Amplificador de Radiofreqüência

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Amplificador de Radiofreqüência
Objetivos Comportamentais
1 – Identificar um estágio amplificador de radiofreqüência utilizado em um transmissor típico e medir as tensões de polarização.
2 – Demonstrar a operação de um estágio amplificador de RF em um transmissor de
baixa potência e ajustar a rede de casamento para correta carga refletida e potência de saída na freqüência de operação.
3 – Verificar que o transistor conduz por menos de 180o do sinal de entrada em um
amplificador em classe C.
4 – Verificar que a rede de casamento opera como um circuito de transferência de
impedância.
Conceitos Básicos
1 – Um transmissor exige amplificação de tensão e potência de modo a irradiar sinais de radiofreqüência sobre grandes distâncias.
2 – Amplificadores de potência, freqüentemente, operam em classe C para melhor
eficiência.
3 – Em um amplificador em classe C, a corrente de coletor flui em um ângulo menor
do que 180o do sinal de entrada.
4 – Amplificadores em classe C utilizam a potência da fonte mais eficientemente do
que em classe A ou B porque eles estão ora off e não consomem potência, ou on
e consomem potência mínima.
5 – Redes de casamento são utilizadas para proporcionar transformações de impedâncias entre impedâncias desiguais da antena e o estágio amplificador final de
potência.
6 – Rede de casamento também proporcionam filtragem das freqüências harmônicas indesejáveis (múltiplos da freqüência fundamental).
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7 – As redes de casamento utilizam componentes reativos para armazenagem de
energia e minimizar as perdas de potência e freqüentemente possibilitam sintonização para o estágio amplificador final de potência.
Informações Introdutórias
O estágio amplificador de radiofreqüência em um transmissor amplia o sinal de RF a
um nível bastante grande para entregar à antena. Dois tipos de estágios amplificadores de RF são comuns amplificadores de tensão precedem os amplificadores de
potência e usualmente prestam-se a duas proposições: 1 – eles isolam ou separam
(buffer) a fonte de RF do amplificador de potência prevenindo a sobrecarga; 2 – eles
promovem amplificação de tensão para o drive do amplificador de potência. Amplificadores de tensão freqüentemente operam em classe A porque a linearidade é um
fator importante para proposição a que eles servem.
Figura 01
Os amplificadores de potência de RF são os últimos estágios ativos antes da antena
transmissora. Eles proporcionam toda a amplificação de potência antes da antena
transmissora. Eles proporcionam toda a amplificação de potência necessária para a
irradiação do sinal de RF no espaço. Eficiência é de importância primária em um
estágio amplificador de potência desde que qualquer perda de potência não desenvolvida significa menor potência disponível para a irradiação. Muitos amplificadores
de potência de RF operam em classe C porque proporcionam melhor eficiência do
que em classe A ou em classe B. Amplificadores em classe C são polarizados tal
que estejam normalmente no corte. O sinal de entrada deve ser suficientemente poWander Rodrigues
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sitivo (considerando um transistor NPN) para levar o amplificador do corte para a
saturação ou condução. Antes que o sinal de entrada complete inteiramente os 180o
do semiciclo positivo o amplificador retorna ao corte e permanece no corte para o
semiciclo negativo completo. A corrente de saída é na forma de um pulso de curta
duração que flui por menos de 180o do sinal de entrada. Durante esse tempo uma
parcela de energia é fornecida à carga do circuito. Por conseguinte, o transistor está
no modo off na maior parte do tempo ou operando próximo à saturação, No estado
de condução, pequena tensão é perdida através do transistor. Segue-se que a eficiência é melhor com operação em classe C desde que o tempo on seja menor comparado com o tempo off e muito pouca potência é consumida no transistor durante a
condução. Amplificadores em classe C utilizados como amplificadores de potência
em RF geralmente operavam com carga reativa ou carga sintonizada. A razão para
isso é que a carga deve ser capaz de suprir sua própria energia enquanto o transistor está no corte, especialmente se uma forma de onda de saída simétrica é desejada. Circuitos reativos ou sintonizados são os únicos circuitos elétricos capazes de
armazenar energia e supri-la quando a fonte de energia é removida.
