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Apostila Eletronica 3

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CIAAN-0522 OSTENSIVO

ELETRÔNICA III

MARINHA DO BRASIL

CENTRO DE INSTRUÇÃO E ADESTRAMENTO AERONAVAL


ALMIRANTE JOSÉ MARIA DO AMARAL OLIVEIRA

2017
OSTENSIVO CIAAN-0522

ELETRÔNICA III

MARINHA DO BRASIL

CENTRO DE INSTRUÇÃO E ADESTRAMENTO AERONAVAL


ALMIRANTE JOSÉ MARIA DO AMARAL OLIVEIRA

2017

FINALIDADE: DIDÁTICA
OSTENSIVO CIAAN-0522

ATO DE APROVAÇÃO

Aprovo, para emprego do CIAAN, a publicação CIAAN-0522A ELETRÔNICA III.

São Pedro da Aldeia, RJ.


Em de de 2017.

RENATO GOMES FERREIRA


Capitão de Mar e Guerra
Comandante
ASSINADO DIGITALMENTE

AUTENTICADO RUBRICA
PELO ORC

Em_______/_______/_______ CARIMBO

OSTENSIVO -II- ORIGINAL


OSTENSIVO CIAAN-0522

FOLHA REGISTRO DE ALTERAÇÕES

EXPEDIENTE
NÚMERO QUE A RUBRICA DO
PÁGINA (S) DATA DA
DA DETERMINOU OFICIAL QUE
AFETADA (S) INTRODUÇÃO
MODIFICAÇÃO E RESPECTIVA INSERIU
DATA

OSTENSIVO -III- ORIGINAL


OSTENSIVO CIAAN-0522

ÍNDICE
PÁGINAS
Capa...............................................................................................................
Folha de Rosto...............................................................................................
Ato de aprovação........................................................................................... II
Folha registro de alterações............................................................................ III
Índice............................................................................................................. IV
Introdução..................................................................................................... V

CAPÍTULO 1 – DISPOSITIVOS ESPECIAIS


1.1 – Simbologia de fotodiodo, fototransistor, diodo emissor de luz
(LED) e fotocélula........................................................................ 1-1
1.2 – Características elétricas dos dispositivos citados em 1.1............... 1-2
1.3 – Símbolos dos dispositivos: SCR, SCS, DIAC, TRIAC, DIODO
SHOCKLEY, DIODO GUNN, DIODO TUNEL, VARICAP e GTO.... 1-5
1.4 – Características elétricas dos dispositivos citados em 1.3............... 1-8

CAPÍTULO 2 – OSCILADORES
2.1 – Circuitos osciladores senoidais...................................................... 2-1
2.2 – Acoplamento.................................................................................. 2-2
2.3 – Ondas não senoidais....................................................................... 2-5
2.4 – Osciladores não senoidais ............................................................. 2-7

CAPÍTULO 3 – CIRCUITOS ESPECIAIS


3.1 – Circuito Limitador.......................................................................... 3-1
3.2 – Circuito integrador e diferenciador................................................ 3-4
3.3 – Circuito sujeitador.......................................................................... 3-5
3.4 – Circuitos contadores e de coincidência.......................................... 3-7
3.5 – Circuito de retardo.......................................................................... 3-13

ANEXO A - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS..................................... A-1

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OSTENSIVO CIAAN-0522

INTRODUÇÃO

A apostila CIAAN-0522A tem o propósito de prover informações acerca da


disciplina ELETRÔNICA III, facilitando o processo ensino-aprendizagem.
Os capítulos foram confeccionados visando ao desenvolvimento da leitura e
interpretação dos sistemas aviônicos com conteúdos de interesse à profissão.
A finalidade desta apostila é didática e é destinada, exclusivamente, aos cursos
ministrados no CIAAN.

OSTENSIVO -V- ORIGINAL


OSTENSIVO CIAAN-0522

CAPÍTULO 1
DISPOSITIVOS ESPECIAIS

1.1 - SIMBOLOGIA DE FOTODIODO, FOTOTRANSISTOR, DIODO EMISSOR DE


LUZ (LED) E FOTOCÉLULA
O uso de símbolos gráficos em desenhos de esquemas elétricos serve para
representar os componentes, os equipamentos, as relações entre estes e os efeitos físicos que
integram o funcionamento completo ou parcial dos mesmos.
Os símbolos gráficos de circuitos elétricos são usados geralmente em projetos de
instalações prediais, industriais e em qualquer aplicação elétrica que precise de uma
esquematização através de gráficos.
A seguir apresentaremos alguns símbolos gráficos de semicondutores segundo as
normas da ABNT.
1.1.1 - Fotodiodo (Fotocélula)
A figura 1.1 representa a simbologia de um fotodiodo. Note que a disposição das
setas indicam que este tipo de diodo tem a propriedade de coletar energia luminosa..

Figura 1.1 Simbologia do fotodiodo

1.1.2 - LED (diodo emissor de luz)


A figura 1.2 representa a simbologia de um LED. Note que a disposição das setas
indicam que este tipo de diodo tem a propriedade de emitir energia luminosa.

Figura 1.2 Simbologia do LED

OSTENSIVO -1-1- ORIGINAL


OSTENSIVO CIAAN-0522

1.1.3 – Fototransistor
A figura 1.3 representa a simbologia de um transistor. Note que a disposição da
seta indica o tipo de transistor. Em outras palavras, podemos identificar se o transistor é PNP
ou NPN.

Figura 1.3 Simbologia do fototransistor

1.2 - CARACTERÍSTICAS ELÉTRICAS DOS DISPOSITIVOS CITADOS EM 1.1


1.2.1 - Fotodiodo (Fotocélula)
É um tipo de diodo constituído de tal forma que, quando polarizado reversamente
e recebendo uma incidência de luz na junção, aumenta a condução. Aplicações: circuitos de
alarme, circuito de ligação automática de iluminação pública, fotômetro, leituras de cartões
perfurados, etc.
1.2.2 - LED (diodo emissor de luz)
É um diodo que quando polarizado diretamente, converte energia elétrica em
radiações luminosas. Os LED só podem ser alimentados diretamente. O LED é a iluminação
do futuro. Já se busca nas indústrias de tecnologia em iluminação, ênfase particular no
desenvolvimento de LEDs brancos. Há também LEDs em muitas outras cores de luzes como,
por exemplo, vermelho, verde, amarelo ou azul.
1.2.3 - A produção das cores da luz de LED
A luz emitida pelo diodo de emissão de luz tem um comprimento de onda
específico e, portanto, uma cor específica. A última depende do material do semicondutor do
LED. Os semicondutores de LED consistem de combinações dos elementos como, por
exemplo, fosfetos ou arsenietos. Há diversas combinações, cada uma delas libera diferentes
quantidades de energia de acordo com o gap de energia do material do semicondutor. Quando
os transportadores de carga são recombinados, os fótons são emitidos de acordo com os níveis
de energia distintos específicos. Isso especifica a cor da luz em particular. Por exemplo, a luz
azul é produzida se um nível alto de energia for liberado e será luz vermelha se um nível
menor de energia for emitido. Assim a luz monocromática (cor única) é produzida. E a seguir
OSTENSIVO -1-2- ORIGINAL
OSTENSIVO CIAAN-0522

está um recurso especial do LED: cada cor de luz de LED é limitada por uma faixa muito
estreita de comprimento de onda (palavra-chave: comprimento de onda dominante) que, da
mesma forma, somente representa uma cor de luz específica. O único espectro que não pode
ser produzido diretamente pelo chip é o espectro de luz branca, uma vez que a luz branca
representa uma mistura de todas as cores de luz.

