ABRIL/MAIO/JUNHO 2004
#
7
Manutenção de Unidades de CD’s
(Continuação)
Classificação Geral dos Robots
Estrutura do Receptor GPS
ESR nos Condensadores Electrolíticos
Polarização de Transístores
Robot Light Seeker
Abr/04-07
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Circuitos ópticos, robótica, áudio e vídeo em Circuitos Magazine N.º7 (Abril/Maio/Junho 20, Notas de estudo de Eletrônica
Documento contendo artigos publicados no número 7 da revista circuitos magazine, editado em abril/maio/junho de 2004. Os artigos abordam temas como ajuste de circuitos ópticos, robótica, audio e vídeo, polarização de transistores, esr em condensadores electríticos e curiosidades sobre circuitos integrados, motores e semicondutores.
Tipologia: Notas de estudo
2014
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ABRIL/MAIO/JUNHO 2004
Manutenção de Unidades de CD’s (Continuação)
Classificação Geral dos Robots
Estrutura do Receptor GPS
ESR nos Condensadores Electrolíticos
Polarização de Transístores
Robot Light Seeker
Abr/04-
Periodicidade: Trimestral
Direcção: X@vi Electronics
Redacção: José Xavier
Ilustração: José Xavier e Marcos Matos
Pesquisa: José Xavier e Marcos Matos
Colaboradores Nesta Edição: António Santos, João Condeço e Manuel Alves
Propriedades e Direitos A propriedade do título Circuitos Magazine é de X@vi Electronics. Direitos de autor: Todos os artigos, desenhos e fotografias estão sob a protecção do Código de Direitos de Autor e não podem ser total ou parcialmente reproduzidos sem a permissão prévia dos seus autores.
Internet Revista Web site: www.cmagazine.pt.vu X@vi Electronics Web site: www.xavielectro.pt.vu E-mail – Questões Técnicas xavielectro@sapo.pt
Aviso Esta revista destina-se somente a fins educativos! Não nos responsabiliza-mos por qualquer dano que possam causar, ou pelo uso indevido das informações aqui contidas. Nem todos os circuitos apresentados foram experimentados e testados pela nossa equipa. Não serão aceites reclamações!
3 NOTICIAS
7 ÁUDIO E VÍDEO
Manutenção de Unidades de CD (Parte V)
TV-Video ServiceMode (Parte VII –
Ultima Parte)
12 ROBÓTICA & MICROBÓTICA
Classificação Geral dos Robots
Os Servos
14 INFORMAÇÃO GERAL
Estrutura do Receptor GPS (Parte I)
ESR nos Condensadores Electrolíticos
Polarização de Transístores
22 CURIOSIDADES
Circuitos Integrados
Motores e Geradores
Semicondutores (Parte I)
30 CIRCUITOS VÁRIOS
Carregador de Baterias
Misturador de Microfones Dinâmicos
Misturador de Duas Entradas
Mini Amplificador
Comando Para Testar Servos
32 KIT DO MÊS
Robot Light Seeker
34 DATABOOK
Informações de diversos IC’s
consiste numa membrana sofisticada que separa dois canais onde se encontram os gases. Num canal está o hidrogénio e no outro o oxigénio, separados por uma membrana. Excitado por catalizadores químicos, cada átomo de hidrogénio liberta um electrão e pode então passar através da membrana que separa os canais. Do outro lado dois átomos de hidrogénio combinam- se com um átomo de oxigénio e formam água. Os electrões percorrem um longo caminho e passam pelo colector de energia gerando electricidade.
Perceber o funcionamento desta pilha e descobrir uma forma barata de a produzir é o tema da tese de Doutoramento de Rui Neto, que está em fase de conclusão. Descoberto na Suiça pela SRE, onde trabalhava há quase um ano nesta área, Rui Neto foi para Campos Rodrigues, o administrador, o responsável pelo verdadeiro salto da empresa neste campo: "Eu penso que o Rui nos permitiu acelerar muitas coisas que tínhamos em mãos, com a experiência e os contactos que ele tinha. Permitiu dar saltos que se calhar íamos demorar muito tempo paraa ter a coragem de as fazer."