Uma rede de casamento construída de componentes reativos é utilizada entre o amplificador final de potência e a antena transmissora. A proposição dessa rede de casamento é o casamento de impedância de saída do amplificador de potência e a impedância da antena, e vice-versa, tanto que a máxima transferência de potência
ocorre à carga perfeitamente casada. A esse respeito a rede de casamento pode ser
vista como um transformador de impedância. Por exemplo, considere a impedância
de saída do amplificador de potência de 1,0 kΩ e a impedância da antena seja de
50 Ω. A rede de casamento torna os 50 Ω da impedância da antena parecer 1,0 kΩ
para o amplificador de potência e, ao mesmo tempo, torna os 1,0 kΩ da impedância
do amplificador de potência parecer os 50 Ω para a antena. Desta forma, cada um
apresenta-se ao outro como perfeitamente casado à suas impedâncias características e operam com mínima perda de potência e máxima eficiência. A rede de casamento é considerada parte do estágio amplificador de potência desde que ela é geralmente parte da carga sintonizada. Uma vez que ela é projetada para operar dentro de uma faixa específica de freqüência, a rede de casamento também serve para
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filtrar e suprimir os sinais de saída indesejáveis (harmônios). Essa característica é
particularmente benéfica quando utilizado com amplificadores em classe C, por causa de sua saída tipo pulso, onde gera-se um grande número de harmônios.
Leituras Adicionais
Veja a bibliografia no fim do manual para leituras adicionais relativas a esse assunto.
Equipamentos e Materiais
Fonte de alimentação de 0 – 9 VDC, 100 mA
VOM eletrônico
Osciloscópio
Gerador de radiofreqüência
Treinador de prática de eletrônica – quadro B de experiência
Procedimento do Exercício
Objetivo A – Identificar um estágio amplificador de potência de radiofreqüência
em um transmissor típico de baixa potência e medida de tensão contínua de
operação.
1A – Examine o estágio amplificador de radiofreqüência mostrado na FIG. 02. Q1 é
um amplificador de tensão em classe A utilizado para aumentar o sinal de radiofreqüência a um nível suficiente para alimentar Q2. O transistor Q2 é um amplificador
de potência em classe C. A bobina L1 é a carga de coletor de Q2. O transformador
de modulação T1, (no circuito coletor de Q2) não será utilizado nesse exercício; sua
função será descrita em exercícios subseqüentes. O capacitor C4 desacopla as variações de radiofreqüência de T1 e da fonte de alimentação. O circuito consistindo
de C5, C6 e L2 formam a rede de casamento. O resistor R7 serve como uma carga
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fantasma para o amplificador de radiofreqüência em lugar da antena para prevenir
irradiações do sinal de RF. O valor ôhmico de R7 é aproximadamente a impedância
da antena. As bobinas L1 e L2 são ajustáveis tanto que o estágio amplificador de radiofreqüência pode ser sintonizado para a máxima saída na freqüência de operação.
Os capacitores C7 e C8 são capacitores de desacoplamento para melhorar e reduzir
a RF e desacoplar as variações de AF da fonte de tensão VCC. O amplificador de
tensão Q1 não é sintonizado nesse circuito tanto que a sintonia simulada do amplificador de potência de Q2 pode ser observada. Em circuitos de transmissão de maior
potência, múltiplos estágios sintonizados são comuns.
C1 – 0,1µF
C2 – 0,01µF
C3 – 0,01µF
C4 – 0,01µF
C5 – 390pF
C6 – 330pF
C7 – 0,1µF
C8 - 10µF
R1 – 10k Ω
R2 – 47k Ω
R3 – 1k Ω
R4 - 100Ω
R5 – 4,7k Ω
R6 – 4,7k Ω
R7 – 4,7k Ω
R8 – 1k Ω
L1 - 215µH
L2 – 215 µH
Q1 – 2N2219
Q2 – 2N2219
Figura 02
Observe o circuito de base de Q2. Sem sinal aplicado, Q2 estará diretamente polarizado e conduzindo? Explique.