Figura 1.4 Distribuição espectral relativa

Há dois métodos para produzir luz de LED branca: fotoluminescência e mistura


adicional de cores.
a) Fotoluminescência: os LEDs azuis se tornam brancos:
O procedimento é o princípio da fotoluminescência. Aqui, uma camada fina de
fósforo é aplicada à parte superior do LED azul. A luz azul, rica em energia das ondas curtas
do LED, estimula a camada de fósforo a acender e emite luz amarela de baixa energia. Parte
da luz azul é então transformada em luz branca. O tom da cor da luz branca pode variar com a
medida do corante do fósforo. Diferentes tons de branco como, por exemplo, o branco quente,
branco neutro ou branco frio são assim produzidos.

OSTENSIVO -1-3- ORIGINAL


OSTENSIVO CIAAN-0522

Figura 1.5 Processo de fotoluminescência

b) A luz branca da mistura adicional de cores:


O segundo método para produzir luz de LED branca é baseado no princípio da
mistura adicional de cores. Nesse caso, a luz branca é produzida pela mistura das luzes
vermelha, verde e azul (RGB) em diferentes comprimentos de cor. A vantagem desse método
é como segue: A cor da luz pode ser alterada pelo controle especificado. A luz branca bem
como as luzes coloridas podem assim ser produzidas conforme desejado. Esse processo é
usado, por exemplo, nos aparelhos de TV de LED onde os LEDS são usados para produzir a
iluminação das imagens e a iluminação de fundo.

Figura 1.6 Geração de luz branca

Aplicações: indicadores de painéis, display numérico, lâmpadas e monitores de


TV.
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OSTENSIVO CIAAN-0522

1.2.4 - Fototransistor
Este componente associa o efeito fotoelétrico, e o efeito transistor em um só
elemento. A base desse transistor é fotossensível, isto é, apresenta grande número de
portadores de carga, ao receber radiação luminosa. A vantagem que o fototransistor apresenta
sobre o fotodiodo, é o ganho de corrente produzido pelo efeito fotoelétrico na base, o qual é
amplificado  vezes, originando a corrente de coletor. Aplicações: circuito de ligação
automática de sistema de iluminação, circuito de leitura óptica de dados de computação e
circuito chaveador óptico.

1.3 - SÍMBOLOS DOS DISPOSITIVOS: SCR, SCS, DIAC, TRIAC, DIODO


SHOCKLEY, DIODO GUNN, DIODO TÚNEL, VARICAP E GTO
As figuras abaixo simbolizam os componentes eletrônicos utilizados em
equipamentos e aparelhos eletrônicos. São muito importantes para quem trabalha ou vai
trabalhar na área de eletrônica, os símbolos facilitam os estudos na eletrônica.
1.3.1 - SCR (Silicon Controlled Rectifier)

Figura 1.7 Símbolos do SCR

1.3.2 - SCS (Silicon Controlled Switch)

GA = gate/ânodo
Gc = gate/cátodo

Figura 1.8 Símbolos do SCS

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1.3.3 - DIAC (diodo AC)

Figura 1.9 Símbolo do DIAC

1.3.4 -TRIAC (triodo AC)

Figura 1.10 TRIAC: Simbologia, equivalente e componente

1.3.5 - GTO (Gate Turn Off) ou GCS (Gate Controlled Switch)

Figura 1.11 Simbologia GTO ou GCS

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1.3.6 - Diodo SHOCKLEY

Figura 1.12 Simbologia Diodo SHOCKLEY

1.3.7 - Diodo GUNN

Figura 1.13 Simbologia Diodo GUNN


1.3.8 - Diodo Túnel

Figura 1.14 Simbologia Diodo TÚNEL

1.3.9 - Varicap (Varactor ou Varactron)

Figura 1.15 Simbologia do Varicap

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OSTENSIVO CIAAN-0522

1.4 - CARACTERÍSTICAS ELÉTRICAS DOS DISPOSITIVOS CITADOS EM 1.3


Tiristores são dispositivos semicondutores de pelo menos quatro camadas, que
apresentam propriedades de resistência negativa, sendo, por isso, utilizados exclusivamente
como elementos de comutação.
Os tiristores, após serem disparados, não param mais sua condução, só se os
níveis de corrente forem reduzidos, para evitar assim a realimentação positiva dos mesmos.
Também podemos fazê-los parar de conduzir pelos gates, mas este é um processo perigoso.
Isto porque quando conduzindo, a corrente nestes componentes é muito alta, sendo necessário
um pulso muito alto negativamente para anulá-la, podendo assim danificar a junção do
componente, pois esta é considerada de baixa potência.
1.4.1 - SCR (Silicon Controlled Rectifier)
O SCR é um dispositivo de três terminais que, quando polarizado diretamente,
está apto a conduzir, porém necessita de um pulso para tal. Este pulso é aplicado à GATE e,
uma vez que conduz, assim permanece, mesmo que seja retirado o pulso da GATE, até que
cesse a tensão da fonte.
Características: unidirecional, disparo por tensão entre gate e cátodo.
Principais aplicações: controle de potência, chaveamento de circuito, controles de
motores, carregadores de baterias e geração de pulso.
1.4.2 - SCS (Silicon Controlled Switch)
Este dispositivo pnpn de quatro camadas pode ser compreendido como um SCR
de duas GATES, onde a gate do cátodo (KG), dispara por tensão positiva, e a gate de ânodo
(AG), por tensão negativa, ou seja, o SCS tem características semelhantes às do SCR, com a
alternativa de disparo por tensão negativa na gate do ânodo (AG) em relação ao ânodo.
Principais aplicações: circuitos de chaveamento em geral onde se deseja
versatilidade de disparo.
1.4.3 - DIAC (diodo AC)
Este dispositivo da família dos tiristores é chamado de diodo AC, pois conduz nos
dois sentidos. Além do fato de ser bidirecional, outra característica importante é que dispara
por sobretensão entre o ânodo 1 e o ânodo 2.
Principais aplicações: disparos de TRIAC e proteção contra sobretensão em
circuitos de AC.
1.4.4 -TRIAC (triodo AC)
Possuem as mesmas características de um Diac, com um terminal de porta para
controlar as condições de disparo. A corrente de porta pode controlar a ação do dispositivo em
ambos os sentidos.
OSTENSIVO -1-8- ORIGINAL
OSTENSIVO CIAAN-0522

