APOSTILA DE MEDIDAS APOSTILA DE TELECOMUNICAÇÕES APOSTILA DE SISTEMAS DE TV

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5º Período

Turmas: 5A-ELT / 5B-ELT

APOSTILA DE MEDIDAS

APOSTILA DE TELECOMUNICAÇÕES

APOSTILA DE SISTEMAS DE TV

ALUNO: _______________________________________________ TURMA: _______

CEFET-RJ: Av. Maracanã, 229 – bloco B / 3º andar Rio de Janeiro - RJ 20271-110 / Brasil Telefone: 2566 3153 / 2566 3197

(2)

Adriano Martins Moutinho Alberto Jorge Silva de Lima

André de Souza Mendes Antonio José Caulliraux Pithon

Aridio Schiapacassa de Paiva

Carlos Alberto Gouvêa Coelho

Edgar Monteiro da Silva

Eduardo Henrique Gregory Pacheco Dantas José Bastos

José Carlos Andrades José Fernandes Pereira

José Mauro Kocher

Mauro da Silva Alvarez

Milton Simas Gonçalves Torres

Paulo César Bittencourt (Cedido da UNed de Petrópolis)

Paulo José Monteiro da Cunha Péricles Freire dos Santos Rui Márcio Carneiro Arruda

(3)

(4)

2 Sumário

A

APPOOSSTTIILLAADDEEMMEEDDIIDDAASS55......................................................................................................................................................................33

1

1ªªPPRRÁÁTTIICCAAee22ªªPPRRÁÁTTIICCAASS..............................................................................................................................................................................................................................................44 R

REESSPPOOSSTTAADDEEFFRREEQQUUÊÊNNCCIIAAEEMMAAMMPPLLIIFFIICCAADDOORREESS........................................................................................................................................................44 3

3ªªPPRRÁÁTTIICCAA....................................................................................................................................................................................................................................................................................................88 A

AMMPPLLIIFFIICCAADDOORRDDAARRLLIINNGGTTOONN....................................................................................................................................................................................................................................88 4

4ªªPPRRÁÁTTIICCAA................................................................................................................................................................................................................................................................................................1122 A

AMMPPLLIIFFIICCAADDOORRDDEEPPOOTTÊÊNNCCIIAA..............................................................................................................................................................................................................................1122 5

AMMPPLLIIFFIICCAADDOORREESSAAFFEETT..................................................................................................................................................................................................................................................1166 6

AMMPPLLIIFFIICCAADDOORREEMMIISSSSOORR--CCOOMMUUMMRREEAALLIIMMEENNTTAADDOO....................................................................................................................................................1199 7

7ªªPPRRÁÁTTIICCAA................................................................................................................................................................................................................................................................................................2222 O

OSSCCIILLAADDOORRPPHHAASSEESSHHIIFFTT............................................................................................................................................................................................................................................2222 8

AMMPPLLIIFFIICCAADDOORRDDIIFFEERREENNCCIIAALLCCOOMMTTRRAANNSSIISSTTOORR............................................................................................................................................................2266

A

APPOOSSTTIILLAADDEETTEELLEECCOOMMUUNNIICCAAÇÇÕÕEESS............................................................................................................................3300

1

1ªªPPRRÁÁTTIICCAA................................................................................................................................................................................................................................................................................................3311 M

MEEDDIIDDAASSEEMMSSIINNAAIISSDDEETTEELLEECCOOMMUUNNIICCAAÇÇÕÕEESS--PPOONNTTAADDEEPPRROOVVAAEEOOSSCCIILLOOSSCCÓÓPPIIOODDIIGGIITTAALL3311 2

MEEDDIIDDAASSEEMMSSIINNAAIISSDDEETTEELLEECCOOMMUUNNIICCAAÇÇÕÕEESS––GGEERRAADDOORRDDEERRFF................................................................................................4444 3

MEEDDIIDDAASSEEMMSSIINNAAIISSDDEETTEELLEECCOOMMUUNNIICCAAÇÇÕÕEESS....................................................................................................................................................................5500 A

ANNAALLIISSAADDOORRDDEEEESSPPEECCTTRROO....................................................................................................................................................................................................................................5500 4

4ªªPPRRÁÁTTIICCAA................................................................................................................................................................................................................................................................................................5544 R

RAADDIIOO––OOSSCCIILLAADDOORRLLOOCCAALL....................................................................................................................................................................................................................................5544 D

DiiaaggrraammaaddoorreecceeppttoorrSSuuppeerrhheetteerrooddiinnoo..................................................................................................................................................................................................5577 5

5ªªPPRRÁÁTTIICCAA................................................................................................................................................................................................................................................................................................6600 R

RAADDIIOO--CCAAGG............................................................................................................................................................................................................................................................................................6600 6

6ªªPPRRÁÁTTIICCAA................................................................................................................................................................................................................................................................................................6633 O

OSSCCIILLAADDOORREESS....................................................................................................................................................................................................................................................................................6633 7

7ªªPPRRÁÁTTIICCAA................................................................................................................................................................................................................................................................................................6677 T

TRRAANNSSMMIISSSSOORRFFMM........................................................................................................................................................................................................................................................................6677

S

SIISSTTEEMMAASSDDEETTVV11..........................................................................................................................................................................................7722

I

INNTTRROODDUUÇÇÃÃOO........................................................................................................................................................................................................................................................................................7733 T

TÉÉCCNNIICCAASSDDEETTRRAABBAALLHHOONNOOLLAABBOORRAATTÓÓRRIIOODDEETTVV..................................................................................................................................................7733 1

1ªªPPRRÁÁTTIICCAA................................................................................................................................................................................................................................................................................................7766 N

NOORRMMAASSEEEEQQUUIIPPAAMMEENNTTOOSSDDOOSSEETTOORRUUSSOODDOOIINNSSTTRRUUMMEENNTTAALL....................................................................................................7766 2

2aaPPRRÁÁTTIICCAA................................................................................................................................................................................................................................................................................................8866 A

ANNÁÁLLIISSEEDDOOSSIINNAALLAANNAALLÓÓGGIICCOOCCOOMMPPOOSSTTOODDEEVVÍÍDDEEOO......................................................................................................................................8866 3

3aa

P

PRRÁÁTTIICCAA................................................................................................................................................................................................................................................................................................9911 T

TUUBBOOSSDDEERRAAIIOOSSCCAATTÓÓDDIICCOOSSeeAAMMIISSTTUURRAAAADDIITTIIVVAADDEECCOORREESS......................................................................................................9911 4

4aaPPRRÁÁTTIICCAA............................................................................................................................................................................................................................................................................................110000 A

ANNTTEENNAASSEEDDIISSTTRRIIBBUUIIÇÇÃÃOODDEESSIINNAAIISSDDEETTVVEEMMRRFF................................................................................................................................................110000 5

5aa

P

PRRÁÁTTIICCAA............................................................................................................................................................................................................................................................................................110099 L

LEEIITTUURRAA,,IINNTTEERRPPRREETTAAÇÇÃÃOOEEUUTTIILLIIZZAAÇÇÃÃOODDEEMMAANNUUAAIISSTTÉÉCCNNIICCOOSS........................................................................................110099 6

6aa_P_P_R_R_Á_Á_T_T_I_I_C_C_A_A_._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._._.₁₁₁₁₄₄

A

ANNÁÁLLIISSEEDDOOSSBBLLOOCCOOSSDDEEUUMMRREECCEEPPTTOORRDDEETTVVAANNAALLÓÓGGIICC................................................................................................................111144 7

7aa

P

PRRÁÁTTIICCAA............................................................................................................................................................................................................................................................................................111177 A

(5)

3

A

(6)

4

1ª PRÁTICA e 2ª PRÁTICAS

RESPOSTA DE FREQUÊNCIA EM AMPLIFICADORES

OBJETIVOS

• Obter experimentalmente a curva de resposta em frequência de

amplificadores com BJT nas três configurações básicas.