___________________________________________________________________
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Não, a base de Q2 está colocada em terra através de R6 e não existe tensão positiva que produza polarização direta. Desta forma, Q2 está no corte e não conduzirá.
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1B – Q2 conduzirá quando aplicarmos sinal? Se assim, que amplitude do sinal proporcionará a condução?
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Sim, Q2 conduzirá se o sinal de entrada for suficientemente positivo. Desde que
aproximadamente 0,7 Volts é exigido para polarizar diretamente a junção base –
emissor de um transistor de silício, o semiciclo positivo do sinal de entrada deve exceder esse valor antes que Q2 conduza.
1C – Q2 conduzirá na alternância negativa da tensão aplicada?
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___________________________________________________________________
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Não, Q2 estará no corte para qualquer valor de tensão menor que +0,7 Volts. Por
conseguinte, ele estará no corte para toda a alternância negativa.
1D – Relembrando que para a operação em classe C a corrente de coletor flui por
menos de 180o do sinal de entrada, você afirmaria que Q2 opera em classe C? Explique.
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Sim, Q2 opera em classe C porque a base está polarizada diretamente apenas após
o sinal de entrada exceder 0,7 Volts. Isso é, antes de completar 180o da alternância
positiva. Desta forma, a corrente de coletor flui por menos de 180o do sinal de entrada.
1E – Se uma polarização negativa for aplicada na base de Q2, descreva a operação
do circuito em classe C.
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O sinal de entrada não apenas terá de sobrepor os 0,7 Volts de queda de tensão na
junção base – emissor mas também terá de sobrepor a polarização negativa de
modo que Q2 conduzirá a seguir. A corrente de coletor fluirá por ainda menos tempo
do que sem a polarização negativa e o amplificador ainda assim operará em classe
C.
1F – Nesse circuito, o amplificador de tensão Q1 opera como um buffer para o sinal
da fonte de radiofreqüência ou como um driver para Q2 ou ele estará operando
como ambos?
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___________________________________________________________________
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Realmente ele poderá operar como ambos. Se a fonte de radiofreqüência for um oscilador de portadora, Q1 atua como um buffer para prevenir que Q2 sobrecarregue o
oscilador e afete sua freqüência de operação. Mas desde que Q2 está operando em
classe C e exige um sinal de amplitude suficiente para produzir a condução, Q1 está
promovendo um ganho de tensão, Assim, ele também é classificado como um driver
para o amplificador Q2.
2A – Conecte o circuito como mostrado na FIG. 02 utilizando a seção amplificadora
de radiofreqüência da Placa de Experiência B. Conecte os jumpers J1 e J2 de modo
que a rede de acoplamento C5, C6 e L2 e o resistor de carga fantasma R7 sejam
conectados ao coletor de Q2. Assegure que o borne negativo da fonte de alimentação esteja diretamente aterrado pela conexão de um pequeno jumper ligado entre o
terminal negativo de saída da fonte de alimentação e o mais próximo terminal de terra do equipamento.
2B – Ajuste a fonte de alimentação DC para 9,0 VDC.
2C – Meça e registre as tensões de coletor, base e emissor de Q1 e Q2 em relação
ao terra. Use o VOM eletrônico.
Vc1 = _____________
Vb1 = _____________
Ve1 = ___________
Vc2 = _____________
Vb2 = _____________
Ve2 = ___________
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2D – Q1 está polarizado diretamente?
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Sim, as tensões de base e emissor estarão em torno de 1,7 e 1,0 Volts, respectivamente. Essas medidas mostram que Q1 está polarizado diretamente (a base é 0,7
Volts mais positiva do que o emissor). Existe aproximadamente 1,0 mA de corrente
de emissor fluindo através do resistor de emissor R3 desde que Ie = ER3 / R3. Existe
aproximadamente 4,3 Volts no coletor.
