por potenciômetro – que neste
experimento foi fixado em ganho=2.
 Um amplificador inversor, com retificação de meia-onda selecionando a parcela
negativa do sinal de entrada.
 Ligado à saída deste amplificador-retificador, um capacitor que, sendo
carregado e lentamente descarregado, serve como um filtro de tensão.
 Uma saída parcial (“OutDetL” ou “OutDetR”).
 Um circuito compressor de sinal praticamente igual ao circuito estudado no
pré-relatório, cuja saída (“OutL” ou “OutR”) é a saída definitiva do circuito.
Este último componente tem como entrada Ve a senóide inicial com ganho
variado por potenciômetro (saída do 2º item, acima), e como entrada Vfet a saída
parcial (“OutDetL” ou “OutDetR”). Além disso, entre a entrada Base de seu transistor
JFET e o comum há uma entrada para Jumper, que se colocado gera um curto circuito
entre eles – fazendo o transistor ser cortado e, consequentemente, o ganho no
compressor ser constante.
Comportamento do Compressor de Sinal
Para verificar o comportamento geral do circuito, foram analisados os
transientes e medidos os ganhos em dois pontos cruciais dele: suas saídas parcial e
definitiva, utilizando o canal esquerdo.
A primeira medida, da saída parcial OutDetL, foi feita com “IN L” sendo uma
senóide de Vpp = 1V. O osciloscópio nos mostra que OutDetL é um sinal negativo
praticamente DC, como podemos ver na Figura 5 a seguir.
Figura 5: Forma de onda da saída parcial OutDetL.
Este sinal está no ânodo do Diodo retificador D2, e enxerga um capacitor , que
respectivamente retificam e filtram o sinal inconstante presente no cátodo do Diodo
D2, representado abaixo na Figura 6.
Figura 6: Forma de onda do sinal no cátodo.
Fizemos também, utilizando osciloscópio, gerador de tensão senoidal e o
software de aquisição, o gráfico que relaciona a saída OutDetL com a entrada IN L , na
Figura 7, revelando um ganho praticamente linear, conforme a figura abaixo:
Figura 7: Gráfico de OutDetL (ordenada) x IN L (abcissa).
As medidas na saída definitiva “OutL” foram realizadas primeiramente sem o
Jumper, o que nos mostrou um sinal de resposta distorcido do sinal de entrada, como
visto na Figura 8 a seguir.
Figura 8: Forma de onda deformada na saída OutL.
O ganho de OutL em relação a IN L também se mostrou variável, como visto no
gráfico da Figura 9, que teve seu comportamento grosseiramente ajustado para uma
reta.
Figura 9: Gráfico de ganho G (ordenada) x IN L (abcissa, Vpp).
Quando o Jumper foi colocado, estabeleceu-se um curto circuito entre a
entrada Base do transistor e o comum, fazendo com que Q1 seja cortado. A Figura 10
mostra o resultado experimental disto.
Figura 10: Gráfico de ganho G (ordenada) x IN L (abcissa, Vpp).
Como vemos na figura 10, o colocamento do Jumper faz com que o sinal fique
sem a deformação previamente encontrada, e o ganho seja constante. É como se toda
a parte do circuito que retifica, amplia e filtra o sinal para regular este ganho.