RELATRIO DE ELETRNICA ANALOGICA II

Montagem de um amplificador com transistor bipolar

ALEX SANDRO SALES DA SILVA1, ALLANA TRAJANO FEIJO, STEPHANO IGOR VIEIRA DE ARAUJO, FABRIZIO

UCHOA.

1. Laboratrio, Departamento, Universidade Federal do Amap KM-02 - Bairro Zero, CEP 68.902-280, Macap - AP - Brasil

E-mails: Lex.sales@gmail.com;

stephanoigor@hotmailcom;

allanafeijao@hotmail.com;

2. Laboratrio, Departamento, Universidade Federal do Amap- Unifap

1. INTRODUO

Este trabalho apresenta o resultado prtico do

desenvolvimento de um pequeno amplificador de

udio composto de apenas um transistor bipolar, o

mesmo capaz de fornecer um ganho de sinal de 48

vezes o sinal de entrada. O experimento relaciona o

contedo de amplificador classe A e casamento de

impedncia, visto que a grande maioria dos alto-

falantes utilizados de impedncia baixa, entre 4 a 8

. Por isso o projeto necessitou de um Trafo de sada para realizar o correto casamento das impedncias.

Trata-se ento de uma aplicao prtica de

conhecimentos em eletrnica analgica.

Foi utilizado nesse projeto software Multisim

12.0 para anlises de problemas e simulao do

circuito, entretanto o desenho da placa foi feito sem a

ajuda de softwares para enfatizar os fins didticos do

amplificador.

2. ANALISE DO AMPLIFICADOR

No primeiro experimento montamos um circuito

simples de amplificao, apenas com o critrio de

poder ouvir o udio proveniente de uma sada de

udio de um celular, por exemplo, e um baixo nvel

de distoro. De forma que apenas um transistor

utilizado fosse suficiente para o circuito montado na

configurao de amplificador classe A. Dessa forma

decidimos usar o transistor BC547, visto que sua

aplicao para udio tem se mostrado muito

eficiente. Esse transistor tem um que varia de 125 a

800, dependendo da polarizao utilizada. A

configurao do circuito por divisor de tenso,

como mostra a figura 1.

Na alimentao do amplificador foi utilizada

uma fonte de 12 voltes e com capacidade de corrente

de 650 mA.

Figura 1: Amplificador e gerador de sinais.

Calculamos os seguintes valores de polarizao

utilizando a analise da polarizao DC

O valor da corrente de base dado pela formula:

Porm como o circuito no atende a condio de

RE > 10R2, necessrio fazer o calculo exato da polarizao do transistor. Sendo = 268.

RE > 10R2 268*1,2 k > 10*220 k

322,8 k > 2200 k (No satisfaz)

Onde:

De forma que o valor calculado da corrente de

base, para um = 268 foi:

44,63 k

De forma que a corrente do coletor Ic pode ser

obtida:

O ganho dessa configurao dado pela relao

entre o sinal de sada pelo sinal de entrada.

3. MEDIES REALIZADAS NA SIMULAO

Com a utilizao da simulao no Multisim 12.0

obteve-se as medies dos valores calculados.

Os valores so os seguintes:

Medida Valores

medidos

Valores

calculados

VB 8,4 v 8,47 v

Ib 0,024 mA 0,024 mA

Ic 6,4 mA 5,7 mA

Tabela 1: Comparao dos valores do circuito.

Observando o quadro comparativo, vemos que

os valores calculados esto adequados.

Vale lembrar que o casamento de

impedncia foi desprezado na entrada, visto que os

fones de ouvidos utilizados em celulares tem

impedncia de 16 ohms, valor bem abaixo da

impedncia de entrada (Zi) do amplificador montado

nesse experimento, devido a isso o ganho real obtido

foi reduzido. O valor prtico do ganho o mostrado

abaixo:

4. SINAIS OBTIDOS NA SIMULAO

Foi aplicado um sinal com frequncia de

1khz e com tenso de 4mV de pico a pico na

base do transistor, entrada do circuito, obtivemos

ento os sinais para analise e comparao com os

valores esperados.

O circuito amplificador utilizado forneceu

os seguintes sinais na sada, como se pode notar

na figura 2. E o sinal foi amplificado em

aproximadamente cinquenta vezes.

Figura 2: Sinal de entrada (4mv P-P).

Essa comparao feita atravs do

osciloscpio Tektronix contido no Multisim

12.0, configurando os eixos na linha do zero, meio da tela, com os dois canais ligados

simultaneamente, um em cada canal do

osciloscpio.

Figura 3: Sinais de entrada e sada.

Foi possvel verificar nos sinais da Figura 3 que

o canal 1 esta com escala de volts/diviso de 2 mV,

enquanto o canal 2 ficou com ajuste de 50 mV. A

escala de tempo fica em 500 s.