• Determinar a frequência de corte inferior e a freqüência de corte superior de cada amplificador.

INTRODUÇÃO

Os amplificadores são projetados para operar com sinais numa faixa de frequência limitada. Por exemplo, os amplificadores de áudio usualmente respondem a sinais na faixa audível, que vai de 20 Hz a 20 kHz.

A banda passante de um amplificador é a faixa de frequências em que o ganho do amplificador se mantém no mínimo a 3 dB abaixo do ganho no meio da banda passante, de forma análoga aos filtros.

A limitação nas baixas frequências é causada pelos circuitos de acoplamento entre os estágios do amplificador. Nos amplificadores com acoplamento capacitivo, os capacitores de acoplamento e as resistências de entrada e de saída dos estágios correspondentes formam filtros passa-altas que estão conectados em cascata com

os estágios amplificadores. Os capacitores de desacoplamento (by – pass) também

produzem um efeito semelhante.

Para aplicações em que se deve amplificar sinais de freqüência muito baixa ou níveis DC, utilizam-se amplificadores com acoplamento direto (i.e., sem capacitores nem transformadores de acoplamento).

(7)

5

CIRCUITO

Figura 1.1 – Amplificador Emissor Comum

MATERIAL UTILIZADO

Rb1 = 330 kΩ; Rb2 = 100 kΩ; Rc = 2,2 kΩ; Re = 1 kΩ

C1 = 22 µF; C2 = 22 µF C3 = 22 µF Q1 = BC 548

LISTA DE INSTRUMENTOS

• Osciloscópio.

• Gerador de funções ou oscilador senoidal para a faixa de áudio.

• Multímetro.

PROCEDIMENTO

1. Monte o circuito. As chaves podem ser fios (jumpers) ou mesmo os terminais

dos componentes.

2. Verifique se o ponto de operação permite que o transistor opere como amplificador linear.

VCE = _____________ IC = _____________

Caso VCE esteja acima de 8 V ou abaixo de 4 V, verifique a montagem e o valor dos resistores. Não identificando nenhum erro, teste o transistor e substitua, se necessário.

3. Conecte o amplificador na configuração emissor comum.

Transistor

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6 4. Aplique um sinal senoidal com freqüência de 2 kHz na entrada do amplificador

e ajuste-o para ter o máximo de sinal na saída, sem distorção.

5. Meça VIN e VO e calcule o ganho de tensão, adimensional e em decibéis.

VIN = __________V VO = __________V

AV = ___________ AVdB = ___________ dB

6. Identifique as frequências de corte. Para isso, mantenha o sinal de entrada com valor constante, monitorando-o, e meça o de saída até que caia a 0,707 do máximo, variando a frequência aplicada dentro da faixa de áudio ou além de seus limites, caso necessário. A frequência inferior com redução do sinal para 0,707 do máximo é fb e a superior, fa.

fb = ______________ fa = ______________

7. Faça o levantamento da curva de resposta AV x f do circuito. Para isso, varie a frequência aplicada entre valores abaixo de fb e acima de fa, mantendo o sinal de entrada com nível constante e medindo o nível da saída. A variação deve ser de 1 em 1 Hz, até 10 Hz; de 10 em 10 Hz, até 100 Hz; 100 em 100 Hz, até 1000 Hz; de 1000 em 1000 Hz, até 10 kHz e de 10 kHz em 10 kHz, até 100 kHz. Anote os valores na tabela !, na folha seguinte.

8. Conecte o amplificador na configuração base comum e repita os itens 4 a 6.

VIN = __________ V VO = _________ V

AV = __________ AVdB = __________ dB

fb = ____________ fa = ______________

9. Conecte o amplificador na configuração coletor comum e repita os itens 4 a 6.

VIN = __________ V VO = __________ V

AV = __________ AVdB = __________ dB

fb = ____________ fa = ______________

10. Trace a curva de resposta do estágio emissor comum em papel semilog, a partir dos dados obtidos na tabela.

A seguir é mostrado o aspecto de uma folha de papel semilog. Note que o eixo vertical é dividido em intervalos idênticos, mas o eixo horizontal contém grupos de divisões em que o intervalo vai diminuindo, tal qual ocorre com o intervalo entre o

logaritmo dos números naturais; cada um desses grupos é chamado de década. No

(9)

7

Tabela 1.1

(10)

8

3ª PRÁTICA

AMPLIFICADOR DARLINGTON

OBJETIVOS

• Familiarizar-se com a configuração Darlington, através da montagem de dois

circuitos.

• Medir o Ponto de Operação de cada transistor.

• Verificar as características do Darlington como amplificador de pequenos sinais em freqüências médias.

INTRODUÇÃO

A configuração Darlington é um arranjo composto por dois transistores, ambos do tipo NPN ou ambos do tipo PNP, no qual o emissor do primeiro transistor é conectado diretamente à base do segundo transistor (vide figura 3.1).

Esta configuração é disponível comercialmente montada num único invólucro. Neste caso é denominada por Darlington ou transistor Darlington.

Figura 3.1: Configuração Darlington.

A configuração Darlington equivale a um transistor com ganho de corrente muito grande, pois βtotal = β1 (1 + β2) _≈ β1 x β2. Com isso obtêm-se uma altíssima impedância de entrada, da ordem de centenas de quilo ohms até mega ohms.

(11)

9

CIRCUITOS

Figura 3.2: Amplificador Darlington conectado como emissor comum

Figura 3.3: Amplificador Darlington conectado como coletor comum

MATERIAL UTILIZADO

R1 = 3,3 MΩ R4 = 470 Ω C1 = 22 nF

R2 = 820 KΩ R5 = 1 MΩ C2 = 47 µF x 25 V

R3 = 2,7 KΩ R6 = 1,2 MΩ Q1 e Q2 = BC548

COMPONENTES AUXILIARES

Potenciômetro linear de 4,7 kΩ (para medir ZO no circuito da fig. 3.2) Potenciômetro linear de 470 Ω (para medir ZO no circuito da fig. 3.3) Resistir de 1 MΩ (para medir ZIN)

RELAÇÃO DE INSTRUMENTOS

• Osciloscópio

• Multímetro

• Gerador de Funções ou Oscilador Senoidal para a faixa de áudio

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PROCEDIMENTO

1. Monte o circuito da figura 3.2.

2. Meça o ponto de operação dos transistores e verifique se o amplificador está polarizado adequadamente para amplificar pequenos sinais.

