APS UNIP ENGENHARIA

PRÉ-AMPLIFICADOR

Alunos: Ricardo Lenon da S. Rodrigues RA: A7014B-6

Lucas Couto Lopes. RA: A66CAF-5

Wendel Cabral Neves RA: A44684-2

Atividades práticas supervisionadas, professor Nilton.

05 de Junho de 2012

No experimento realizado foi montado uma fonte para alterar de tensão alternada para contínua e um pré-amplificador  com o objetivo de amplificar sinais com um ganho razoável sem o utilizo de circuitos integrados.

Introdução

        Um dispositivo pré-amplificador é uma das etapas de amplificação em qualquer amplificador. Conhecido também como amplificador de controle, este possui a função de preparar um sinal eletrônico para uma amplificação posterior.  O intuito da passagem nesta fase é a de uma pequena amplificação mantendo a qualidade do sinal.[pic 1]

        É formado por uma série de componentes eletrônicos, entre eles o transistor que depende da polarização e do tipo de transistor para ter efeito de amplificador. A construção de um transistor é semelhante a do diodo que é a estrutura básica do componente em questão.

Uma polarização seria a Polarização Fixa, que é um resistor na base e outro resistor no coletor de tal forma que surgem duas malhas a serem analisadas. É uma polarização que não tem uma boa estabilidade podendo variar o comportamento do componente.

Outra forma de polarizar é a do Emissor Estável, que é uma polarização fixa com um resistor no emissor, fazendo com que aumente a estabilidade do componente, mas possuindo algumas variações.

A forma mais estável é a polarização por Divisor de Tensão, que contém os mesmos resistores que a polarização do emissor estável mais um que sai da base e é ligado ao terra, esta estrutura permite uma estabilidade muito maior que as outras mencionadas, por esse motivo foi a estrutura adotada para montar o pré-amplificador.

O amplificador é de extrema importância nos dias atuais, pois eleva os níveis de tensões dos sinais. É comumente utilizado na arquitetura de áudios como: televisores, rádios e também instrumentos musicais elétricos.

Inicialmente o amplificador utilizava válvulas como dispositivo ativo, todavia com o passar do tempo percebeu-se que o transistor, devido às vantagens de menor consumo de energia, maior durabilidade, menor tamanho e custo menor, seria mais bem empregado que o primeiro.

Procedimento / Resultados

        Inicia-se o projeto com a escolha de um circuito e então com os cálculos Na parte do pré-amplificador a escolha dos resistores foi baseada no livro “Dispositivos Eletrônicos e Teoria de Circuitos” de Robert Boylestad.

Como já dito na introdução, foi escolhido um circuito de pré-amplificador com a polarização por divisor de tensão pois é um circuito que independe do beta do transistor. Analisando corretamente percebe-se que a  variação deste tipo de polarização em relação ao coeficiente Beta do transistor é muito pequena.

Os componetes utilizados para realização do preámplifcador foram: 2 capacitores com o valor de 10µF, um transistor BC549, 4 resistores de 39kΩ, 3,9kΩ, 10kΩ e 1,5kΩ e um capacitor com o valor de 10nF para filtrar ruídos.

Após a escolha deste circuito foram calculados todos os componentes para realização do circuito.

Rth = R1||R2 = (39K)(3,9K) = 3,55KΩ

                         39k+ 3,9K

Eth = R2Vcc = (3,9K)(22V) = 2V

        R1+R2     39K + 3,9

Ib = Eth – Vbe    =         2-0,7          = 6,05µA

       Rth + (β+1)Re  3,55k + 211,15k

Ic = β*Ib = (140)*6,05µA =  0,85mA

Vce = Vcc- Ic(Rc + Re) = 22 – 9,78 = 12,22V

Após a conclusão dos cálculos e foi feita a montagem do pré-amplificador em uma protoboard para uma série de experimentos para alegar se de fato funciona corretamente.

[pic 2]

[pic 3]

Pré-amplificador montado em protoboard (21 de março de 2012).

Foram feitas a medições necessárias para comprovar o funcionamento e analisar a compatibilidade com teoria e em todas se obteve sucesso. Para realizar os testes foram utilizados um gerador de ondas para alimentar o sinal de entrada e um osciloscópio para visualizar o sinal de  saída

[pic 4]

Gerador de Ondas

[pic 5]

Imagem visualizada no osciloscópio

Observando a imagem acima do osciloscópio, é importante ressaltar que a entrada e a saída estão na mesma escala e, portanto nitidamente percebe-se um ganho da saída em relação à entrada.

O calculo do ganho é feito da seguinte maneira:

Ganho = Tensão de saída (V)   =  2,3 = 1,64

              Tensão de entrada (V)    1,4

Através deste calculo pode-se concluir que o pré-amplificador funciona corretamente e amplifica com um ganho de 1,64, ou seja, o sinal de saída é 64 por cento maior que o sinal de entrada.

Concluída esta etapa, foi desenvolvida a montagem do de uma fonte, utilizando um transformador, uma ponte retificadora e dois capacitores.

O transformador utilizado foi um Hayonik de saída 6V + 6V. A ponte retificadora retifica o sinal fazendo com que o sinal seja transmitido de maneira correta e os capacitores servem para filtrar o sinal, retirando o ruído do amplificador.