Características: bidirecional, disparado por tensão positiva ou negativa na gate em


relação a A2.
Principal aplicação: controle de potência em circuitos AC.
1.4.5 - GTO (Gate Turn Off) ou GCS (Gate Controlled Switch)
Características: semelhantes às do SCR, com alternativa do desligamento através
de tensão negativa na gate em relação ao cátodo, ou seja, uma vez acionado, ele pode ser
desligado através de um pico negativo de tensão aplicado à gate.
Principais aplicações: circuitos de chaveamento em geral que utilizam ponto de
controle único, contadores, geradores de pulso multivibradores e reguladores de tensão.
1.4.6 - Diodo SHOCKLEY
Este dispositivo é também chamado de diodo de quatro camadas ou diodo PNPN.
Características: unidirecional, utiliza disparo por sobretensão.
Principais aplicações: disparo do SCR, circuitos temporizadores e geradores de
pulsos.
Aplicação: circuito de disparo para um SCR.
1.4.7 - Diodo GUNN
O efeito GUNN foi apresentado em 1964 e refere-se à circulação de zonas de
campo elétrico de valor elevado, chamados de domínios, que se movimentam através do
cristal quando o dispositivo é convenientemente polarizado.
Os domínios são agrupamentos de elétrons entre ânodo e cátodo, resultando num
ciclo de pulsos de corrente de transição, determinado pela largura da camada N.O valor da
tensão aplicada também tem influência no ciclo de domínios. Basicamente, o diodo GUNN é
formado por uma região N sobre uma base cristalina. O dispositivo consiste de um cristal
homogêneo de arsenieto de gálio sem a junção PN, não sendo polarizado como os demais
diodos devido à ausência da junção.
Aplicações: sistema de microondas, sistema de radar. Utilizado na geração de
oscilações em torno de 40GHz.
1.4.8 - Diodo TÚNEL
O diodo túnel é um dispositivo cuja porcentagem de impurezas no processo de
dopagem é muito mais elevado do que no diodo comum, proporcionando uma barreira de
potencial extremamente reduzida.
Aplicações: dependendo do ponto de operação e da região utilizada da curva
característica, pode ser empregado como amplificador em frequências altas, osciladores e
circuito de comutação em altas frequências.

OSTENSIVO -1-9- ORIGINAL


OSTENSIVO CIAAN-0522

Limitação: corrente máxima em polarização direta e inversa. A figura 1.16


apresenta a curva característica do diodo túnel, na qual se percebe quatro regiões distintas:
a) Região 1 e 2
Polarização inversa. Para valores de tensão bem próximos de zero, a condução é
acentuada, logo o diodo neste trecho não oferece alta resistência.
b) Região 2 e 3
Polarização direta. Para valores baixos de tensão, a condução é acentuada.
c) Região 3 e 4
Neste trecho aparece o efeito de resistência negativa, pois a corrente diminui com
o aumento da tensão aplicada.
d) Região 4 em diante
Neste trecho o diodo túnel tem a característica de um diodo comum em
polarização direta.

Figura 1.16 Curva característica do Diodo TÚNEL


1.4.9 - Varicap (Varactor ou Varactron)
As junções PN apresentam propriedades de capacitância, porque a área de
deplexão representa um dielétrico, enquanto o material semicondutor representa duas placas
condutivas. Aumentando a polarização reversa, essa capacitância diminui, enquanto que
aumentando a polarização direta, a capacitância aumenta.
Quando a polarização é suficientemente intensa para vencer a barreira de
potencial, a condução destrói a barreira de potencial, exceto em frequências muito altas.
Portanto, a capacitância efetiva é função da voltagem externa.

OSTENSIVO -1-10- ORIGINAL


OSTENSIVO CIAAN-0522

Essa característica é indesejável na operação do diodo convencional, mas é


desejável nos Varicap, que têm uma dopagem especial. O Varicap pode ser dividido em dois
tipos: de ressonância e de geração harmônica.
Limitações: tensão de zener e dissipação máxima. Deve trabalhar sempre com
tensões menores que sua tensão de zener.
Aplicações: Controle automático de frequência em TV, modulação de frequência,
multiplicação de frequência na faixa de VHF e UHF e sintonia de osciladores.

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OSTENSIVO CIAAN-0522

CAPÍTULO 2
OSCILADORES

2.1 - CIRCUITOS OSCILADORES SENOIDAIS


É um circuito eletrônico que gera corrente alternada partindo de uma fonte de
corrente contínua. Podem ser classificados quanto à forma de onda que produzem, senoidal e
não senoidal.
2.1.1 - Componentes Básicos de um Oscilador
- Determinador de Frequência;
- Amplificador; e
- Rede de Realimentação.
2.1.2 - Determinador de frequência
Produz a frequência do oscilador, pode ser um circuito paralelo ressonante
(tanque), um circuito a cristal, cavidades ressonantes e circuitos desviadores de fase.
2.1.3 - Amplificador
Como o nome sugere, amplifica o sinal gerado pelo determinador de frequência,
pode ser valvular ou transistorizado.
2.1.4 - Realimentação
É o processo de reaplicar à entrada do circuito uma parte do sinal de saída. A
realimentação pode ser positiva ou regenerativa. O circuito de realimentação é necessário para
que o circuito se mantenha oscilando e o sinal de realimentação deve estar em fase com o
sinal de frequência. As características desejáveis em um oscilador são: estabilidade de
amplitude e frequência. Alguns fatores afetam a estabilidade dos osciladores, como calor,
vibração, variação de tensão da fonte e variação da carga.
2.1.5 - Osciladores LC
São circuitos osciladores em que o determinador de frequência é um circuito
paralelo ressonante (circuito tanque), devido sua capacidade de armazenar energia. Ao
alimentar um circuito tanque, a energia se armazenará ora no campo eletrostático do
capacitor, ora no campo magnético do indutor. Esta troca de energia entre o indutor e o
capacitor de um circuito tanque é chamado de EFEITO VOLANTE. Os osciladores LC são
amplamente usados em transmissores e receptores, pois operam em uma larga faixa de
frequência. Para alterar a faixa de frequência de um oscilador LC, basta alterar os valores de L
ou C. No oscilador a cristal, a frequência é determinada pela espessura e tipo de corte do
cristal.