VCE1 = ____________ VR1 = ____________ VBE1 = ____________

VCE2 = ____________ VR2 = ____________ VBE2 = ____________

IC1 = _____________ VR3 = ____________ IE2 = _____________

IC2 = _____________ VR4 = ____________

3. Aplique um sinal senoidal na freqüência de 1kHz e ajuste sua amplitude para a máxima saída sem distorção. Meça:

VIN = ___________ V Vo = ___________ V

4. Determine o ganho de tensão.

AV = ___________ AVdB = ___________ dB

(use a expressão: AVdB = 20 log | AV |)

Obs: Deve-se notar que o circuito da figura 3.2 é realimentado pelo resistor de emissor R4. Neste caso tem-se AV ≈ R3 / R4.

5. Verifique a defasagem entre o sinal de entrada e o de saída, através do osciloscópio.

θ = ____________

6. Meça a impedância de entrada e a impedância de saída.

ZIN = ____________ ZO = ___________

7. Monte o circuito de figura 3.3 e repita os itens 2 a 6.

VIN = __________ V VO = __________ V

AV = ___________ AVdB = ________dB θ = ____________

(13)

11 8. Estabeleça, em função dos valores observados, uma comparação em relação

aos amplificadores Darlington (EC e CC) e amplificadores convencionais (EC e CC). Devem-se utilizar os dados obtidos nas práticas sobre emissor comum e coletor comum.

Tabela 3.1

EMISSOR COMUM COLETOR COMUM

Convenciona

l Darlington Convencional Darlington

AV

AVdB (dB)

ZIN

ZO

(14)

12

4ª PRÁTICA

AMPLIFICADOR DE POTÊNCIA

OBJETIVOS

• Ajustar o ponto de operação do circuito para classe AB (mínima distorção de

crossover) e para a melhor simetria;

• Medir os ganhos de tensão e potência, com e sem realimentação;

• Determinar a banda passante, com e sem realimentação

INTRODUÇÃO TEÓRICA

O circuito compõe-se de uma etapa excitadora (driver) e de uma etapa de saída, sendo esta última constituída de transistores complementares (NPN e PNP). T2 e T3 formam um transistor Darlington NPN, enquanto T4 e T5 formam um Darlington PNP. Estes transistores ficam polarizados no limiar da condução (classe AB), de tal modo que o semiciclo positivo do sinal faz T2 e T3 conduzirem e o negativo leva T4 e T5 à condução. Na ausência de sinal, pelo fato dos transistores estarem próximos ao corte, o consumo é mínimo.

O par Darlington apresenta alto ganho de corrente: o produto dos β dos transistores (hFE darl. = hFE1 x hFE2), o que se traduz em uma alta impedância de entrada da etapa de saída, devido à baixa corrente Ib necessária para produzir alto Ic. Desse modo, o driver não é sobrecarregado, podendo trabalhar com baixo Ic quiescente.

CIRCUITO

Figura 4.1: Amplificador de potência classe AB

(15)

13

MATERIAL UTILIZADO

R1 = 18 kΩ C1 = 10 µF x 25 V T1 = BC 547 ou BC 548 ou BC 549

R2 = 1,8 kΩ C2 = 22 µF x 25 V T2 = BC 547 ou BC 548

R3 = 47 Ω C3 = 1000 µF x 25 V T3 = BD 137

R4 = 1 kΩ C4 = 100 pF T4 = BC 557 ou BC 558

R5 = 0,47 Ω x 1/ 2 W C5 = 1000 µF x 25 V T5 = BD 138

R6 = 0,47 Ω x 1/ 2 W P1 = 10 kΩ Dz= 1N746A (zener de 3,3 V x 400 mW)

RL = 8,2 Ω x 2 W P2 = 470 Ω

RELAÇÃO DE INSTRUMENTOS

• Fonte de Alimentação DC ajustável até 15 V, 1 A, estabilizada;

• Gerador de Sinais senoidais, 10 Hz - 100 kHz, com atenuador;

• Multímetro;

• Osciloscópio.

PROCEDIMENTO

1. Antes de ligar o circuito:

• Verificar se os transistores de potência estão com os dissipadores de calor e se não há curtocircuitos entre os dissipadores e qualquer ponto e se não os há no restante da placa.

• Colocar P1 na posição de MÁXIMA resistência.

• Colocar P2 na posição de MÍNIMA resistência.

• Ajustar VCC para 12 V e VIN para 25 mV.

2. Feito os itens acima, ligar VCC ao circuito e observar o amperímetro da fonte (ou ligado em série com esta): a leitura deve ficar em torno de 10 mA sem sinal e 200 mA com sinal. Se for muito maior, desligar o circuito e chamar o professor.

3. Aplicar Vin = 25 mV e proceder os seguintes ajustes:

• Ajustar P1 até ler Vcc/ 2 no coletor de T1 para a massa.

• Ajustar P2 até a forma de onda em RL não apresentar crossover.

• Ajustar VIN para máxima tensão de saída sem distorção.

• Reajustar P1 até o sinal em RL ficar simétrico (semiciclos idênticos).

• Reajustar P2, parando logo que o crossover desapareça (esta é a posição de

(16)

14

• Reajustar Vin até ler 4 V de pico (≅ 2,85 Vef) em RL de 8 Ω. Caso a tensão em RL não chegue a esse valor (ceife antes), aumente ligeiramente Vcc (de 12 para 13 V, por exemplo); monitore a forma de onda.

4. Feito esses ajustes, retirar VIN e medir o POE:

VCE1 = __________ VCE2 = __________ VCE3 = __________

VCE4 = __________ VCE5 = __________

VBE = __________ VBE5 = __________ VP2 = __________

VCC = __________ Ic1 = __________ IC3 = __________ IC5 = __________

(IC3 e IC5 através de R6 e R7)

5. Reaplicar VIN e medir:

a) AV = VRL = _________ VIN

b) AP = PRL = _________ PIN

PRL = VO2RMS = VO2pico RL 2 RL

Pin = VIN RMS x I IN RMS

c) η = PAC = PRL = ______ PDC Pfonte

PAC = potência na carga (PRL) PDC = potência consumida = I x VCC (ler I no amperímetro)

e) As freqüências de corte (não é necessário levantar a curva).

fCI = __________ fCS = __________ BW = __________

(17)

15 6. Aplique a realimentação no driver, retirando C3 (capacitor de emissor).

Reajuste P1, P2 e VS da maneira descrita inicialmente. Então, meça: a) AV = __________

b) AP = __________

c) η = __________

d) Freqüências de corte: fCI = ________ fCS = ________ BW = __________

e) A forma de onda na carga (monitore sempre a forma de onda em RL).

7. Se dispuser de um altofalante de 8 Ω, coloque-o em lugar de RL e avalie a qualidade do áudio.

ANÁLISE DOS RESULTADOS

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16

5ª PRÁTICA

AMPLIFICADORES A FET

OBJETIVOS

• Identificar as configurações básicas dos circuitos com FET.

• Montar os circuitos propostos, correspondentes às configurações básicas do

FET.

• Medir níveis de tensão em estruturas de entrada e saída.

• Calcular ganhos de tensão.