2E – Q2 está cortado?
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___________________________________________________________________
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Sim. As tensões de base e emissor serão iguais a zero Volts. A tensão de coletor
será igual a tensão de VCC de 9,0 Volts. Essa medida mostra que Q2 está no corte.
Objetivo B – Demonstrar a operação do estágio de radiofreqüência em um
transmissor de baixa potência e ajustar a rede de casamento para correta reflexão da carga e da potência de saída na freqüência de operação.
3A – Observe o circuito da FIG. 02 novamente. A carga de coletor para Q2 consiste
de L1 em paralelo com a rede de casamento C5, C6 e L2 e a carga fantasma R7.
Quando Q2 conduz, o pulso de corrente de coletor faz a componente reativa da carga oscilar na freqüência do circuito ressonante. Essa ressonância é motivada por
uma rápida reconstrução da energia armazenada fornecida diretamente pelos componentes reativos. Durante o período de condução a potência é fornecida diretamente à carga. Quando Q2 está no corte então os componentes reativos continuam
a suprir com a energia armazenada à carga. Desta forma, o sinal através da carga
aparece como uma forma de onda contínua na freqüência de ressonância do circuito
sintonizado. A rede de casamento é realmente o circuito ressonante composto por
C5 em paralelo com a combinação série de C6 e L2. Máxima potência é transferida
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pela rede através de L2 em série com C6 para formar uma malha reativa indutiva
para oscilar com C5 e simultaneamente refletir aproximadamente a impedância casada para o coletor de Q2. L1 apenas serve como elemento de armazenagem de
energia e não é parte do circuito sintonizado. Isso pode ser verificado pela natureza
não crítica de seu ajuste. O ajuste de L2 na rede de casamento é crítico, contudo,
seu efeito é refletir a impedância de carga e por conseguinte a potência de saída do
circuito. A proposição desse procedimento é para ajustar a rede de casamento para
o correto casamento de impedância entre Q2 e a carga fantasma, tanto que Q2 opere com ótima eficiência e a exigida potência de saída seja desenvolvida através de
R7.
Esse é um ajuste típico no transmissor real, tanto que melhor eficiência do amplificador de potência é obtida e potência de saída exigida é fornecida à antena.
Também será observado que o circuito utilizado é de resposta de freqüência um
pouco larga (baixo fator de mérito, Q). Se maior atenuação de freqüências indesejáveis for desejado, um circuito de maior Q será utilizado. O circuito de maior Q será
mais crítico na freqüência de ressonância e o casamento ainda será exigido. Em
cada caso onde ótima sintonia e casamento são desejadas simultaneamente, ambos
L2 e C5 serão feitos variáveis e simultaneamente sintonizados.
3B – Ajuste a sintonia fina de L1 e L2 para aproximadamente o centro de suas faixas
de sintonia. Use uma chave de fenda não metálica ou chave de sintonia para fazer
todos os ajustes na sintonia.
3C – Ajuste o gerador de radiofreqüência para a saída não modulada na freqüência
de 800 kHz. O gerador de radiofreqüência é utilizado como uma fonte de freqüência
da portadora nesse exercício de laboratório no lugar do oscilador de radiofreqüência
normalmente utilizado em um transmissor.
3D – Conectar a saída do gerador de radiofreqüência no capacitor C1 de entrada do
circuito amplificador de radiofreqüência. Ajuste o nível de saída do gerador de radiofreqüência para 200 mV de pico a pico, usando o osciloscópio com a ponta de prova
x10.
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3E – Mova a ponta de prova do osciloscópio para o coletor de Q2. Utilizando a chave de sintonia, ajuste a sintonia fina da bobina L2 até que o osciloscópio indique a
amplitude máxima.
3F – Porque obtendo a máxima deflexão resulta no ajuste correto de L2?
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
Ajustando L2, sintoniza a rede de casamento para a ressonância paralela (C5//C6L2) na freqüência de operação (800 kHz). Desde que a impedância através de um
circuito ressonante paralelo é máxima na freqüência de ressonância, máxima tensão
é desenvolvida através dele no coletor de Q2.