OSTENSIVO -2-1- ORIGINAL


OSTENSIVO CIAAN-0522

Figura 2.1 Circuito (LC)

Figura 2.2 Circuito cristal

Figura 2.3 Cristal

2.2 - ACOPLAMENTO
Todo estágio amplificador precisa ser interconectado (acoplado) para que o
circuito transfira energia para o outro. Entretanto, é necessário que haja uma amortização do
sinal a ser conectado a outro estágio, quer dizer, haja um casamento de impedância entre eles.
O circuito determinador de frequência (tanque) se for o caso, necessita ser acoplado ao
amplificador do próprio circuito oscilador, que também necessita realimentar o circuito
tanque, para que o oscilador não perca suas características e continue oscilando. Alguns

OSTENSIVO -2-2- ORIGINAL


OSTENSIVO CIAAN-0522

métodos são utilizados para efetuar o acoplamento entre os estágios, são eles: acoplamento a
capacitor, acoplamento a indutor, acoplamento a transformador, acoplamento direto,
frequência de ressonância, impedância, admitância, reatância capacitiva e reatância indutiva.
2.2.1 – Acoplamento a capacitor
É o mais utilizado, pois é relativamente barato e tem boas respostas numa larga
faixa de frequência. A deficiência deste tipo de acoplamento é o casamento de impedância,
pois esse tipo reduz o ganho.

Figura 2.4 Capacitor de acoplamento


2.2.2 – Acoplamento a indutor
Também é conhecido como acoplamento por impedância. Neste tipo de
acoplamento o resistor do transmissor é substituído por um indutor. Quando usado desta
forma os indutores são chamados de (choque de RF) CRF. A vantagem do acoplamento por
impedância é que não há desperdício de potência do sinal nos resistores de coletor. A
desvantagem é que o CRF é relativamente mais caro e sua impedância cai muito em baixas
frequências, este método de acoplamento é usado com maior eficiência na faixa de RF
(frequência acima de 30KHz).

Figura 2.5 Indutor de acoplamento

2.2.3 - Acoplamento a transformador


É simples e possibilita o casamento de impedância entre os estágios e a sua
consequente máxima transferência de energia, possibilita introduzir ganhos de tensão entre os

OSTENSIVO -2-3- ORIGINAL


OSTENSIVO CIAAN-0522

estágios, através da relação de espiras apropriadas, além de prover o isolamento físico entre os
estágios.

Figura 2.6 Transformador de acoplamento


2.2.4 - Acoplamento direto
Neste tipo, o sinal de saída de um estágio é aplicado diretamente (sem nenhum
elemento acoplador) à entrada do estágio seguinte. O problema deste tipo de acoplamento é a
distribuição da tensão de polarização, pois o nível DC de polarização de um estágio estará
presente na entrada do estágio seguinte.
2.2.5 - Frequência de Ressonância
Quando o circuito tanque (LC) é alimentado com uma tensão DC, em torno dos
componentes passivos, é criado um “efeito volante”, que logo resultará numa frequência de
ressonância e poderá ser calculada pela fórmula:

2.2.6 - Impedância
É a oposição total oferecida por um circuito à passagem de corrente alternada,
tendo como característica a letra (Z), a unidade é conhecida por (ohm).
2.2.7 - Admitância
É a facilidade oferecida por um circuito à passagem de corrente elétrica, e é
conhecida pela letra (Y), a unidade é conhecida por (mho). Pelas definições dadas, podemos
concluir que a admitância é o inverso da impedância. Matematicamente teremos:

2.2.8 - Reatância capacitiva (Xc)


É a oposição oferecida por um capacitor à passagem de corrente alternada. Ela é
definida matematicamente como:

OSTENSIVO -2-4- ORIGINAL


OSTENSIVO CIAAN-0522

2.2.9 - Reatância indutiva (XL)


É a oposição oferecida por um indutor à passagem de corrente alternada. Ela é
definida matematicamente como:

2.3 - ONDAS NÃO SENOIDAIS

Figura 2.7 Tipos de ondas


Uma outra forma de obter um oscilador é com algum dispositivo que possua uma
característica de resistência negativa. Este dispositivo pode ser disparado automaticamente
pela carga do capacitor, resultando em osciladores que produzam pulsos ou sinais com a
forma de onda dente-de-serra. Uma rede RC ligada a estes circuitos determina sua frequência
de operação, obtendo-se assim uma família de circuito denominados “osciladores de
relaxação”.
2.3.1 - Osciladores não senoidais
São aqueles que não apresentam uma forma de onda senoidal em sua saída, tendo
sua forma de onda quadrada e dente-de-serra.

OSTENSIVO -2-5- ORIGINAL


OSTENSIVO CIAAN-0522

2.3.2 - Oscilador de Relaxação

Figura 2.8 Oscilador de relaxação

É um oscilador que pode ser montado em torno de qualquer tipo de dispositivo


que apresente uma característica de resistência negativa, tais como lâmpada néon, SCR, diodo
túnel, transistores unijunção, transistores programáveis unijunção (PUT) e até amplificadores
operacionais e transistores em configurações que simulem dispositivos de resistência
negativa.
2.3.3 - Oscilador de Bloqueio

Figura 2.9 Oscilador de bloqueio

OSTENSIVO -2-6- ORIGINAL


OSTENSIVO CIAAN-0522

Este oscilador também é conhecido como Armstrong e tem a configuração básica


montada na figura abaixo. Como a carga de coletor é ligada a uma bobina que na verdade é o
primário de um transformador, ao ser percorrida por uma corrente, ela induz no secundário
uma tensão que se opõe a polarização do transistor, bloqueando sua condução. Com o corte do
transistor, a corrente de coletor cessa e novamente a base pode ser polarizada, levando o
transistor à condução. Com a condução, temos nova indução de corrente e o processo se
repete indefinidamente, enquanto houver alimentação disponível para o circuito. A frequência
é determinada pelo circuito RC e os valores mostrados no circuito são para um oscilador que
pode gerar sinais na faixa de 100KHz a 10MHz.Os pulsos gerados são utilizados em
sincronismo, disparo ou para evitar equipamento.
2.3.4 - Oscilador a cristal

Figura 2.10 Oscilador a cristal


É basicamente um circuito sintonizado usando um cristal piezoelétrico como
circuito tanque ressonante. O cristal (normalmente quartzo) tem maior estabilidade para
manter constante a frequência de operação. Os osciladores a cristal são bastante estáveis em
transmissores e receptores de comunicação.

2.4 - OSCILADORES NÃO SENOIDAIS

Figura 2.11 Circuito oscilador


OSTENSIVO -2-7- ORIGINAL
OSTENSIVO CIAAN-0522

Entre os osciladores que utilizam um circuito tanque como determinador de


frequência, encontramos os osciladores: ARMSTRONG, HARTLEY, COLPITTS, CLAPP,
etc.
2.4.1 - Oscilador Armstrong

Figura 2.12 Primeiro circuito oscilador feito por edwin howard Armstrong

É o mais elementar dos osciladores. A realimentação positiva entre o circuito


coletor e de base é conseguida através do acoplamento indutivo entre as bobinas L2 e L1. L1
e C formam o circuito determinador de frequência (tanque). C é um capacitor variável, para
que seja possível variar a frequência do oscilador. O transistor Q1 é o elemento amplificador,
R1 e R2 são resistores de polarização de base (divisor resistivo). O capacitor C2 acopla o sinal
do tanque para a base do transistor e impede que o nível DC de polarização de base vá para o
circuito tanque.

