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LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA BÁSICA I – EE531
QUINTA EXPERIÊNCIA
ALUNOS:Maiane Noronha
ALUNOS:Eliabe Queiroz
RA 091000 Turma W
RA 092145 Turma W
Data: 15/06/2012
Bancada: 2
1.
RELATÓRIO DA QUINTA EXPERIÊNCIA
1.1 INTRODUÇÃO
Esse experimento aborda o funcionamento de um circuito amplificador de
potência, observando ganho, banda de passagem do circuito, e configurações do circuito
que possibilita o aproveitamento da potência do amplificador em diferentes
configurações de carga.
1.2 CIRCUITO AMPLIFICADOR DE POTÊNCIA
O circuito amplificador de potência deve amplificar o sinal de entrada em todas
as faixas de interesse. Um amplificador de áudio, como o que estamos analisando, deve
ter sua faixa de operação, em que a diferença no ganho é de até 3db do ganho máximo,
entre frequências de 20 Hz até uma frequência de 20kHz, que são as faixas de
frequências audíveis. O amplificador também deve prover uma saída com impedância
adequada a carga que será utilizada.
O amplificador analisado apresenta ganho satisfatório nessas faixas de
frequência, e impedância de saída adequada para as cargas que devem ser adicionadas
ao circuito.
1.2.1 Simulações e Resultados Experimentais
O estágio de saída do amplificador analisado apresenta dois canais, um canal
tem seu amplificador operacional em configuração inversora, e o outro tem o sinal em
configuração inversora e o outro em configuração não-inversora.
O amplificador pode ser utilizado em duas cargas (caixas de som) com metade
da potência direcionada para cada caixa, ou podemos usar o amplificador em apenas
uma carga com toda a potência direcionada para essa carga. Isso pode ser feito
utilizando-se de um bridge, que combina os dois sinais de modo a somá-los em uma
única saída.
O bridge quando desligado liga a saída da carga no canal esquerdo ao terra e o
canal mantem o sinal direito inalterado, quando ligado o canal esquerdo deixa de ter a
referência do terra e passa a ter como referência o sinal do canal direito que é invertido.
Dessa forma o sinal na saída do canal esquerdo apresenta a diferença entre o
sinal dos canais direito e esquerdo, e toda a potência do amplificador pode ser
direcionado para apenas uma carga.
Fig – 1: Circuito amplificador de potência.
Através de análise do circuito amplificador direito, desconsiderando capacitores
e os circuito na saída, temos:
Ar=R4a/R2a=47k/5.6k≈8.4V/V
Considerando algumas perdas nos resistores e capacitores desconsiderados o
ganho deve ser bem mais próximo do ganho medido no laboratório.
O ganho do circuito amplificador medido através do osciloscópio nos canais
direito e esquerdo para uma frequência de 1kHz é de aproximadamente 8,2V/V.
Fig. 2 – Varredura do ganho do circuito.
Como podemos observar da Fig. 2 o amplificador fornece uma faixa de ganho de
aproximadamente 20 Hz até próximo de 20kHz, uma faixa esperada para um
amplificador de áudio.
No entanto há um pico em 100 kHz, segundo explicações dadas a ocorrência do
pico se deve a falta da carga no circuito.
Observando a figura do circuito podemos ver que há um filtro passa altas na
entrada do circuito que corta as frequências menores que 20 Hz, e uma impedância de
Miller gerando um polo dominante em torno de 20kHz e a determinando a queda para o
ganho do circuito a partir dessa frequência.
Fig. 3 - Saída do circuito, Bridge off
Na figura acima, temos as saídas dos dois canais onde uma saída se encontra
invertida em relação a outra (defasagem de 180º). A ocorrência desse fenômeno na
saída é devido a diferença de configuração (inversora e não-inversora) nos
amplificadores do circuito.
Fig. 4 – Saída do circuito, Bridge On
Na figura acima podemos observar que o modulo do sinal no circuito é a
diferença entre os sinais apresentados na figura anterior, essa configuração da saída,
com o bridge ligado, permite que possamos usar um amplificador, que foi projetado
para duas cargas, direcionando toda a sua potência para apenas uma carga.
1.3 CONCLUSÕES
O circuito apresenta o funcionamento esperado de um amplificador de áudio,
faixa de passagem de 20 Hz a 20kHz, e o ganho é estável de 100Hz até
aproximadamente 3 kHz regiões de frequências médias. Esse amplificador de áudio
apresenta a possibilidade de utilizar a potência total dividida em duas cargas ou
concentrada em apenas uma carga.
2.
NOTIFICAÇÃO DE PROBLEMAS COM O KIT UTILIZADO
O kit utilizado não apresentou problemas.