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LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA BÁSICA I – EE531
QUINTA EXPERIÊNCIA
ALUNOS:
Carlos Monteiro
Cícero Silva Luiz Jr.
RA 094698 Turma W
RA 090761 Turma W
Data: 25/06/2012
Bancada: 1
1.
Relatório da QUINTA Experiência
1.
Introdução
Fig. 1: Esquemático do circuito amplificador.
Neste experimento verificaremos o funcionamento e comportamento do circuito
amplificador de áudio. Trata-se de um circuito com dois canais de amplificação
praticamente idênticos, defasados em 180 graus.
Verificaremos o ganho geral do circuito, o seu comportamento em frequência e a
interligação entre os dois canais de amplificação através de um jumper da placa.
2. Circuito amplificador de POTÊNCIA
Cada um dos canais do amplificador é constituído por um arranjo de resistores,
capacitores e um amplificador operacional, além dos fusíveis, conectores e etc.
Podemos ver que o ganho de cada canal pode ser dado pela resolução das malhas
conectadas ao amplificador. De maneira que o ganho é dado por R2a/R1a = 47k/5.6k =
8,4.
Como o sistema é destinado à amplificação de sinais de áudio, (sinais com
freqüências entre 10Hz e 20KHz), há outras características que merecem ser
citadas, como a presença de filtros passa-altas e passa-baixas, conexão da saída
do amplificador a um alto-falante na saída e a presença de capacitores e
resistores com capacidade de dissipação de potencia.

Sobre os Filtros de Freqüências:
Na entrada do amplificador temos um filtro passa-baixas, cuja freqüência de
corte pode ser dada pela relação entre os componentes C1 e R1e:
F_pb = 1/(2*pi*C1*R1e) = 1/(2*pi*10^-6*6,2*10^3) = 25,7Hz
Veremos no gráfico da simulação que a freqüência teórica é próxima da obtida
no experimento. Mais comentários adiante.
Já na realimentação do amplificador temos o filtro passa-altas, cuja a freqüência
de corte pode ser dada pela relação entre os componentes C4 e R5:
F_pa = 1/(2*pi*C4*R5) = 1/(2*pi*220*10^-12*47*10^3) = 15,3KHz.
Veremos no gráfico da simulação que a freqüência teórica é próxima da obtida
no experimento. Mais comentários adiante.

Sobre o Bridge
Como há a presença de dois canais na placa, é possível se amplificar e
reproduzir um sistema de áudio estéreo, o que por muitos é considerado um grande
avanço na tecnologia dos sistemas sonoros, pois se pode, com certa confiabilidade,
reproduzir a sensação de um som ambiente através da separação das diversas fontes
sonoras que compõem uma música ou outra gravação qualquer.
No entanto, se houver a necessidade de amplificar somente um dos canais e com
maior potencia, pode-se conectar a saída dos dois canais em um só auto-falante. Dessa
forma temos o dobro de potencia mas um som “mono”. Essa montagem é
proporcionada por um jumper na placa, chamada de Bridge.
Simulações e Resultados Experimentais
Figura 2- Analise de Frequencia canal Esquerdo com Bridge desligado
Figura 3- Analise de Frequencia com Bridge ligado
Observamos que ambos os canais se comportam praticamente de maneira
análoga, o que sugere que a escolha dos resistores e capacitores com baixa tolerância é
de grande importância e, se possível fosse, a escolha de amplificadores de mesmo lote
também é conveniente.
Outro fato que nos chama a atenção é o “chifre” que ocorre em torno da
freqüência de 100KHz. Esse comportamento incomum do sistema é explicado pelo
funcionamento peculiar do próprio amplificador, devido a razões de sua construção
interna. Aparentemente, para o nosso sistema, não vemos aplicação direta mas esse
comportamento poderia ser aproveitado em determinados sistemas de detecção de sinais
ou algo parecido.
As freqüências de corte ocorreram próximas às calculadas. Do gráfico, obtemos
a freqüência do filtro passa-baixas em aproximadamente 30Hz e a do passa-altas em
aproximadamente 15KHz. Os desvios em relação aos calculados podem ser explicados
devido ao fato da tolerância dos componentes e também ao fato de o ganho do
amplificador não ser infinito.
Conexão do Bridge
Apresentamos na figura seguinte a saída dos dois canais.
Figura 4. Saída dos dois canais.
Observamos que ambos os canais apresentam a mesma amplitude de tensão na
saída. Isso ocorre claramente pelo fato de o ganho dos canais serem praticamente
idênticos.
Observamos também a defasagem de 180°. Isso ocorre porque a entrada do canal
direito está na entrada não-inversora do amp-op e a do canal esquerdo está na inversora.
Essa construção foi proposta para que fosse possível a união dos dois canais em um só
auto-falante, de maneira que uma saída pode ser ligada em um pólo do auto-falante e a
outra saída pode ser conectada ao outro pólo do auto-falante. Caso os sinais tivessem a
mesma polaridade, não circularia corrente pela bobina do auto-falante e assim assim não
haveria som.
Colocando o bridge na posição ON temos a seguinte saída:
Figura 5: Saída geral do circuito com o bridge ligado
Observamos a união do sinal com a ligação do jumper. Vemos que o sinal se
reconstitui aparentemente sem ruídos o que é importante para a qualidade do som. O
que também ocorre como o esperado é a duplicação da amplitude da tensão e, portanto,
a duplicação da potencia fornecida. Observamos também que, diferente dos outros
experimentos, o sistema opera com tensões de +25V e -25V, o que propicia uma menor
corrente circulando pelo circuito.
3.
Conclusões
O sistema estudado tem ampla utilidade pois pode amplificar sinais que
pertencem em uma faixa de freqüência de aproximadamente 15Khz, portanto não só os
de áudio mas de qualquer origem e que pertencem à faixa compreendida pelos filtros.
O fato de o sistema ser composto por dois canais operando em paralelo, mas
com características semelhantes coopera para a geração de um sinal com amplitude e
potencia maior.
Notificação de Problemas com o kit utilizado
Não observamos problemas com o Kit.