Figura 2.13 Oscilador armstrong

OSTENSIVO -2-8- ORIGINAL


OSTENSIVO CIAAN-0522

No instante em que é alimentado, o divisor de tensão formado por R1 e R2,


polariza o transistor para a condução. A corrente do emissor para o coletor é induzida para o
circuito tanque através do indutor L2, fazendo com que o circuito tanque entre em oscilação,
na frequência determinada pelo ajuste de C.
Quando o sinal do circuito tanque oscila positivamente, este sinal acoplado
através de C2 será aplicado à base de Q1, aumentando a polarização direta na base, fazendo
com que o transistor tenha maior condução. O sinal no coletor oscila no sentido negativo. A
fim de manter as oscilações precisamos alimentar parte do sinal coletor de volta ao circuito
tanque. Efetuamos isso por meio de ação de transformador entre as bobinas L2 e L1. A ação
de transformador fornece outro desvio de fase (totalizando 360º), que resulta em
realimentação regenerativa.
Quando o circuito inverte o seu sentido, a condução de Q1 é reduzida e o coletor
oscila no sentido positivo. Esse semiciclo positivo é invertido de 180º por ação de
transformador a fim de manter as oscilações do circuito tanque.

2.4.2 - Oscilador Hartley


O oscilador Hartley é uma melhoria do oscilador Armstrong. Embora sua
estabilidade de frequência não seja a melhor entre os osciladores LC, o oscilador Hartley pode
gerar sinais senoidais em uma ampla faixa de frequência e possui sintonia fácil. Há duas
versões deste oscilador: com alimentação em série e alimentação paralela. A principal
diferença entre o oscilador Armstrong e o oscilador Hartley é a bobina de realimentação. A
bobina no circuito tanque é um indutor dividido, parte do qual é usado para a realimentação.

Figura 2.14 Oscilador hartley

OSTENSIVO -2-9- ORIGINAL


OSTENSIVO CIAAN-0522

2.4.3 - Oscilador Hartley Alimentação Série

Figura 2.15 Oscilador hartley alimentação série

O circuito tanque é formado por L1 e L2 em paralelo com C1. Os resistores R1 e


R2 polarizam o transistor. O resistor R3 é utilizado como resistor de absorção para impedir a
avalanche térmica. O capacitor C2 acopla o sinal do tanque para a base do transistor e impede
que o nível DC de polarização apareça no circuito tanque. O capacitor C4 faz a proteção da
fonte, impedindo que as variações do sinal de coletor retorne para a mesma.
2.4.4 - Oscilador Hartley Alimentação Paralela

Figura 2.16 Oscilador hartley alimentação paralela


OSTENSIVO -2-10- ORIGINAL
OSTENSIVO CIAAN-0522

Os componentes deste circuito desempenham as mesmas funções básicas dos


componentes do oscilador Hartley com alimentação série. O choque de rádio frequência
(CRF), evita que as variações de coletor apareçam na fonte de alimentação e o capacitor C4
serve de caminho para a realimentação do circuito tanque.

2.4.5 - Oscilador Colpitts

Figura 2.17 Oscilador colpitts

O capacitor C4 atuando como acoplamento para o circuito tanque. Tanto o


oscilador Armstrong, como o Hartley apresentam tendência a instabilidade de frequência,
comparado com estes o oscilador Colpitts tem boa estabilidade de frequência. É de fácil
sintonia e pode produzir oscilações em uma ampla faixa de frequência. O oscilador Colpitts é
muito semelhante ao oscilador Hartley com alimentação paralela, exceto que usa dois
capacitores no circuito tanque, ao invés de bobina com derivação. Pode se variar a frequência
no oscilador Colpitts, variando-se a capacitância dos capacitores do circuito tanque ou a
indutância da bobina. Normalmente variamos a capacitância dos capacitores do circuito
tanque. O determinador de frequência é constituído por C1 e C2 em paralelo com L1. Os
outros componentes do circuito tem a mesma função dos componentes do oscilador Hartley
com alimentação paralela. O coletor se acha alimentado através do choque de RF para manter
as variações fora do circuito da fonte.

OSTENSIVO -2-11- ORIGINAL


OSTENSIVO CIAAN-0522

2.4.6 - Oscilador Clapp

Figura 2.18 Oscilador clapp

Este oscilador é uma melhoria do oscilador Colpitts. A única diferença entre eles é
o acréscimo de um capacitor variável em série com a bobina do circuito tanque. A
capacitância adicional melhora ainda mais a estabilidade de frequência.

OSTENSIVO -2-12- ORIGINAL


OSTENSIVO CIAAN-0522

CAPÍTULO 3
CIRCUITOS ESPECIAIS
3.1 - CIRCUITO LIMITADOR
Como o próprio nome sugere, limita a tensão do sinal acima ou abaixo de um
certo nível.

Figura 3.1 Circuito limitador ou ceifador (positivo)

3.1.1 - Limitador
Limitador é um circuito que tem a finalidade de eliminar uma parte do sinal
que lhe é aplicado. Podemos implementar um circuito limitador de diversas maneiras com
válvulas, transistores ou circuitos integrados, porém o limitador mais comum e simples é o
que utiliza o diodo como elemento limitador.
3.1.2 - Limitador em Série com a Carga
I) Limitação Positiva
Durante os pulsos do sinal de entrada o diodo estará polarizado diretamente e
conduzirá, aparecendo sobre a carga de (R) o sinal de entrada, pulsos negativos, que serão o
sinal de saída. Durante os pulsos positivos do sinal de entrada o diodo não conduzirá, pois
está polarizado reversamente, consequentemente não haverá pulsos positivos no sinal de
saída. Como o circuito limita a parte positiva do sinal dizemos que é uma limitação positiva.

Figura 3.2 Limitador positivo

OSTENSIVO -3-1- ORIGINAL


OSTENSIVO CIAAN-0522

II) Limitação Negativa


Durante os pulsos positivos do sinal de entrada o diodo estará polarizado
diretamente e conduzirá, aparecendo sobre a carga (RL) o sinal de entrada, pulsos positivos,
que serão o sinal de saída. Durante os pulsos negativos do sinal de entrada o diodo não
conduzirá, pois está polarizado reversamente, consequentemente não haverá pulsos negativos
no sinal de saída. Como o circuito limita a parte negativa do sinal, dizemos que é uma
limitação negativa.