Só em 2006 estas pilhas de hidrogénio poderão competir com as pilhas convencionais. Por agora estão acessíveis somente por encomenda. É justamente numa encomenda de 500 unidades de 10 Watts que a empresa está a trabalhar neste momento. Estas pilhas estarão prontas ainda no primeiro semestre deste ano e irão alimentar estações de telemetria.
ROBÓTICA
Equipas preparam-se para o
ROBOCUP 2004
Os jogadores estão em fase de preparação e os treinadores já sentem algum nervoso miudinho. Não estamos propriamente a falar do Euro, mas andamos lá perto. O Robocup2004 promete reunir algumas das melhores equipas mundiais de desporto robótico e vai decorrer em finais de Junho e princípios de Julho, em Portugal.
Eduardo Pinto é professor de Electrónica na Escola Profissional da Amadora e nas aulas utiliza com frequência dois robots muito especiais. São os Tango Dancers, um casal de dançarinos nascido há 2 anos e que já conquistou alguns troféus em competições. A última delas decorreu na cidade de Pádua, Itália, onde a equipa conseguiu o primeiro lugar na classe Robocup Júnior, entre 17 participantes de todo o mundo. Os Tango Dancers foram construídos com peças compradas no estrangeiro, mas a parte electrónica foi concebida de raiz pelos alunos. Este par romântico será a grande estrela da equipa da Amadora, no Robocup 2004, mas de acordo com Eduardo Pinto há outro projecto inovador: "parecem balões, mas quando toda a gente os ver poderá constatar que parecem dois ovnis. Estes ovnis vão ter um diâmetro de dois metros e meio e vão ser sincronizados, tal como estes robots de pernas, via rádio."
Últimos ajustes nos Robots Médios
No Instituto Superior Técnico, os robots da equipa Isocrob já começaram a dar pontapés na bola. O grupo foi constituído há 5 anos e tem participado em competições de futebol, na Liga de Robots Médios. Daqui a 6 meses, os elementos da Isocrob pretendem apresentar-se na FIL com os mesmos robots, mas com um novo sistema de navegação. Hugo Costelha revela que "os robots vão tornar-se mais rápidos nas jogadas, conseguem fazer movimentos muito mais interessantes e são muito menos limitados. Ou seja, se quisermos fazer jogadas entre eles, fazendo-os cooperar, é muito mais fácil para nós se tivermos esse tipo de robots que limitam menos o movimento." Também na Liga de Robots Médios participa a equipa Minho Team, da Escola de Engenharia da Universidade do Minho. Já andam nestas andanças há 7 anos e têm no currículo várias participações em provas internacionais. De olhos postos no Robocup2004, a equipa Minho Team vai utilizar os mesmos robots de sempre. Mas Fernando Ribeiro avisa que há modificações em curso: "vamos mudar a cabeça, digamos, que é a parte da visão que o robot tem. Vamos usar uns espelhos um pouco diferentes: antes usávamos espelhos esféricos e agora vamos pôr uns parabólicos para ver melhor o campo."
Contagem decrescente para a competição
O Robocup 2004 vai decorrer na FIL, em Lisboa, de 29 de Junho a 3 de Julho. A candidatura portuguesa foi apresentada há 3 anos e, para convencer a Federação Internacional de Robocup, a organização prometeu novos desafios. Luís Custódio afirma que "um dos desafios será a competição para equipas de escolas secundárias, o chamado Robocup Júnior, numa liga em que se ponham em confronto barcos robots autónomos que tenham a capacidade de navegar numa tina com água." Os pormenores da prova estão a ser ultimados, mas já é certo que a competição não poderia vir em melhor altura. Além de coincidir com o campeonato europeu de futebol, a iniciativa antecede uma conferência internacional sobre veículos autónomos, que contará com a presença de investigadores de todo o mundo.
ROBÓTICA
Carros Robotizados Correram no Deserto Mojaveova
Sem ninguém atrás do volante, cerca de 20 veículos competiram no dia 13 de Março no Grand Challenge, uma corrida através do deserto de Mojave, nos Estados Unidos.
Os carros-robôs tiveram de percorrer mais de 240 quilómetros de curvas apertadas, passagens estreitas e trilhos de areia em menos de dez horas, para poderem reclamar o prémio final de um milhão de dólares (820 mil euros).