3G – Aumente a saída do gerador de radiofreqüência para 600 mV de pico a pico.
Use o osciloscópio para a medida do nível de tensão.
3H – Observe ainda a saída de Q2. Está Q2 na saturação? Com Q2 operando entre
o corte e a saturação a eficiência do circuito aumenta ou decresce?
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
Explique.
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
Q2 está impelido à saturação com o corte na forma de onda de saída como indicado.
A eficiência será melhor nesse caso porque Q2 está indo a um corte completo para
uma condução total, ou de uma condição de nenhuma dissipação de potência a uma
condição de dissipação de mínima potência dissipada.
3I – Conectar a ponta de prova do osciloscópio através do resistor R7, carga fa ntasma, de 4,7 kΩ. Utilizando a chave de sintonia, cuidadosamente ajuste a sintonia
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fina de L2 até que o osciloscópio mostre um sinal de 40 Volts de pico a pico. Apenas
um ajuste secundário será necessário.
3J – Esse amplificador de potência de radiofreqüência foi projetado para transmitir
uma potência média de 40 mW a uma carga (antena) de 4,7 kΩ. Calcule a potência
desenvolvida através da carga usando o valor indicado de R7 e da tensão de 40
Volts de pico a pico. A maneira de encontrar a potência média você deve transfo rmar a tensão de pico a pico em valor RMS.
Po =
E2
R
Po = ___________________
Você calculou 42,5 mW.
3K – A rede de casamento, quando apropriadamente sintonizada para a relativa potência de saída através da carga, reflete a correta impedância ao circuito coletor de
Q2, tanto que ele opera com melhor eficiência. A correta impedância para Q2 nesse
circuito é de 1,0 kΩ. Calcule a impedância refletida utilizando a seguinte expressão:
Rrefletida =
VCC 2
2 Po
Rrefletida = ___________________
Você calculou 1,011 kΩ, no qual é tão próximo ao valor projetado como medido.
92
Rrefletido =
= 1.011 kΩ
2 x 40 x 10 =3
3L – Porque L2 foi dessintonizado levemente em 3I para proporcionar um sinal de 40
Volts de pico a pico através de R7?
Ela foi dessintonizada de um pequeno valor para que a relação de potência de saída
para carga fantasma de 4,7 kΩ aparecesse como 1,0 kΩ ao coletor de Q2. Convenientemente, ela também faz com que Q2 aparecesse como uma impedância de
1,0kΩ para a carga fantasma. Contudo, máxima potência foi transferida para a carga
desde que ambos estão trabalhando em suas impedâncias características.
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Objetivo C – Verificar que o transistor conduz por menos de 180o do sinal de
entrada em um amplificador em classe C.
4A – Desconectar a ponta de prova do osciloscópio do resistor R7.
4B – Calibre o osciloscópio para uma deflexão vertical de 0,1 Volts/cm e varredura
horizontal de 1 µs/cm.
4C – Observe a forma de onda na base de Q2. A forma de onda no osciloscópio
aparecerá similar a aquela mostrada na FIG. 03. A tensão e o período de tempo indicado na forma de onda são valores típicos.
Figura 03
4D – Meça os tempos off e on do transistor como indicado na FIG. 03. Meça o ponto
justo onde uma porção da forma de onda foi arredondada no semiciclo positivo. Com
uma varredura de 1µs/cm e magnitude x5, cada centímetro no eixo horizontal representam 0,2 µs/cm.
toff = ___________________
ton = ___________________
Você mediu os tempos off e on de aproximadamente 0,7 e 0,55 µs, respectivamente.
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4E – Meça a amplitude da pequena tensão positiva que aparece na forma de onda
acima do eixo X. Relembre, com a ponta de prova x10 e deflexão de 0,1 V/cm, cada
centímetro na deflexão vertical representa 1,0 Volts.
Amplitude positiva = ___________________
Você mediu, aproximadamente, 0,7 Volts.