Figura 3.3 Limitador negativo

Figura 3.4 Sinais de entrada e saída no limitador negativo

3.1.3 - Limitador em paralelo com a carga


I) Limitação Negativa
Durante os semiciclos positivos do sinal de entrada, o diodo estará polarizado
reversamente e não conduzirá, consequentemente o sinal de entrada aparecerá sobre a carga.
O resistor R tem valor ôhmico muito menor que RL, por conseguinte, praticamente todo sinal
de entrada estará presente na saída.
Durante os semiciclos negativos do sinal de entrada o diodo conduzirá, pois
está polarizado diretamente. Nesta situação o sinal de entrada não aparecerá sobre a carga,
pois se desenvolverá através de R e do diodo. A função do resistor R é evitar que a fonte “Ei’
fique em curto, quando o diodo estiver conduzindo.

OSTENSIVO -3-2- ORIGINAL


OSTENSIVO CIAAN-0522

Figura 3.5 Limitador negativo em paralelo com a carga

Figura. 3.6 Sinais de entrada e saída no limitador negativo em paralelo com a carga

II) Limitação positiva


Durante os semiciclos negativos do sinal de entrada o diodo estará polarizado
reversamente e não conduzirá, consequentemente o sinal de entrada aparecerá sobre a carga,
pois se desenvolverá através de R e do Diodo. A função do resistor R é evitar que a fonte “Ei”
fique em curto, quando o diodo estiver conduzindo.

Figura 3.7 Limitador positivo em paralelo com a carga

Figura 3.8 Sinal de entrada e saída no limitador positivo em paralelo com a carga
OSTENSIVO -3-3- ORIGINAL
OSTENSIVO CIAAN-0522

III) Limitação de parte do semiciclo positivo


A condição para o circuito funcionar como limitador é:

Inicialmente o diodo D1 está polarizado reversamente pela fonte Vr,


consequentemente esta voltagem não aparecerá sobre a carga. Durante o ciclo positivo do
sinal aplicado, inicialmente o diodo D1 não conduzirá, logo o sinal de entrada aparecerá sobre
a carga. Quando o sinal “Ei” ultrapassar o valor VR o diodo conduzirá; D1 conduzindo o sinal
“Ei” se desenvolverá pela malha formada por R, D1 e VR. O sinal VR se desenvolverá por D1
e aparecerá sobre a carga. Durante o semiciclo negativo de “Ei” o diodo D1 estará no corte.
Logo este sinal aparecerá na carga.

Figura 3.9 Limitador em paralelo

Figura 3.10 Sinal de entrada e saída no limitador

3.2 - CIRCUITO INTEGRADOR E DIFERENCIADOR


É um divisor de voltagem RC projetado para distorcer um sinal complexo de
entrada. A quantidade de distorção depende da constante de tempo do circuito e do período do
sinal de entrada. O sinal senoidal puro não sofre distorção ao passar por esse circuito.
3.2.1 - Circuito Diferenciador
É um divisor de voltagem RC cujo sinal é retirado no resistor. Normalmente o
circuito possui uma pequena constante de tempo CT em relação ao período do sinal de
entrada.
OSTENSIVO -3-4- ORIGINAL
OSTENSIVO CIAAN-0522

Figura 3.11 Circuito diferenciador

Obs: o período do sinal de entrada é aproximadamente dez vezes maior que o


período do sinal de saída. È aplicada em circuitos de TV, circuitos de sonares e circuitos de
radares e repetidoras.
3.2.2 - Circuito Integrador
É um divisor de voltagem RC cujo sinal é retirado do capacitor. Normalmente o circuito
possui uma grande CT em relação ao período do sinal de entrada.

Figura 3.12 Circuito integrador

Obs: o período do sinal de entrada é aproximadamente dez vezes menor que o


período do sinal de saída. É aplicado nos geradores de varreduras.

3.3 - CIRCUITO SUJEITADOR


3.3.1 - Circuito Sujeitador
É um circuito que tem a finalidade de manter a amplitude e um sinal de entrada
em um determinado nível de referência. Este nível pode ser nulo, positivo ou negativo. Este
circuito também é conhecido como fixador e clamp.

OSTENSIVO -3-5- ORIGINAL


OSTENSIVO CIAAN-0522

Figura 3.13 Apresentação de sinais de um circuito sujeitador


3.3.2 - Fixação com diodo
É um sistema de acoplamento resistivo-capacitivo (RC) de grande constante de
tempo (CT), comparado com o período do sinal de entrada. Depois que o capacitor se carrega
com o nível médio do sinal de entrada, toda variação será em torno deste nível.
I) Fixação Positiva

Figura 3.14 Circuito fixador positivo

Figura 3.15 Sinal de entrada e saída de um fixador positivo

Durante o semiciclo negativo do sinal Ei o diodo estará polarizado diretamente e


conduzirá, carregando o capacitor com este sinal. Neste instante nada aparecerá sobre a carga.
No semiciclo positivo do sinal Ei o diodo estará no corte. Nessa situação aparecerá sobre a
carga o sinal resultante de Ei mais a carga acumulada por CI, consequentemente Eo será 2VP
de Ei.

OSTENSIVO -3-6- ORIGINAL


OSTENSIVO CIAAN-0522

II) Fixação Negativa

Figura 3.16 Circuito fixador negativo

Figura 3.17 Sinal de entrada e saída de um fixador negativo

A operação deste circuito é idêntica à operação do fixador positivo. A única


diferença é que o diodo conduzirá durante o semiciclo positivo do sinal Ei.

3.4 - CIRCUITOS CONTADORES E DE COINCIDÊNCIA


3.4.1 - Contadores
São circuitos responsáveis em produzir um sinal de saída proporcional à
frequência de repetição de impulsos (FRI) de sinal aplicado. O circuito é sensível a variações
na amplitude do sinal que lhe é aplicado. Por conseguinte, é normalmente precedido de
circuitos limitadores ou ceifadores.
Os circuitos contadores básicos podem ser modificados para utilização com
osciladores de bloqueio, a fim de produzir pulsos de disparo que sejam submúltiplos da
frequência de repetição de impulsos (FRI) do sinal de entrada. Os circuitos contadores podem
ligar-se para que contem pulsos positivos ou negativos.

OSTENSIVO -3-7- ORIGINAL


OSTENSIVO CIAAN-0522

3.4.2 - Contadores por armazenamento

Figura 3.18 Circuito contador


Obs.: Na figura 3.18, C2 é muito maior que C1.
I) Princípios de operação
Assumindo-se que a carga inicial dos capacitores C1 e C2 é igual a zero volt o
primeiro pulso aplicado ao circuito carrega o capacitor C1 através do diodo D1. A constante
de tempo de carga de C1 é o produto de C1 vezes a resistência do gerador mais a resistência
do diodo. Esta constante de tempo é muito pequena comparada com a duração do pulso e o
capacitor C1 se carrega totalmente com o valor da voltagem do sinal aplicado (vi=V), com a
polaridade indicada no circuito. Durante o tempo de carga de C1, D1 está conduzindo e a
voltagem através de C2 é zero volt. Ao término do pulso de entrada o capacitor C1 estará
carregado com a voltagem do pulso aplicado, o diodo D1 estará no corte e a voltagem de C1
se desenvolverá através da associação em série formada por D2 e C2. O capacitor C1 se
descarrega, através de D2 e a carga do capacitor de C2 se equilibra à carga de C1. A constante
de tempo de transferência de carga é muito pequena em comparação com o intervalo entre os
pulsos, o que permite a total transferência de carga entre os capacitores.
O valor do capacitor C2 é grande em relação a C1. Consequentemente a voltagem
através de C2 é pequena em comparação com a voltagem de C1 (vi=V). O pulso seguinte
repõe a carga de C1 e ao final do pulso, C1 se descarrega em C2. A carga em C2 será então a
soma da carga inicial mais a carga agora transferida; consequentemente, será maior do que a
primeira. Após sucessivos pulsos de entrada haverá um progressivo aumento por “steps” na
voltagem de saída, que se aproxima progressivamente da voltagem vo=V