• Verificar desvios angulares entre sinais de entrada e saída.

INTRODUÇÃO

As configurações básicas de um Transistor a Efeito de Campo são escolhidas para implementação dos circuitos, de acordo com diferenciações de impedância (para maior eficiência nos acoplamentos) e ganhos de tensão (relação entre níveis de tensão de entrada e de saída).

O FET pode ser configurado em três formas diferentes, como no quadro adiante. O terminal dreno é tipicamente um ponto de saída e o terminal gate (porta) um ponto de entrada, o que se dá na configuração Fonte Comum, a mais usual. Não existe possibilidade do gate ser o terminal de saída, bem como do dreno ser o de entrada, em nenhuma configuração.

Características das configurações básicas do FET (quadro comparativo)

Circuito Impedância

de entrada Impedância de saída Ganho de tensão

Defasagem entre os sinais de entrada e

saída

Fonte

Comum Elevada Média Médio _{(fase invertida)}180°

Gate

Comum Baixa Média Médio 0° (em fase)

Dreno

(19)

17

CIRCUITO 1

Figura 5.1 – Circuito Fonte Comun

MATERIAL UTILIZADO

RD = 4,7 kΩ RG = 1 MΩ RS = 1,2 kΩ CIN = 0,047 µF COUT = 0,47 µF CS = 0,047 µF.

FET = BF245 ou MPF102

PROCEDIMENTOS

1. Monte o circuito Fonte Comum da figura 5.1.

2. Aplique um sinal senoidal, com 1 kHz. Ajuste-o para Vo máximo, sem distorção.

3. Meça:

Vi = __________ V Vo= __________V

AV = __________ AVdB = _________dB

4. Faça a verificação do ângulo de fase, entre os sinais de entrada e saída.

φ = __________

5. Retire o capacitor de fonte (CS) e repita os itens (2), (3), (4).

Vi = __________ V Vo= __________V

(20)

18

CIRCUITO 2

Figura 5.2 – Circuito Dreno Comum

MATERIAL UTILIZADO

RG1 = 1 MΩ RG2 = 220 kΩ RS = 4,7 kΩ CIN = 0,047 µF COUT = 0,047 µF

FET = BF245 ou MPF102

PROCEDIMENTOS

6. Monte o circuito Dreno Comum (figura 5.2).

7. Repita os itens (2), (3), (4).

Vi = __________ V Vo= __________V

AV = __________ AVdB = __________dB φ = __________

8 - Preencha o quadrado comparativo sobre os itens (5) e (7).

Fonte Comum Dreno Comum

AV AVdB

(21)

19

6ª PRÁTICA

AMPLIFICADOR EMISSOR-COMUM REALIMENTADO

OBJETIVOS

• Medir o ganho de tensão com dois níveis de realimentação.

• Medir as impedâncias de entrada e saída com dois níveis de realimentação.

• Determinar a resposta de freqüência com dois níveis de realimentação.

• Comparar os resultados obtidos nos dois casos.

INTRODUÇÃO

Observando-se o circuito a seguir, verifica-se que Re é composto de dois resistores em série (Re1 e Re2), que sob aspecto DC constituem polarização de emissor (Re1 + Re2). Determinam junto com Rc o ponto de operação estático e fornecem estabilização térmica e paramétrica do circuito.

Sob o ponto de vista AC, Re1 constitui uma realimentação negativa série de corrente, dando ao circuito as seguintes características:

• redução do ganho, acarretando aumento na banda passante e redução de distorção;

• sensível aumento de ZIN, o que facilita o acoplamento entre circuitos;

• independência do ganho do circuito em relação aos parâmetros do

transistor. Esta característica é bastante importante, tendo em vista possíveis trocas de transistores (manutenção), sem que o ganho sofra mudanças significativas.

CIRCUITO

Figura 6.1 – Circuito amplificador EC realimentado

Transistor

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20

MATERIAL UTILIZADO

Rb1 = 330 kΩ

Rb2 = 100 kΩ

Rc = 2,2 kΩ

Re1 e Re2 = 560 Ω

C1 e C2 = 22 µF C3 = 47 µF

Q1 = BC548

PROCEDIMENTOS

1. Meça o ponto de operação e verifique se o amplificador opera na região ativa.

VCE = __________ VRc = ___________ VRe1 = __________

VRe2 = __________ Ic = __________ Ie = __________

2. Aplique um sinal senoidal de 1 kHz, para o máximo de amplitude na saída, sem distorção.

3. Meça os sinais de entrada e de saída. Calcule o ganho de tensão.

VIN = __________ V VO = __________ V

AV = (Vo / Vin) = __________ AVdB = 20 log AV = __________ dB

4. Calcule a relação RC = __________ Re1

5. Compare o valor obtido de AV do item (3) com o resultado do item (4).

(3) ---- AV = ________ (4) ---- RC = ________

Re1 6. Meça as impedâncias de entrada e saída.

Zin = __________ Zo = __________

7. Repita os itens 1, 2, 3 e 6 retirando o capacitor de emissor (C3).

VCE = __________ V VRc = __________ V VRe1 = __________ V

VRe2 = __________ V Ic = __________ Ie = __________

VIN = __________ V VO = __________ V

AV = (Vo / Vin) = __________ AVdB = 20 log AV = __________ dB

(23)

21 8. Calcule a relação: RC = __________

Re1 + Re2

9. Compare o valor obtido de AV do item (7) com o resultado do item (8).

(7) --- Av = ________ (8) --- RC = __________

Re1 + Re2

10. Determine as freqüências de corte inferior e superior e a largura da banda passante (BW), com o capacitor de emissor (C3) ligado e sem ele.

Com C3 --- fb = __________ fa = __________ BW = __________

Sem C3 --- fb = __________ fa = __________ BW = __________

(24)

22

7ª PRÁTICA

OSCILADOR PHASE SHIFT

OBJETIVOS

• Medir o ponto de operação do circuito, verificando se está adequado à função.

• Observar as formas de onda na rede de realimentação.

• Medir a função de transferência da rede.

• Medir a freqüência de oscilação.

• Avaliar o desempenho do circuito com a alteração do ganho de tensão.

INTRODUÇÃO

O circuito é constituído por um amplificador emissor-comum ao qual se acrescenta uma malha RC de realimentação (figura 5.1). A tensão da base aparece no coletor amplificada e com fase invertida. Parte da tensão de coletor retorna à base pela estrutura RC, a qual produz outra inversão de fase (60° em cada célula RC = 180°). Assim, a realimentação é positiva (180° + 180°= 360° ou 0°) e produz oscilação.

Figura 7.1: Malha de defasagem.

Freqüência de oscilação - A tensão de base, ao ser amplificada pelo EC, sofre uma inversão de fase. Para uma única freqüência, este deslocamento é de 180º, de maneira que o deslocamento total é nulo (ou de 360º. Em outras palavras, dizemos que a fase de β é nula e que a realimentação é positiva para esta freqüência, que é determinada pela expressão:

Condição de módulo - Além de fase nula, o produto β deve ter módulo maior

que 1. Tal condição é satisfeita quando atende à relação:

(25)

23

CIRCUITO

Figura 7.2

MATERIAL UTILIZADO

R1, R2, R3 = 680 Ω Q1 = BC548

RB1 = 330 kΩ

RB2 = 100 kΩ

RC = 2,2 kΩ

RE = 1 kΩ

RS = 2,2 kΩ

C1, C2, C3 = 0,47 µF CE = 22 µF

Três capacitores de 2,2 nF.

