5,5 - demic

LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA BÁSICA I – EE531
TERCEIRA EXPERIÊNCIA
ALUNOS:
Carlos Ricardo C. Monteiro
Cícero Silva Luiz Junior
RA 094698 Turma W
RA 090761 Turma W
Data: 27/04/2012
Bancada: 1
1.
RESULTADOS DO EXERCÍCIO PREPARATÓRIO DA TERCEIRA EXPERIÊNCIA
1.1 CIRCUITO BARGRAPH
Comentários sobre o comportamento do circuito.
Fig.1 – Diagrama do circuito bargraph.
Figura 2: Variação dos LEDs acesos com a tensão de entrada variando de forma linear.
Figura 3: Variação dos LEDs acesos com a tensão de entrada variando de forma exponencial.
COMENTÁRIOS:
O circuito apresentado pode ser utilizado para identificar o nível de tensão da entrada Vi. Ele possui
12 saídas e cada uma dessas é responsável pela indicação da faixa de amplitude a que pertence o sinal na
entrada Vi.
O circuito é implementado através de um grande divisor de tensão, composto por uma fonte DC e
12 resistores ligados em serie. Os resistores mais próximos à fonte percebem um nével de tensão maior
enquanto os que estão mais distantes percebem um nível menor. Cada um desses níveis de tensão é
aplicado a um bloco de saída, de maneira que cada um desses blocos terá uma tensão de referência
diferente.
Cada um desses blocos é composto por um somador, um limitador, (descrito abaixo), e um resistor
de dreno. Na entrada de cada bloco de saída efetua-se uma soma entre o valor de referência e a entrada Vi
e o resultado dessa soma é colocado no limitador. Se essa soma for menor do que zero, a saída do
liminador é nula, caso contrário, se for maior zero, saída será de 5 volts, pois o limitador multiplica a
entrada por um ganho de 1k e limita a saída em 5 volts.
Dessa forma, se o valor de Vi for maior do que a tensão de referência de determinada saída,
(portanto, for maior que determinado nível), essa será de 5V, bem como todas as outras saídas de menor
amplitude.
GLIMIT (Retirado do “Pspice User Guide”)
HI
LO
GAIN
upper limit value
lower limit value
constant gain valu
The GLIMIT part functions as a one-line opamp. The gain is
applied to the input voltage, then the output is constrained to the
limits set by the LO and HI attributes. This part takes one input
and provides one output.
2.
RELATÓRIO DA TERCEIRA EXPERIÊNCIA
2.1 INTRODUÇÃO
O intuito deste relatório é analisar o comportamento de um circuito do tipo “bargraph”. Um
circuito bargraph é um circuito que, dependendo da diferença de potencial aplicada na sua entrada,
acende um certo número de LEDs. Quanto maior a tensão na entrada, maior deve ser o número de LEDs
acesos. Tal circuito é utilizado muito comumente em amplificadores de áudio, onde cada saída possui seu
próprio conjunto de LEDs indicando a potencia do som na saída. Ao longo deste experimento foram
medidas várias tensões no circuito e tabelou-se a tensão necessária para acender cada nível de LEDs. Essa
medida foi feita de forma separada para os dois canais, pois pequenas variações nos parâmetros do
circuito causam variações significativas nas tensões necessárias. No final do experimento também foi feita
a medição do ganho dos ganhos dos amplificadores de entrada dos canais.
2.2 CIRCUITO BARGRAPH
O circuito, na verdade, é um divisor de tensão gigante ligado a portas lógicas, e a saída desse
conjunto divisor-porta lógica ligada nos LEDs. Conforme a tensão vai aumentando na entrada, as saídas dos
“divisores de tensão” também vão subindo. Quando algum dos divisores passa a exibir um certo valor na
sua saída (por exemplo 5V) ele liga o LED. Isso vai acontecendo gradativamente até que todos os LEDs
fiquem acesos.
2.2.1 Simulações e Resultados experimentais
Ao longo deste experimento, foram medidas as tensões nos resistores R7 até R18, que representam
as tensões que deveriam ser responsáveis por ativar ou desativar os LEDs, ou seja, as saídas do divisor de
tensão. Na entrada foi colocada uma onda quadrada de 100Hz cuja amplitude foi gradativamente alterada.
A partir dos dados coletados, foi possível montar a seguinte tabela:
Resistor
R7
R8
R9
R10
R11
R12
R13
R14
R15
R16
R17
R18
Tensão no
Resistor
9.14
4.98
3.478
2.505
2.124
1.659
1.312
1.064
0.715
0.472
0.129
0.0419
LED
esquerdo
9.175
4.985
3.485
2.505
2.125
1.655
1.315
1.065
0.714
0.471
0.13
0.043
LED
direito
9.245
5.016
3.505
2.515
2.135
1.665
1.315
1.075
0.719
0.474
0.131
0.043
Cor do nível na escala
amarelo
amarelo
amarelo
amarelo
amarelo
verde
verde
verde
verde
verde
verde
verde
Resistor = Número do resistor na placa
Tensão no Resistor = Tensão entre a saída do resistor e o terra, medida com um multímetro
LED esquerdo = Tensão colocada na entrada que faz com que esse LED acenda
LED direito = Tensão colocada na entrada que faz com que esse LED acenda
Cor do nível da escala = LEDs verdes indicam começo da escala, LEDs amarelos indicam próximo ao
final da escala
R18 = Responsável pelo primeiro LED, que indica menor potência na saída
R7 = Responsável pelo último LED, que indica potência máxima na saída
Por fim, também fizemos uma medida do ganho dos amplificadores de entrada dos canais:
Figura 4: Ganho para o canal esquerdo, amplitude entrada = 428mV
Figura 5: Ganho para o canal direito, amplitude entrada = 428mV
Figura 6: Ganho para o canal esquerdo, amplitude entrada = 12V
Figura 7: Ganho para o canal direito, amplitude entrada = 12V.
2.3 CONCLUSÕES
Como o esperado, o circuito aumenta o número de LEDs acesos conforme a tensão na entrada do
circuito. Como pode-se observar na simulação do PSPice e nos valores medidos marcados na tabela, as
medidas realizadas se aproximaram muito dos valores previstos pelo PSPice. Apenas algumas pequenas
variações foram encontradas, que podem ser explicadas pelas imperfeições dos resistores em questão que
compõem o circuito.
3.
NOTIFICAÇÃO DE PROBLEMAS COM O KIT UTILIZADO
Não foram encontrados problemas com o kit utilizado.