OSTENSIVO -3-8- ORIGINAL


OSTENSIVO CIAAN-0522

Figura 3.19 Pulsos do circuito contador

Na figura observa-se que a voltagem é a função do número de pulsos e não do


tempo. Se o espaçamento no tempo da forma de onda de entrada for de forma regular,
produzirá a forma de onda representada na figura. Observa-se que os “steps” de voltagem
ocorrem na borda posterior do pulso de entrada. Para o circuito se tornar útil adiciona-se em
paralelo com C2 um circuito de chaveamento.
II) Circuito de Chaveamento
a) Oscilador de Bloqueio

Figura 3.20 Oscilador de bloqueio como circuito de chaveamento

OSTENSIVO -3-9- ORIGINAL


OSTENSIVO CIAAN-0522

O circuito de chaveamento está normalmente aberto devido à polarização


empregada. O emissor do transistor do oscilador de bloqueio é mantido com uma voltagem de
referência positiva que garante o seu estado de corte. O circuito atua quando a voltagem
através de C2 atinge um valor determinado que ultrapassa a polarização do emissor. Neste
instante o transistor sai do estado de corte. O capacitor C2 se descarrega rapidamente através
da junção base-emissor e do resistor R2. Durante a condução do transistor será produzido um
pulso de saída. Este circuito pode ser usado como comparador ou como divisor de frequência.
Aplicações do contador por step ou armazenamento
 Divisor de frequência
Para (n) pulsos de entrada aplicados ao contador será produzido um pulso na
saída, deste que o circuito contador esteja acoplado a outro circuito sensível à amplitude do
sinal.
 Gerador de voltagem em degrau
 Medidor de frequência
Podemos acoplar à saída de C2 um filtro RC proporcionando um nível DC que
será proporcional à FRI do sinal aplicado. Este nível poderá ser acoplado a um circuito que
determinará a frequência de repetição de impulso (FRI) do sinal.
 Medição de capacitância
 Repetidoras radar
Exemplo: Para produzir uma varredura de cursor será necessária uma nova
varredura radar.
b) Contador com diodo
O contador de pulsos tem um princípio de funcionamento similar ao contador por
step. A única diferença é a substituição do capacitor C2 para um resistor R.
Este circuito pode ser modificado invertendo-se as posições dos diodos para que se possa
contar pulsos negativos ou positivos.
 Contador de pulsos positivos

Figura 3.21 Circuito contador de pulsos positivos

OSTENSIVO -3-10- ORIGINAL


OSTENSIVO CIAAN-0522

Quando se aplicam pulsos positivos ao circuito, o diodo D1 conduzirá, carregando


o capacitor C1 carregará com a voltagem +V, com a polaridade indicada ao circuito. Quando
cessa o pulso positivo de entrada, o diodo D2 conduzirá, descarregando o capacitor C1 através
do resistor R. Este ciclo se repete a cada vez que se aplica um pulso positivo aos términos de
entrada. Em cada ocasião que D2 conduz, circula uma corrente através do resistor R e produz
uma queda de tensão sobre seus terminais, com a polaridade indicada.
A corrente média através do resistor aumenta ou diminui em função da FRI do
pulso aplicado em uma razão direta, ou seja, aumentando-se a FRI diminui-se a corrente
média. As variações da queda de tensão sobre o resistor R, devido às variações da corrente,
podem ser suavizadas com um filtro convencional RC. A tensão proporcional à FRI do sinal
aplicado pode então ser aplicada a um amplificador controlando sua operação.

Figura 3.22 Circuito contador de pulsos positivos com filtro e amplificador

A queda de tensão em R1 que é proporcional à FRI do sinal aplicado, após ser


filtrada, será aplicada à base do transistor, controlando a sua condução. A corrente de emissor
do transistor deflexionará o miliamperímetro.

OSTENSIVO -3-11- ORIGINAL


OSTENSIVO CIAAN-0522

3.4.2 - Circuitos de Coincidência

Figura 3.23 Circuito de coincidência

Figura 3.24 Sinal de entrada em saída do circuito de coincidência

Um circuito de coincidência é aquele que produz uma saída quando um número


específico de entradas ou uma combinação de duas ou mais entradas são recebidas
simultaneamente com intervalo de tempo determinado.Os resistores R1 e R2 são de baixo
valor ôhmico em relação a R3 e as quedas de tensão nos diodos podem ser consideradas
desprezíveis. Ao se aplicar pulsos positivos nos catodos D1 e D2 estes deixam de conduzir.
Como R1 e R2 são de baixo valor em relação a R3, a tensão de ânodo não muda quando um
deles não conduz.
Se aplicarmos simultaneamente pulsos a ambos os diodos, os mesmos deixam de
conduzir e a voltagem de ânodo aumenta produzindo um pulso positivo na saída. Neste
circuito podemos ligar quantos diodos forem necessários. Cada diodo corresponderá a uma
entrada.

OSTENSIVO -3-12- ORIGINAL


OSTENSIVO CIAAN-0522

3.5 - CIRCUITO DE RETARDO


3.5.1 - Considerações sobre linhas de transmissão - Impedância característica (Zo)
Pode ser definida como a relação existente entre a tensão e a corrente em uma
linha de transmissão de comprimento infinito. A impedância característica de uma linha de
transmissão é constante, independente do seu comprimento físico ou da amplitude do sinal
aplicado e pode ser definida através da seguinte fórmula:

3.5.2 - Tempo para transferência de energia em uma linha de transmissão


O tempo de transferência de energia em uma linha de transmissão ou seção da
linha de transmissão pode ser calculado se for conhecida a capacitância e a indutância da linha
ou seção através da seguinte fórmula:

3.5.3 - Definição de circuito de retardo


Os circuitos de retardo são sistemas especiais de controle que são utilizados em
diversos dispositivos eletrônicos, particularmente em sistemas radar. Estes circuitos são
empregados para retardar uma forma de onda, que por sua vez produz uma ação retardada. Os
tipos mais comuns de circuitos de retardo são o RC, o fantastron e as Linhas Artificiais de
Retardo.
3.5.4 - Analisar circuitos de retardamento
I) Circuito resistivo-capacitivo (RC) de retardo