4F – Porque a forma de onda é mais cortada na alternância positiva e qual o significado do aparecimento dessa pequena tensão positiva acima da linha de referência
horizontal que não é cortada?
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
A forma de onda acima do eixo X leva o transistor à saturação. Ela é cortada aproximadamente em 0,7 Volts, pela queda de tensão na junção base – emissor de Q2.
4G – Porque a porção negativa da forma de onda não é cortada?
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
Durante o semiciclo negativo a junção base – emissor está polarizada reversamente
e Q2 está no corte. Contudo, a impedância de entrada de Q2 é muito alta e a tensão
é desenvolvida através desta alta impedância. Na prática, a amplitude da tensão negativa não pode exceder a tensão de corte reversa da junção base – emissor (V eb0)
relacionada para o transistor (6,0 Vmin); por outro lado o breakdown pode ocorrer e
destruir o transistor.
4H – Calcule o período de tempo de uma forma de onda completa pela adição dos
tempos on e off medidos no item 4D.
ttotal = toff + ton
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ttotal = ___________________
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O período de tempo total foi de 1,25 µs, período do sinal de entrada de 800 kHz.
4I – Calcule o ângulo de condução de Q2 em graus em relação a um ciclo completo
de 360º Use o tempo on medido no item 4D e o tempo total do item 4H.
Ângulo de condução = ___________________
Um valor típico é 180º Esse valor pode variar apreciavelmente mas será menor do
que 180o para a proposição de operação em classe C.
4J – Baseado em suas medidas e cálculos, você pode afirmar que Q2 está operando
em classe C. Explique.
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
Sim, o ângulo de condução é consideravelmente menor do que 180o, logo Q2 está
operando em classe C.
4K – Reduza a tensão da fonte a zero e desconecte o osciloscópio.
Objetivo D – Verificar que a rede de casamento opera como um circuito transformador de impedância.
5A – Desconecte o jumper J1 entre o coletor de Q2 e a entrada da rede de casamento C5, C6 e L2 do circuito amplificador de radiofreqüência. Não desconecte o
resistor de carga R7.
5B – Conecte o gerador de radiofreqüência na entrada da rede de casamento no
ponto A como apresentado na FIG. 04.
5C – Observe que o gerador de radiofreqüência esteja ajustado para uma saída não
modulada e na freqüência de 800 kHz. Usando o osciloscópio com a ponta de prova
x10, ajuste a saída do gerador de radiofreqüência para 400 mV de pico a pico.
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5D – Mova a ponta de prova para a junção R8, C5 e C6. Ajuste a sintonia fina da
bobina L2 até que a forma de onda no osciloscópio apresente máxima deflexão. A
rede de casamento está em ressonância paralela (C5//C6-L2) nesse ponto. Registre
a amplitude de pico a pico da forma de onda.
E = ___________________
Figura 04
5E – Se a metade da tensão de entrada é medida na junção de R8 e C5 – C6 e o
valor de R8 é de 1,0 kΩ, o que você poderá afirmar sobre a impedância de entrada
da rede de casamento?
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
O resistor R8 forma um divisor de tensão com a impedância de entrada da rede de
casamento. Se a metade da tensão de entrada é medida na junção R8 e C5 – C6,
isso significa que R8 e a impedância de entrada da rede de casamento devem ser
iguais em valor, se a metade da tensão corresponde à queda de tensão através de-
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las. Desde que R8 é de 1,0 kΩ, a impedância de entrada da rede de casamento
deve ser de 1,0 kΩ também.
5F – Meça a tensão através da carga fantasma, resistor R7 utilizado o osciloscópio.
ER7 = ___________________
Você mediu, aproximadamente, 400 mV de pico a pico.
5G – Calcule a potência de entrada na rede de casamento de impedância e a potência de saída através de R7. Use os valores de tensão medidos nos itens 5D e 5F.
Use o valor de 1,0kΩ para a resistência de entrada da rede de casamento. Não deixe de converter a tensão de pico a pico em tensão RMS antes de fazer seus cálc ulos.