PROCEDIMENTO

1. Com S1 aberta e S2 em 1, coloque o gerador em “A”.

2. Varie a freqüência do gerador e meça em qual freqüência (fm) a malha RC

proporciona uma defasagem de 180º em “E”.

3. Tire o gerador do ponto A.

4. Calcule a freqüência em que o oscilador deverá oscilar.

fo = __________

5. Com S1 aberta, S2 em 1 e S3 fechada, meça o P.O.E.

VCE = __________ V IC = __________ VRc = __________ V

(26)

24 6. Ligue a estrutura de realimentação ao circuito (feche S1, coloque S2 em 2 e

feche S).

7. Meça a freqüência de oscilação do circuito no ponto B (coletor).

f(medida ) = ________________________

8. Compare os valores de “f” obtidos nos itens 2, 4 e 7.

2 → fm = __________ 4 → f (calc.) = __________ 7 → f (med.) = __________ 9. Observe e anote as formas de onda nos pontos B, C, D e E fazendo a

correspondência no tempo:

(B)

(C)

(D)

(27)

25 10. Coloque capacitores de 2,2 nF em paralelo com cada um dos capacitores da

malha RC. Repita os ítens 4 e 8.

f (calc.) = ____________________ f (med.) = ____________________

11. Verifique a condição de módulo. O circuito oscilará com um transistor de hfe = 49?

12. Qual deve ser o valor dos capacitores, para uma freqüência de oscilação de 10 kHz?

(28)

26

8ª PRÁTICA

AMPLIFICADOR DIFERENCIAL COM TRANSISTOR

OBJETIVOS

• Ajustar a polarização dos estágios de modo a equilibrá-los.

• Calcular o ganho de tensão em modo diferencial e em "modo comum".

• Medir a relação de rejeição de modo comum (CMRR).

• Medir as impedâncias de entrada e saída.

• Determinar a banda passante do circuito.

INTRODUÇÃO

No passado, a maior parte das aplicações dos amplificadores diferenciais concentrava-se nas áreas de instrumentação eletrônica e amplificadores de radiofrequência. Atualmente, além destas, a de maior relevância é a dos amplificadores operacionais, tendo em vista que a célula básica dos mesmos é um diferencial.

O uso de fonte de corrente aumentou consideravelmente a rejeição a sinais idênticos nas duas entradas (rejeição de modo comum).

O amplificador diferencial ideal apresenta ganho elevado para sinais simétricos nas entradas e ganho zero para sinais iguais. EO = Ad (eI1 – eI2)

Figura 8.1

MATERIAL UTILIZADO

2 resistores de 6,8 kΩ

2 resistores de 100 kΩ

2 resistores de 10 kΩ

1 resistor de 3,3 kΩ

1 trimpot de 470 Ω

3 capacitores de 22 µf 3 transistores BC548

(29)

27

RELAÇÃO DE INSTRUMENTOS

Fonte de alimentação simétrica Gerador de sinais

Osciloscópio duplo-traço Multímetro digital

Proto board

CIRCUITO

Fig. 8.2 – Circuito diferenciador

PROCEDIMENTO

1. Monte o circuito da figura 8.2, colocando o trimpot no centro da excursão do eixo.

2. Ligue a alimentação e meça a tensão de coletor (para a massa) de T1 e T2, ajustando o trimpot até que as tensões se igualem. Verifique o equilíbrio medindo a tensão entre os coletores de T1 e T2, que deverá ser nula (zero volt).

VC T1 =  VC T2 = 

3. Aplique um sinal senoidal à entrada 1 (Vi1) com 100 mVef, 1kHz, e meça as

tensões VO1 e e VO2 (também em valor eficaz), fazendo VI2 = 0 (use um fio para a massa no lugar de VI2).

(30)

28 4. Repita o item anterior para entrada VI2, fazendo VI1 = 0.

VO1 =  VO2 = 

5. Aplique um sinal senoidal simultaneamente a ambas as entradas (VI1 = VI 2) com 100 mVef, 1kHz, e meça as tensões VO1 e e VO2 (também em valor eficaz).

VO1 =  VO2 = 

6. Cálculo do ganho em "modo diferencial" (Ad).

Ad = VO / (VI1 - VI2) ou VO = Ad x (VI1 - VI2)

Assumindo como saída principal a tomada de VO2, calcule:

A1 = VO1 / VI1 = VO2 / 100 mV (VO2 do item 3, no qual VI2 = 0) A1 = ________

A2 = VO2 / VI2 = VO2 / 100 mV (VO2 do item 4, no qual VI1 = 0) A2 = ________

Ad = 1 / 2 ( A1 - A2 ) = ganho diferencial Ad = ________

7. Cálculo do ganho em "modo comum" (Ac).

Tendo ainda VO2 como tomada de saída principal, calcule:

Ac = VO2 / (VI1 = VI2 ) = VO2 / 100mV (VO2 do item 5) Ac = ________

8. Cálculo da "relação de rejeição de modo comum" (RRMC ou CMRR):

RRMC = Ad / Ac (Ad do item 6 e Ac do item 7) RRMC = ________

Obs.: Se VO2 foi tomada como saída principal, A1 é positivo (não inverte a fase) e A2 negativo (inverte a fase).

9. Impedância de entrada.

Coloque um resistor de 100 kΩ em série com a entrada (VI1 ou VI2). Ajuste a tensão do gerador (VS) de modo que a tensão de saída volte ao valor anterior à colocação do resistor; neste caso, a tensão de entrada do circuito é a mesma VI anterior. Meça a nova tensão VS e calcule a impedância Zi1 ou Zi2, segundo as equações a seguir.

(31)

29

Figura 8.4

ZI1 = ________ ZI2 = ________

10. Impedância de saída.

Aplique um sinal senoidal (100 mVef, 1kHz) em VI1 ou VI2. Meça a saída VO1 ou VO2, uma de cada vez, sem carga. Em seguida, coloque um potenciômetro na saída e ajuste de modo que a tensão de saída caia à metade da tensão sem carga. A resistência do potenciômetro, medida com o multímetro, será igual a ZO (impedância de saída).

Figura 8.5 Figura 8.6

ZO1 =  ZO2 =  11. Banda passante.

Com VI1 igual a 100mV, 1kHz, meça a saída VO2. Aumente a frequência do gerador até encontrar na saída o valor de 70,7% da tensão na faixa média (1kHz). Repita para baixa frequência.

f C I = _______ f C S = _______ BW = _______

Obs.: As frequências de corte são aquelas em que o ganho cai para 70,7% da faixa média. Deve-se ter preocupação de medir a entrada sempre que houver mudança de freqüência.

12. Responda:

a) Este é um bom amplificador diferencial? Justifique.

b) Qual o valor da RRMC em dB?