O sinal amplificado esta demonstrado na figura

4,confirmando a obteno do sinal de 192 mV de

Pico a Pico.

Figura 4: Sinal de sada do amplificador.

A sada de um amplificador Classe A realiza 360

completos de oscilao de sada.O ponto Q (nvel de

polarizao) devem ser orientadas para o meio da

linha de carga para que o sinal AC pode balanar um

ciclo completo. Lembre-se que a linha de carga DC

indica os limites mximos e mnimos estabelecidos

pela fonte de alimentao DC.

Conhecidamente seu sinal menos suceptivel a

distoro, devido ao ponto de polarizao estar na

regio ativa da curva do transistor. Todavia no o

amplificador mais eficiente, pois consome energia

mesmo sem sinal na entrada do amplificador. Por

isso no o mais indicado para dispositivos com

baterias e pilhas.

5. MONTAGEM DO CIRCUITO

5.1 MATRIAIS

o Resistores (Rc = 549, R1= 56 k;

R2 = 220k, RE = 1.2k);

o Capacitores (Cs = 10uF, Ce = 22uF, Cc = 4.7uF);

o Transistor BC547;

o Potencimetro de 100k;

o Placa de circuito impresso (PCI);

o Percloreto de ferro;

o Alto-falante de 8 .

o Transformador de 10 w(Primrio 500 e secundrio 4 -8 );

o Solda (estanho);

o Ferro de Solda;

o Perfurador de PCI;

o Fonte de 12 v;

o Cabo de udio.

5.2 PREPARAO DO PCI

Nesse experimeto utilizamos uma placa de

circuito impresso para a confeco e fixao dos

componetes do circuito. Aps planejamento do

Layout do circuito, utilizamos na placa uma

marcador de caneta para desenhar as trilhas e

protege-las da corroso.

O Layout do circuito impresso descrito na

Imagem 1, etapa antes da furao e solda.

Imagem 1: layout do circuito impresso.

Utilizamos a soluo de percloreto de ferro para

realizar a corroso do cobre na placa, conforme pode

ser visto na Imagem 2.

Imagem 2: Corroso da placa.

Aps essa etapa, seguiu a limpeza, lixamento,

furao e soldagem dos componentes na placa.

5.4 SOLDANDO OS COMPONENTES

A placa foi furada com o furador especifico para

PCI com base na figura 5, os componetes foram

inseridos e posteriormente soldados.

O transformador foi utilizado para realizar um

casamento de impedncia com a sada, portanto, o

primrio esta conectado na sada do capacitor Cc e ao

negativo do circuito.

Figura 5: Configurao dos dispositivos na placa.

5.5 CIRCUITO MONTADO

O circuito abaixo a parte do circuito j

montada e soldada, conforme a Imagem 3.

Imagem 3: Circuito montado.

Em seguida foi realizado o teste com o

amplificador que correspondeu de maneira adequada,

amplificando o udio de sada do celular.

5.6 CASAMENTO DE IMPEDNCIA NA

SADA

A impedncia de sada calculada da seguinte

forma, como o ro = , tomamos:

Zo = RC = 549

Como o transformador casa a impedncia de

sada do amplificador, cerca de 500 , com o alto-falante de 8.Obtemos um sinal mais adequado para a reproduo do udio no alto-falante. O circuito

montado apresentado na imagem 4.

Imagem 4: Casamento de impedncia na sada.

6. CONCLUSO

O potencimetro utilizado de 100k, todavia por se tratar, o udio do celular, de uma impedncia

muito baixa o ajuste do potencimetro ficou no nvel

mnimo de atenuao, ou seja, o potencimetro no

influncia na intensidade do udio no circuito do

amplificador.

O circuito da PCI foi feito justamente para auto-

falante com pouca resistncia, como fone de ouvido e

auto-falante de 4 ou 8 , outros com maiores resistncia nota-se somente sons com uma alta tenso

de entrada(som grave), voz ou outros sons no so

percebidos.

Basicamente o sinal de udio reproduzido

limpo e em bom nvel de volume, atendendo a

finalidade do trabalho.

As informaes obtidas com a simulao no

Multisim 12.0 tambm mostraram que a baixa

distoro e o valor de ganho para as frequncias de

udio esto adequadas ao que se pretendia com o

projeto.

REFERNCIA BIBLIOGRFICA

BOYLESTAD, Robert, e NASHELSKY, Louis. 6

edio.

SEDRA, K. Smith. Microeletrnica. Pearson

Prentice Hall, 5 edio, 2007.

Apostila Eletrnica UNICAMP, baseada no Malvino.

2000. Eng.: Roberto Bairros dos Santos.Transistor

Bsico.