PIN =
E2
RIN PUT
PIN = ___________________
Você calculou 5,0 µW.
POUT =
E2
R7
ROUT = ___________________
Você calculou 4,25 µW.
5H – A potência de saída é, aproximadamente, igual a potência de entrada?
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
Sim, os dois valores são, aproximadamente, iguais mas a potência de saída será ligeiramente menor do que a potência de entrada devido às perdas na rede de casamento.
5I – Para a máxima transferência de potência suceder entre as duas impedâncias,
seus valores devem ser iguais. Desde que a potência de entrada e de saída da rede
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de casamento estão muito próximo da igualdade pela pequena perda na rede, você
diria que a rede de casamento apresenta-se com igual impedância de entrada e de
saída?
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
Sim, o propósito de uma rede de casamento é transformar impedâncias tanto que a
máxima potência será transferida.
5J – Retorne o gerador de radiofreqüência para saída igual a zero.
Sumário
Nesse exercício de laboratório você pode familiarizar-se com o estágio amplificador
de radiofreqüência utilizado em transmissores de baixa potência. Você descobriu
que existem basicamente dois tipos: amplificadores de tensão e amplificadores de
potência. Amplificadores de tensão serve como buffer e driver e amplificadores de
potência são utilizados nos estágios finais de saída para proporcionar toda a amplificação de potência. Amplificadores de potência são polarizados para operação em
classe C para melhor eficiência e tem uma carga sintonizada ou reativa. Você determinou que na operação em classe C o transistor está no corte até que a base é
forçada ao potencial positivo pelo sinal de entrada e então a corrente de coletor flui
por menos de 180o do sinal de entrada depois retornando ao corte. Você sintonizou
uma rede de casamento utilizada para casar a impedância de saída do amplificador
de potência à impedância da antena. Pela observação do sinal de base do amplificador em classe C no osciloscópio, você mediu o ângulo de condução do transistor
e verificou que ele foi menor do que 180º Finalmente, pela combinação de medidas
de tensão e cálculos de potência com a teoria da divisão de tensão e princípio da
transferência de potência, você verificou que a rede de casamento opera como um
circuito transformador de impedâncias.
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Questionário
1 – Qual das seguintes classes de operação a amplificação é mais eficiente na utilização de fonte de potência?
a) classe A
b) classe B
c) classe C
d) classe AB
2 – Porque os componentes reativos são geralmente utilizados em circuitos de carga
de amplificadores de potência em classe C?
a) eles apresentam mínima perda de potência.
b) eles podem armazenar energia e retorná-la ao circuito.
c) eles proporcionam sintonia e habilitam o casamento de impedância.
d) todas as afirmativas acima são verdadeiras.
3 – Amplificadores de tensão de radiofreqüência estão freqüentemente operando em
a) classe A
b) classe B
c) classe A ou B
d) nem classe A, nem classe B
4 – A rede de casamento proporciona
a) aumento da impedância.
b) máxima transferência de potência.
c) aumento da impedância e máxima transferência de potência.
d) nem aumento da impedância, nem máxima transferência de potência.
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5 – Uma das seguintes sentenças é falsa:
a) Amplificadores em classe C estão normalmente no corte sem sinal aplicado.
b) A eficiência é melhor em um amplificador em classe C porque ele dissipa nenhuma potência no corte e mínima potência em plena condução.
c) Um ângulo de condução maior do que 180o significa que o transistor está operando em classe C.
d) O amplificador de potência opera em classe C na ausência de polarização direta
de base.
6 – Uma das seguintes sentenças é verdadeiro:
a) Uma rede de casamento pode ser chamada de transformador de impedâncias.
b) Amplificadores em classe A são utilizados como amplificadores de potência em
um transmissor.
c) A impedância de antena e a impedância de saída do amplificador final de potê ncia em um transmissor são freqüentemente iguais.
d) Um ângulo de condução de exatamente 180o significa que o transistor está operando em classe C.
Wander Rodrigues
Setembro/98