VS - VI

IIN = 

100 kΩ

VI

ZI = 

(32)

30

A

P

O

S

T

I

L

A

D

E

T

(33)

31

1ª PRÁTICA

MEDIDAS EM SINAIS DE

TELECOMUNICAÇÕES-PONTA DE PROVA E OSCILOSCÓPIO DIGITAL

OBJETIVOS

• Identificar os controles do osciloscópio com suas respectivas funções.

• Ajustar um osciloscópio digital

• Medir sinais com o osciloscópio digital

• Identificar uma ponta de prova atenuada de osciloscópio

• Utilizar adequadamente uma ponta de prova atenuada de osciloscópio

• Descrever a atuação de um atenuador compensado

• Realizar a compensação de uma ponta de prova de osciloscópio

PONTA DE PROVA - INTRODUÇÃO TEÓRICA

1. A Transmissão de Sinais à Distância

A palavra “telecomunicações” tem o sentido de uma comunicação realizada à distância, onde os vários tipos de informações que podem fazer parte do processo (textos, sons, imagens, dados de computador etc.) são convertidos para a forma de sinais elétricos ou para a forma de sinais ópticos. Quando os sinais estão em perfeita correspondência a uma outra grandeza física, assumindo uma infinidade de valores (sinais contínuos), tem-se um sinal analógico. Quando os sinais são codificados na forma de níveis discretos (tipicamente, um sinal binário), tem-se um sinal digital. A figura 1.1 mostra um sistema básico de telecomunicações:

Figura 1.1: Sistema básico de telecomunicações

Interligando o elemento transmissor e o elemento receptor existe um meio. Em telecomunicações os meios são basicamente de dois tipos: meios confinados e meios não confinados.

Meios confinados são as linhas físicas, tais como fios paralelos, cabos coaxiais, guias de onda ou fibras ópticas. Meio não confinado é o espaço livre, como é o caso da

comunicação wireless (sem fio) onde uma antena transmissora irradia o sinal na forma

de ondas eletromagnéticas e uma antena receptora capta estas variações de campo reconvertendo-as em sinais elétricos.

transmissor meio receptor

(34)

32 Todo meio introduz sinais indesejáveis que mascaram o sinal de informação.

Estes sinais nocivos são chamados ruídos (noise), e deve ser mínimo

comparativamente à amplitude do sinal. O fator que mede esta relação é chamado relação sinal/ruído e deve, portanto, ser o maior possível.

A comunicação digital é mais imune a ruídos, pois pela própria constituição discreta dos sinais, os ruídos são mais facilmente detectados e corrigidos. A comunicação óptica é mais imune a interferências eletromagnéticas e permite a transmissão de uma grande quantidade de informações em pequenas fibras.

2. Representação e Medidas dos Sinais em Telecomunicações

Para a análise de sinais em telecomunicações existem três formas de representação de particular interesse:

- análise no domínio do tempo - análise no domínio da frequência - análise na forma fasorial

Osciloscópios são instrumentos de medidas que permitem a visualização da amplitude de um sinal (eixo das ordenadas) em função do tempo (eixo das abscissas), ou seja, a “forma de onda” do sinal.

Os analisadores de espectro permitem a visualização da amplitude de um sinal em função da freqüência, permitindo observar as componentes harmônicas de sinais modulados ou outros sinais complexos.

Vetorscópios permitem a visualização de sinais na forma de fasores, que é uma forma de representação de sinais senoidais puros através de módulos e ângulos de defasagem.

Nesta prática será enfocado o uso dos osciloscópios digitais.

3. Uso dos osciloscópios digitais

3.1 – Sondas de osciloscópio (ponta de prova atenuada)

Existem, fundamentalmente, três métodos para interligar o osciloscópio ao circuito sob análise: fios condutores simples; cabos coaxiais; pontas de prova específicas para osciloscópios (scope probes). A conexão através de pedaços de fio

qualquer é suficiente nos casos em que o nível do sinal é alto e a impedância da fonte de sinais é baixa (como ocorre em circuitos TTL). Seu uso deve ser evitado, principalmente, pelos seguintes motivos:

- A falta de blindagem faz com que o cabo atue como uma antena, favorecendo a captação de sinais espúrios, tais como transmissões de estações próximas de rádio e TV, ruídos de 60 Hz e seus harmônicos induzidos pela rede elétrica (hum), além de

outros tipos de interferências eletromagnéticas de alta freqüência.

- A operação do circuito ou dispositivo sob teste (DUT – Device Under Test ou

(35)

33 conexão mecânica mais segura, adaptadores para conectores BNC (bayonet Neill-Concelman) são aconselháveis (um exemplo deste conector é destacado na figura 1.3).

- Perda de fidelidade nos sinais de baixo nível observados na tela.

Um segundo método, bastante comum, de conexão do osciloscópio com uma fonte de sinais é através de um cabo coaxial (figura 1.2).

Figura 1.2 – Cabo coaxial

O condutor externo do cabo (indicado por “blindagem metálica” na figura) promove uma blindagem para o condutor central, minimizando a captação de ruídos e interferências. Este cabo é usualmente encaixado num conector BNC em um extremo e no outro duas garras (geralmente uma vermelha e outra preta). Ou então conectores BNC em ambas. Existem dispositivos que adaptam conectores de tipos diversos para conectores BNC.

Do anteriormente exposto, conclui-se que é muito importante o uso de pontas de prova especialmente projetadas para o trabalho específico com o osciloscópio (também chamadas de sondas). Além dos problemas supracitados (interferências de alta frequência, ruídos na frequência da rede etc.), o osciloscópio também interfere na medida realizada, como qualquer outro instrumento, devido ao efeito de carga. Tipicamente, um osciloscópio apresenta uma impedância de entrada de 1 MΩ, que dependendo da resistência interna da fonte de sinais pode reduzir a tensão medida. O uso de pontas de provas atenuadas, com fatores de atenuação típicos de X10 ou x100, permitem um incremento da impedância de entrada, além de promover a leitura de tensões mais elevadas, na faixa de centenas de volts.

À medida que a tecnologia dos osciloscópios foi avançando, as ferramentas e técnicas de conexão com os dispositivos sob teste foi se sofisticando. Hoje existem diferentes tipos de pontas de prova para osciloscópio para as mais variadas aplicações, tais como: sem atenuação, com atenuação, passivas, ativas, de tensão, de corrente, diferenciais.

(36)

34

Figura 1.3 – Ponteira atenuada típica

A figura 1.4 abaixo detalha os principais componentes da ponta de prova atenuada vista anteriormente:

Figura 1.4 – Detalhes construtivos da ponteira atenuada

Para reduzir o sinal de entrada de um fator 10, é necessário que a ponta de prova introduza um resistor em série com a impedância de entrada, de forma a provocar uma divisão de tensão. O valor deste resistor em série deve ser 9 vezes maior que a impedância de entrada, pois:

Figura 1.5 – Atenuador de entrada ideal Rs – Resistor série (ponta de prova)

Rent – Impedância de entrada do osciloscópio (típica: 1 MΩ)

Vsaída = Ventrada x Rent Ventrada = Rs + Rent Ventrada = Rs + 1 Rs + Rent Vsaída Rent Vsaída Rent

(37)

35

Portanto, Rs = 9 MΩ para uma ponta atenuadora X10, e Rs = 99 MΩ para uma

ponta atenuadora de X100.

