Universidade Federal do ABC
EN2720 – ELETRÔNICA ANALÓGICA APLICADA Experimento 1: Resposta em Frequência de um Amplificador Prof. Dr. Rodrigo Reina Muñoz
Luciano Aparecido Ronchini
RA: 11022912
Guilherme Bueno Aoki
RA:11132209
Denis Garcia de Souza
RA:11049510
Luciano Campos C. Pinto
RA:11105508
Santo André Junho de 2016
Sumário Introdução
2
Objetivos
2
Metodologia
2
Resultados e discussão
3
Conclusão
6
Referências
7
1. Introdução Resposta em frequência é a análise do comportamento de um sistema quanto ao seu ganho numa certa faixa de frequência. O gráfico onde é analisada a resposta em frequência de uma rede é geralmente uma curva de Bode. A curva de Bode consiste de um diagrama com uma escala linear de ganho na ordenada, geralmente em decibéis (dB), e uma escala logarítimica na abscissa de frequência, em Hertz. A curva de Bode é a ferramenta visual mais usada para o estudo de uma resposta em frequência. Pode-se obtê-la experimentalmente, medindo-se ponto a ponto, o ganho de um sistema (um amplificador, por exemplo), ou teoricamente através da função de transferência do sistema, e então desenhar um diagrama de Bode correspondente. Neste experimento foi realizada a montagem, simulação e análise de diversos circuitos para traçar as curvas de Bode correspondentes e então verificar a resposta em frequência de um amplificador.
2. Objetivo Utilizar a medição de frequência/amplitude para determinar as frequências críticas de um amplificador.
3. Metodologia A prática foi feita em três etapas: 1. Montar o circuito amplificador disponível no roteiro para determinação da frequência de corte inferior. 2. Utilizar o mesmo circuito para determinar a frequência de corte superior e em seguida determinar a largura de banda. 3. Simular o circuito apresentado no roteiro utilizando o software Multisim.
4. Resultados e Discussões Inicialmente, foi montado o circuito apresentado no roteiro, seu diagrama esquemático é observado a seguir, na Figura 1.
Figura 1. Circuito para verificação da resposta em frequência do amplificador.
Para que a saída do sinal ficasse mais clara, retirou-se o capacitor C 3. Em seguida, o gerador de sinais foi configurado para 8MHz de frequência e tensão de entrada de 900 mVpp. Com 1V de pico na saída, reduziu-se gradativamente a frequência até que a saída do amplificador atingisse 0.707V. A frequência encontrada foi de 1.3Hz, que corresponde à frequência de corte inferior. Na etapa seguinte este mesmo método foi reproduzido para encontrar a frequência de corte superior. O valor da frequência foi aumentado gradativamente até que o valor da tensão ficou próximo da faixa de 0.707V, correspondendo a uma frequência de 3,7MHz. A largura de banda para este amplificador é 3699998,7Hz.
Figura 2. Frequência de corte inferior medida no osciloscópio.
Para a simulação do circuito no Multisim, foi utilizado o diagrama representado na figura 2, a seguir.
Figura 3. Circuito simulado no Multisim.
A partir da simulação, foi obtido o gráfico de Bode com as respectivas frequências de corte superior e inferior. Os resultados da simulação com as frequências de corte inferior e superior são exibidos nas figuras 3 e 4, respectivamente. A análise dos resultados da simulação, mostrou que a frequência de corte inferior é 1.12kHz, enquanto que a de corte superior é da ordem de 3.51MHz. Podemos observar que a frequência de corte superior simulada no Multisim esta bem próxima da encontrada na prática (3.7MHz), já as de corte inferior não ficaram tão próximas, visto que a simulada foi da ordem de 1.12kHz e a encontrada na prática foi da ordem de 1.3Hz. Isto pode ser explicado pela instabilidade do sinal em baixas frequências, que é agravada por fatores como qualidade e desgaste dos materiais utilizados no experimento.
Figura 4. Resultados da simulação com frequência de corte inferior.
Figura 5. Resultados da simulação com frequência de corte superior.
5. Conclusão Esta prática proporcionou o entendimento do diagrama de Bode, a partir do circuito utilizado no primeiro item do experimento, que foi utilizado para gerar o diagrama de Bode e verificar na prática as frequências de corte superior (3.7MHz) e inferior (1.3Hz), a largura de banda para essa faixa de valores foi de 3699998,7Hz. Percebeu-se que dentro desta faixa o valor da tensão permaneceu constante. Com a simulação feita no multisim, foi possível comparar os valores obtidos com os valores da prática. As frequências de corte inferior e superior da simulação foram, respectivamente, 3.51MHz e 1.12kHz, pode-se notar que a de corte inferior, quando comparada à da prática, teve um grande intervalo de diferença, mas como já foi explicado anteriormente, isto se deve pela instabilidade do sinal em baixas frequências e por possíveis adversidades com os materiais de montagem do circuito. Portanto, os valores obtidos na prática estão de acordo com os da simulação.
Referências bibliograficas [1] BOYLESTAD, Robert L.; NASHELSKY, Louis. Dispositivos Eletrônicos e Teoria de Circuitos. 8ª ed, Pearson Prentice Hall, São Paulo, 2004. 696 p. [2] SEDRA, S.; SMITH, K. Microeletrônica. 5ª ed, Pearson Prentice Hall, São Paulo, 2007. 848 p.