Figura 3.25 Circuito RC de retardo


a) Condição inicial ou condição quiescente

OSTENSIVO -3-13- ORIGINAL


OSTENSIVO CIAAN-0522

O transistor Q1 é mantido conduzindo na saturação através da polarização


positiva, proveniente da fonte +Vcc, aplicada à sua base através do divisor de voltagem
formado pelos resistores R1 e R2. Nesta situação a sua voltagem de coletor é muito baixa,
consequentemente a carga do capacitor C2 é praticamente nula.
O transistor Q23, que com componentes associados forma um oscilador de
bloqueio disparado, é mantido no corte pela polarização negativa, proveniente da fonte +Vbb,
através do divisor de voltagem, formado por R4 e R5, aplicado à sua base.
b) Pulso sendo aplicado
Um pulso negativo sendo aplicado ao circuito através do capacitor C1 chega à
base do transistor Q1, levando este transistor ao corte. A voltagem de coletor de Q1 não
aumenta instantaneamente devido ao tempo requerido para carregar o capacitor C2. Devido ao
corte de Q1, a voltagem de C2 cresce exponencialmente. Esta variação será acoplada através
de C3 à base do transistor Q2. Quando esta variação ultrapassa a polarização negativa
aplicada à base de Q2, este transistor conduzirá.
O retardo na condução de Q2 é função da polarização aplicada à sua base e da
constante de tempo formado por R3 e C2. Quando o transistor Q2 começa a conduzir, circula
corrente de coletor. Esta corrente ao circular pelo primário do transformador T1 (terminais 1 e
2), induzirá ao secundário uma tensão (realimentação positiva), que levará o transistor Q2
rapidamente à saturação. Quando então a corrente de coletor se torna constante e deixa de
haver indução no transformador T1, pela ação do oscilador de bloqueio, será produzido no
coletor Q2 um pulso negativo de saída que estará retardado em relação ao pulso de entrada.
Ao término do pulso de entrada o transistor Q1 conduzirá novamente, descarregando o
capacitor C2, fazendo com que o transistor Q2 vá ao corte.

Figura 3.26 Sinal de entrada e saída do circuito RC de retardo

OSTENSIVO -3-14- ORIGINAL


OSTENSIVO CIAAN-0522

3.5.5 - Linha casada


Quando os terminais de saída de uma LT estão ligados a uma carga (RL) cuja
impedância é igual a sua impedância característica (ZL=Zo), a transferência de energia é
máxima e dizemos que a linha está casada.
3.5.6 - Linha descasada
Quando os terminais de saída de uma LT estão ligados à uma carga diferente de
Zo ( ), parte da energia transmitida pela linha é absorvida pela carga e o restante é
refletida ao longo da linha no sentido dos terminais de entrada. Neste caso dizemos que a
linha está descasada com a carga.
3.5.7 - Linha artificial de retardo
O fato de que é necessário certo tempo para que a energia percorra uma linha de
transmissão encontra importantes aplicações em circuitos eletrônicos. Frequentemente deseja-
se, por exemplo, retardar por determinado tempo, a chegada de um sinal a um ponto do
circuito. Entretanto, para se conseguir um retardo de alguns microssegundos com uma linha
de transmissão real é necessário uma linha de comprimento físico muito extenso, o que torna
este processo não muito prático.
A linha artificial de retardo é uma rede constituída de indutores e capacitores. Esta
linha possui todas as características elétricas da linha de transmissão real, diferindo apenas no
comprimento físico e no volume. Devido a sua aplicação no circuito de retardo, a linha
artificial é largamente empregada em radar, IFF, repetidora e outros equipamentos que
trabalham com frequências elevadas.
3.5.8 - Aspecto geral de uma Linha de Transmissão
Uma linha de transmissão é um condutor ou um grupo de condutores usados para
transmitir energia elétrica de uma fonte a uma carga, com um mínimo de perda.
3.5.9 - Retardo de uma linha artificial (RT)
Cada seção LC da linha artificial é na realidade um filtro passa-baixa. Quando se
projeta uma linha artificial com uma determinada finalidade, escolhem-se os valores L e de C,
de tal forma que todas as frequências passem ao longo da linha, até a maior frequência que é
necessária para manter o aspecto da forma de onda de entrada, pois ela também passa ao
longo da linha. O retardo de uma seção da linha artificial pode ser obtido de maneira análoga
ao da LT, ou seja: .
Consegue-se determinar o retardo total da linha artificial multiplicando-se o
retardo de cada seção pelo número de seções da linha.

OSTENSIVO -3-15- ORIGINAL


OSTENSIVO CIAAN-0522

Onde:
RT = retardo total em segundos
η = número de seções da linha
L = indutância em Henry
C = Capacitância em Faraday
3.5.10 - Impedância Característica (Zo)
Como a impedância característica de uma linha de transmissão (LT) independe do
seu comprimento físico, a impedância característica de uma linha artificial também independe
do número de seções da mesma. Assim sendo, a impedância característica da linha artificial
pode ser calculada em função de apenas uma única seção de uma linha de transmissão.
3.5.11 - Linha Artificial
Pode se construir uma linha de transmissão artificial com base nos princípios de
uma linha de transmissão real. Uma linha típica é constituída por vários capacitores e
indutores ligados de maneira semelhante ao circuito equivalente da linha de transmissão (LT).

Figura 3.27 Circuito de linha de retardo artificial


Na reta artificial o elemento resistivo não aparece no circuito, embora ele exista,
pois cada indutor mostrado apresenta uma resistência em seu enrolamento. Entretanto, este
elemento de resistência é tão pequeno que, na prática, pode ser desprezado.
a) Aplicações da Linha Artificial
Usa-se uma linha artificial com retardo para obtenção de dois resultados
diferentes. Um sinal aplicado aos terminais de entrada é retirado nos terminais de saída T
microssegundos depois. Consegue-se isto casando-se a carga com a linha, ou seja, ZL=Zo.
Um sinal aplicado aos terminais de entrada pode provocar o aparecimento de um
segundo sinal nos terminais de entrada 2T microssegundos depois (onda refletida). Consegue-
se com a aplicação de uma carga descasada à terminação da linha, ou seja, . Os dois
valores de carga usados com mais frequência são a resistência zero (curto circuito) e a
resistência infinita (circuito aberto), isto é ZL=0 e .

OSTENSIVO -3-16- ORIGINAL


OSTENSIVO CIAAN-0522

Elaborado por:
3º SG AV-VN Waldeir Azevedo Júnior
Instrutor da Escola de Aviônica
Novembro/2017

OSTENSIVO -3-17- ORIGINAL


OSTENSIVO CIAAN-0522

ANEXO A
REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA

1- MALVINO, Albert Paul. Eletrônica. São Paulo : Markron Books – 2001. 4 edição. Vol. 1

OSTENSIVO -A-1 - ORIGINAL

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