O circuito equivalente anterior desconsidera os efeitos capacitivos na entrada do osciloscópio e no cabo. Estes efeitos estão presentes num circuito real e limitam a resposta de freqüência do osciloscópio, pois o efeito é de um filtro passa-baixas, como mostra a figura 1.6:

Figura 1.6 – Efeitos capacitivos no cabo (C cabo) ena entrada do osciloscópio (Cent).

A figura 1.7 mostra o circuito equivalente resultante:

Figura 1.7 – Circuito equivalente de entrada de um osciloscópio, o qual leva em consideração os efeitos capacitivos na entrada do osciloscópio e no cabo coaxial.

A capacitância Cent na entrada do osciloscópio (tipicamente de 15pf a 25 pf) encontra-se em paralelo com a capacitância Ccabo do cabo coaxial (tipicamente 50 pf por metro). Os dois efeitos efeitos capacitivos, portanto, se somam, resultando numa capacitância total de 65 pf a 75 pf, em média. Como a reatância capacitiva diminui com

a frequência (Xc = 1 / 2πfc), o efeito é a resposta de frequência mostrada na figura 1.8:

Figura 1.8 – Efeito de filtro passa-baixas na entrada do osciloscópio

Esta perda de sinal com o aumento de freqüência representa um grande problema se há necessidade de medidas de sinais na faixa de centenas de KHz a

Frequência

G

a

n

h

o

(

d

B

(38)

36 vários MHz. O uso do resistor Rs na ponta atenuada, em série com a entrada do osciloscópio já permite um aumento na faixa de capacidade de medida de tensão, pela atenuação do sinal, e o consequente aumento da largura de faixa. Entretanto, isto gera um efeito de adiantar a fase do sinal de saída em relação à entrada. Para evitar este efeito, há a necessidade de se compensar o circuito colocando-se um capacitor ajustável (trimmer) em paralelo com a resistência da ponta de prova (figura 1.9):

Figura 1.9 – Esquema de compensação na ponta atenuadora

A ponta de prova é, portanto, constituída de um atenuador de faixa larga,

conhecido por atenuador compensado. O objetivo do atenuador compensado em

freqüência é adequar a amplitude dos sinais que se pretende medir às faixas de freqüência utilizadas no osciloscópio. Assim, antes de se realizar qualquer medida com a ponta atenuada, esta deve ser “adaptada” às características do osciloscópio em uso.

Este procedimento denomina-se compensação das pontas de prova. Se a

compensação de fase não for precisamente feita, a forma de onda na tela aparecerá distorcida, provocando erros nas medidas.

Em baixas freqüências, devido ao alto valor da reatância capacitiva, o circuito tende a atuar como um diferenciador, provocando a seguinte deformação de uma forma de onda quadrada observada (figura 1.10):

Figura 1.10 – Atuação como diferenciador

(39)

37

Figura 1.11 – Atuação como integrador

Na compensação, o produto Cs x Rs deve igualar (Ccabo + Cent) X Rent, promovendo a atenuação desejada para todas as freqüências.

A seguir, é demonstrado passo a passo todo o procedimento que deve ser realizado para a compensação das pontas de prova (Figura 1.12):

COMPENSAÇÃO DA SONDA (PROBE)

(40)

38 Observação: A pinça retrátil existente em algumas pontas de prova é removida, em geral, girando-se a mesma (rosca), como destaca a figura 1.13?

Figura 1.13 – Movimento de rosca para a retirada da pinça retrátil.

Em qualquer caso, a garra preta está ligada à massa do osciloscópio, e esta normalmente ligada a terra. Se esta garra (massa) for ligada a um ponto qualquer do circuito esse ponto fica ligado à terra, podendo dar origem a curto-circuitos quando a sua tensão em relação à terra não é desprezível.

OSCILOSCÓPIO DIGITAL

1. Operação básica

O painel frontal é dividido em áreas funcionais, ou seja, os controles são agrupados por funções semelhantes, tais como atuação no sinal visualizado (Vertical), na base de

(41)

39 Área da tela

Além de exibir formas de onda, a tela (display) apresenta informações sobre a

forma de onda (período, freqüência, amplitude etc.) e detalhes dos ajustes de controle do instrumento.

Na figura a seguir temos as diferentes informações identificadas por números e, depois, a descrição de cada uma.

1. O ícone mostra o modo de aquisição.

2. O status de trigger mostra se há uma fonte adequada de trigger ou se a

aquisição foi interrompida. Ou seja, se a onda está sendo sincronizada ou não.

3. O marcador mostra a posição de trigger horizontal, isto é, a porção do

sinal que está sendo usada para fazer o sincronismo. Também indica a posição horizontal da forma de onda, uma vez que o controle de Posição Horizontal na realidade move a posição de trigger horizontalmente.

4. O display de trigger mostra a diferença (no tempo) entre a gratícula central

e a posição de trigger. O centro da tela vale zero.

5. O marcador mostra o nível de trigger, ou seja, o nível do sinal que está

sendo usado pelo osciloscópio para fazer o sincronismo. Esse nível é ajustado no controle de Nível de Trigger.

6. A leitura mostra o valor numérico do nível de trigger.

7. O ícone mostra a inclinação selecionada para trigger de borda. No caso

ilustrado, o ícone indica que é a borda de subida do sinal que está sendo usada para fazer o sincronismo.

8. A leitura mostra a fonte de trigger utilizada. No caso ilustrado o

(42)

40 9. A leitura mostra o ajuste de base de tempo da área da janela.

10. A leitura mostra o ajuste principal de base de tempo, selecionado pelo controle de segundos por divisão (SEC/DIV).

11. A leitura mostra os valores de escala vertical dos canais 1 e 2, selecionados pelos respectivos controles de VOLTS/DIV.

12. A área de display mostra mensagens on-line momentaneamente.

13. Os indicadores na tela mostram os pontos de referência de terra (zero volt) das formas de onda exibidas. Nenhum indicador indica um canal que não está sendo exibido.

Aparência da forma de onda

A apresentação da forma de onda depende de muitos ajustes de instrumento. Uma vez obtida uma forma de onda, você pode fazer suas medidas. Porém a aparência da forma de onda também fornece informações-chave sobre ela. Dependendo do tipo, as formas de onda serão exibidas em três diferentes estilos: preto, cinza e pontilhada.

1. Uma forma de onda em preto sólido indica um display de forma de onda ativa. A forma de onda permanece preta quando a aquisição é interrompida, se nenhum controle que torne a precisão do display incerta for alterado. A alteração dos controles vertical e horizontal é permitida em aquisições interrompidas.

2. Formas de onda de referência e formas de onda com persistência aplicada são apresentadas em cinza.

3. Uma aparência de linha pontilhada indica que a precisão do display de forma de onda está incerta. Isto é conseqüência de interromper a aquisição e então alterar um ajuste para o qual o instrumento não pode modificar a forma de onda exibida para a devida correspondência. Por

exemplo, a alteração dos controles de trigger em uma aquisição

(43)

41 Controles verticais

CH 1 e CURSOR 1 POSITION – posiciona o cursor 1 e, com ele, a forma de onda do canal 1. CH 2 e CURSOR 2 POSITION – posiciona o cursor 2 e, com ele, a forma de onda do canal 2. MATEM. MENU – Exibe o menu de operações matemáticas da forma de onda.

