Eletrônica 3
Por: Thiago Cavalcanti • 15/5/2016 • Trabalho acadêmico • 885 Palavras (4 Páginas) • 182 Visualizações
Prática 03 – Osciladores de RF
Camila Oliveira, Fernanda Lucia e Thiago Cavalcanti
Resumo— Este relatório foi desenvolvido por alunos da disciplina eletrônica 3 da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE) com o principal objetivo de estudar osciladores de RF.
Introdução
Osciladores de RF são circuitos que produzem uma onda periódica utilizando como entrada uma fonte de tensão DC. Essa onda oscila numa frequência que depende da função transferência do circuito.
Existem vários tipos de osciladores e vários deles receberam o nome dos seus inventores. Alguns exemplos são Colpitts, Pierce, Massey, Sony. Algumas aplicações dos osciladores são em testes de circuitos eletrônicos, recuperação de um sinal transmitido, geração da portadora em sistemas de telecomunicações, entre outros. Porém, é necessário um mecanismo de compensação de perdas em qualquer configuração.
Fundamentação teórica
Metodologia
Devido ao número de integrantes do nosso grupo, foi pedido que realizássemos dois experimentos.
Experimento 1
Foi construído um indutor seguindo a equação de Wheeler, , onde d é o diâmetro em cm, l é o comprimento em cm e N é o número de espiras. Foi seguida a regra de que l deve ser maior do que 0,4d. Foi utilizado um núcleo de nylon, material cujo . O indutor foi projetado para apresentar .[pic 1][pic 2][pic 3]
Em seguida, foi utilizado o circuito R+L//C para a verificação da indutância. Foram utilizados três valores de capacitância. Para , a frequência de ressonância encontrada foi . Para , e para , .[pic 4][pic 5][pic 6][pic 7][pic 8][pic 9]
O valor da indutância L é calculado para cada um dos casos pela fórmula , já que temos os valores de capacitância e da frequência de ressonância. [pic 10]
Foram encontrados os seguintes valores: e . O indutor construído pela equipe foi, então, utilizado durante o restante do experimento 1. O valor da indutância foi aproximado para .[pic 11][pic 12][pic 13]
[pic 14]
- Indutor construído pela equipe
O amplificador de RF foi então montado e para variamos de 20mV a 200mV e foi plotada a variação das componentes , e na tensão de saída. Foram utilizados e , obtendo Esse valor de frequência de ressonância se mostrou verdadeiro durante a parte prática do experimento. [pic 15][pic 16][pic 17][pic 18][pic 19][pic 20][pic 21][pic 22]
Em seguida, para variamos de 20mV a 200mV e foi plotada a variação das componentes , e na tensão de saída. [pic 23][pic 24][pic 25][pic 26][pic 27]
Experimento 2
Devido a limitação dos componentes disponíveis, foi utilizado um indutor de 1 µH e para este valor de indutância foi calculada uma nova capacitância que proporcionasse a mesma frequência de ressonância de f0=1,2 Mhz do circuito tanque pedido na prática. A nova capacitância escolhida foi de C 16 µf. [pic 28]
Com esses valores de indutância e capacitância, foram seguidos os mesmos passos do experimento anterior.
Análise
Nas tabelas abaixo estão listados os resultados dos dois experimentos.
Experimento 1
Para variamos de 20mV a 200mV e foi plotada a variação das componentes , e na tensão de saída. Os valores são mostrados na tabela abaixo.[pic 29][pic 30][pic 31][pic 32][pic 33]
Tensão de entrada (mV) | Componentes harmônicas (dBv) | ||
f0/2 | f0 | 3f0/2 | |
20 | -45,625 | -43,750 | -91,250 |
60 | -38,750 | -26,875 | -60,000 |
100 | -37,500 | -21,875 | -50,625 |
140 | -36,875 | -19,375 | -46,250 |
180 | -36,250 | -18,750 | -43,750 |
200 | -36,250 | -19,375 | -43,125 |
[pic 34]
Os valores da tabela acima foram convertidos de dBv para o valor percentual de distorção, dessa forma foi gerada a tabela 2. O percentual de distorção é obtido através da fórmula .[pic 35]
Tensão de entrada (mV) | Fator de distorção (%) | ||
f0/2 | f0 | 3f0/2 | |
20 | 0,52 | 0,65 | 0,0027 |
60 | 1,15 | 4,53 | 0,10 |
100 | 1,33 | 8,06 | 0,29 |
140 | 1,43 | 10,75 | 0,49 |
180 | 1,54 | 11,55 | 0,70 |
200 | 1,54 | 10,75 | 0,70 |
[pic 36]
Em seguida, para variamos de 20mV a 200mV e foi plotada a variação das componentes , e na tensão de saída. Os valores são mostrados na tabela abaixo.[pic 37][pic 38][pic 39][pic 40][pic 41]
Tensão de entrada (mV) | Componentes harmônicas (dBv) | ||
f0/3 | 2f0/3 | f0 | |
20 | -50 | -59,375 | -66,875 |
60 | -42,5 | -43,750 | -40,000 |
100 | -40,625 | -38,750 | -30,625 |
140 | -40,625 | -36,875 | -26,250 |
180 | -40,000 | -35,625 | -23,750 |
200 | -40,5 | -35,625 | -22,5 |
[pic 42]
...