CH 1 e CH 2 MENU Exibe as seleções de menu de entrada do canal e alterna o display de canal entre ligado e desligado. Na posição desligado, a forma de onda daquele canal não aparece na tela ou, se um sinal não estiver sendo aplicado, apaga o traço correspondente.

CH 1 VOLTS/DIV – ajusta a amplitude da forma de onda do canal 1, selecionando fatores de escala calibrados.

CH 2 VOLTS/DIV – ajusta a amplitude da forma de onda do canal 2, selecionando fatores de escala calibrados.

Controles horizontais

POSITION – Ajusta a posição horizontal de todos os canais simultaneamente.

HORIZONTAL MENU – Exibe o menu horizontal.

SEC/DIV – Seleciona o tempo por divisão horizontal (fator de escala) para a base de tempo principal e a Área da Janela.

Controles de trigger

NÍVEL e HOLDOFF – Este controle tem dupla finalidade, que é definida no sistema do Menu Horizontal. Similar a um controle de nível de trigger, ele estabelece o nível de amplitude

que o sinal deve atravessar para causar uma aquisição (sincronização). Similar a um controle de interrupção (holdoff),

ele estabelece a quantidade de tempo antes que outro evento de trigger possa ser aceito.

TRIGGER MENU – Exibe o menu de trigger.

NÍVEL A 50% – O nível de trigger é ajustado a 50% do nível de

sinal.

(44)

42 VISUALIZ. DE TRIGGER – Exibe a forma de onda de trigger, em vez da forma de

onda do canal, enquanto o botão VISUALIZ. de TRIGGER é mantido pressionado.

Botões de Controle

GRAVAR / RESTAURAR – Exibe o menu gravar/restaurar para configurações e formas de onda.

MEDIDAS – Exibe o menu de medições automatizadas. AQUISIÇÃO – Exibe o menu de aquisição.

DISPLAYS – Exibe o menu de tipo de display.

CURSORES – Exibe o menu de cursor. Os controles de Posição Vertical ajustam a posição de cursor exibindo ao mesmo tempo o menu de cursores. Os cursores permanecem exibidos (a menos que desligados) após ter saído do menu de cursor, porém não são ajustáveis.

UTILIÁRIOS – Exibe os menus de utilitários.

AUTOSET – Ajusta automaticamente os controles do instrumento para produzir na tela a exibição adequada do sinal de entrada. Em alguns tipos de sinais complexos pode ser necessário refinar os ajustes.

IMPRESSÃO – Inicia operações de impressão. Um módulo de extensão com uma porta Centronics ou RS-232 ou GPIB é exigido.

RUN/STOP – Inicia e interrompe a aquisição de uma forma de onda.

Conectores

COMP. de PONTA – Saída de sinal adequado para o ajuste de compensação de ponta de prova atenuada na posição X10. Ligando a ponta neste terminal, ajusta-se o parafuso de

compensação na ponta (trimmer) até a onda aparecer na

tela perfeitamente quadrada.

CH1 e CH2 – Conectores de entrada para aplicação dos sinais nos quais se deseja ver a forma de onda. Neles são ligadas as pontas de prova.

TRIG. EXTERNO – Conector de entrada para uma fonte externa de trigger.

Use o menu de trigger para selecionar a fonte de trigger

(45)

43

TAREFA

PROCEDIMENTO

1. Ligue o osciloscópio.

2. Selecione um dos canais do osciloscópio.

3. Faça os ajustes iniciais do osciloscópio (brilho e foco).

4. Selecione uma base de tempo adequada para o sinal interno do osciloscópio.

5. Selecione uma escala vertical compatível com um sinal de 1 Vp.

6. Aplique o sinal com a ponteira.

7. Ajuste o nível de trigger (“level”) para a fixação do sinal na tela.

8. Calibre ponteira.

9. Meça a amplitude total (valor pico-a-pico) do sinal e anote: __________.

10. Meça o valor RMS do sinal e anote: __________.

11. Meça o período do sinal e anote: __________.

(46)

44

2ª PRÁTICA

MEDIDAS EM SINAIS DE TELECOMUNICAÇÕES –

GERADOR DE RF

OBJETIVOS

• Identificar os principais controles do gerador de sinais de RF AM/FM/FM estéreo SG-1200.

• Ajustar o nível de sinal em dBμvolt

• Ajustar a frequência do sinal portador e do sinal modulante

• Ajustar o índice de modulação AM

• Medir índice de modulação AM através do osciloscópio

• Ajustar o desvio de frequência FM

• Utilizar os recursos de memória do gerador Introdução Teórica

Geradores de sinais são instrumentos de teste e/ou calibração que substituem a fonte original dos sinais elétricos que serão processados pelos circuitos eletrônicos. Existem variados tipos de geradores de sinais, os quais permitem obter diferentes formas de onda com diferentes amplitudes e frequências.

A distinção entre geradores de AF e RF encontra-se na faixa de frequências produzidas. O termo AF (audio frequency) origina-se das frequências sonoras, que são audíveis pelo ser humano (faixa que se estende de 16 Hz a 20 KHz), e é aplicado aos geradores que produzem frequências baixas, as quais cobrem este espectro audível e um pouco mais. O termo RF (radio frequency) aplica-se às frequências mais elevadas, geralmente acima de 100KHz, utilizadas nas transmissões de rádio.

Nas práticas do laboratório de telecomunicações será utilizado o gerador de sinais de RF AM/FM/FM estéreo SG-1200, mostrado na Figura 2.1 abaixo:

(47)

45

Trata-se de um gerador de RF sintetizado com PLL (Phase Locked Loop) capaz

de fornecer sinais senoidais de 100 KHz a 110 MHz, permitindo modulações em amplitude (AM) ou frequência (FM) a partir de modulantes internas ou externas, além de FM estéreo.

A Figura 2.2 mostra os controles do painel frontal do SG-1200 que serão utilizados nesta prática. O aparelho é ligado no botão (1) – (POWER) e em seu terminal

de saída (output) poderá ser conectado um osciloscópio ou um analisador de espectro.

A Figura 2 mostra estas conexões, além de dois possíveis geradores de AF usados para fornecer sinais modulantes externos.

Figura 2.2 – CONTROLES DO PAINEL FRONTAL DO SG-1200 E CONEXÕES

Os procedimentos de 1 a 6, a seguir, solicitam determinados ajustes mostrando a função de cada tecla.

Os procedimentos de 1 a 4 mostram ajustes da frequência e do nível do sinal de saída, bem como o tipo de modulação (AM ou FM). Todos estes ajustes podem ser

feitos de duas maneiras: através do teclado numérico (4) ou através do knob rotativo

(9). Este último junto com as teclas de cursor (7) e (8) permitem uma rápida seleção do

display e do dígito a ser monitorado ou modificado. As funções escritas em amarelo

nas teclas são uma espécie de “segunda função” e são acessadas pressionando-se primeiramente a tecla amarela (17).