O desafio foi lançado pela Agência de Projectos de Investigação Avançados de Defesa (DARPA, na sigla inglesa), o braço do Pentágono dedicado à investigação científica, e as provas de qualificação começaram no dia 8.
O percurso escolhido - que andou entre 240 a 338 quilómetros, entre Barstow, perto de Los Angeles, na Califórnia, e Primm, próximo de Las Vegas, no Nevada – foi mantido em segredo até duas horas antes do sinal de partida, o que impediu os concorrentes de programarem com pormenor as suas máquinas. Para completarem a rota em menos de dez horas, a viagem teve de ser feita a uma média superior a 25 quilómetros por hora.
O objectivo do Pentágono foi atrair investigadores independentes que contribuam para o progresso de uma tecnologia em que apostam há mais de dez anos. Em 2015, o Pentágono quer que um terço dos veículos militares, a operar no terreno, seja auto- conduzido e uma competição desta natureza pode melhorar as perspectivas de concretizar esse objectivo. A DARPA fica com os direitos de exploração militar dos veículos e os concorrentes guardam os direitos de propriedade intelectual.
"Estávamos a chamar para a prova quem faz dos robôs o seu passatempo.
ÁUDIO E VÍDEO – Manutenção de Unidades de CD (Parte V)
a parte anterior, falávamos sobre o funcionamento do circuito APC, (faz tempo...) lembram? Bem, dada a importância deste estágio veremos nesta aula mais detalhes técnicos a este respeito. Vou mostrar como fazer o ajuste correcto deste circuito utilizando um instrumental simples, destacando que é este o mais importante ajuste eléctrico existente nestes equipamentos independente do tipo de leitor, seja um CD-DA (músicas), um CD-ROM, um DVD ou um CD-R, em todos os modelos lá está nosso velho conhecido trimpot de ajuste do díodo laser. Assim, o procedimento que aqui será estudado servirá como base para todos, as diferenças estarão por conta das características técnicas de cada unidade óptica (corrente suportável). Sem mais blá, blá, blá, vamos ao que interessa!
N
Em primeiro lugar, devemos ter em mãos alguns itens importantes e indispensáveis, são eles:
Esquema do equipamento, informações técnicas sobre a unidade óptica (se possível) Kit de mini chaves tipo philips e fenda com ponta isolada Multímetro A lei de ohm (refresquem a memória...) CD teste de padrões / 1khz (preferencialmente)
Observem na figura 1, um circuito APC real existente em vários modelos de DVD Toshiba importados.
Figura 1
Descrição básica do circuito
Este diagrama apresentado existe em inúmeros aparelhos de CD's e DVD's de diferentes fabricantes, mas em especial nos modelos da marca Toshiba. É no pino 51 do IC1 que tudo começa, recebemos a informação (um pulso) de accionamento para que seja ligado nosso díodo laser. Este pulso é enviado pela cpu de controlo do equipamento toda a vez que abrimos e fecharmos o tray (gaveta de compartimento do CD). Através deste pulso o operacional aplicará uma tensão inicial ao transístor de ganho do APC (TR200) que conduzirá alimentando o díodo LD. Com a emissão de luz infra, aparecerá imediatamente uma corrente no díodo monitor MD com o objectivo de realimentar nossa cadeia de controlo automático estabilizando a potência do laser, a teoria de funcionamento deste sistema é idêntica a já descrita no diagrama da aula 2. Pelo pino 53 o IC TA 1236 recebe alimentação para o bloco de controlo e selecção de potência. Pelo pino 52 do IC são liberadas tensões de correcção para a base do transístor TR200 controlando sua condução e o ganho de corrente da unidade. TR1 é o nosso tradicional trimpot de ajuste de potência, com ele regulamos a referência de terra (maior ou menor) sobre o pino 50 no integrado APC. Assim, um referencial mais negativo ou menos negativo informará quanto o circuito de APC deverá aplicar de corrente no díodo laser.
Ajustes
1 - Em que condição se faz necessário o ajuste do laser? 2 - Por que ocorre o desajuste?
Falamos um pouco sobre isso nas edições anteriores, mas vamos as questões:
Sempre faremos ajuste em drives de CD's quando estes apresentarem dificuldade em ler discos, demora excessiva para acesso dos conteúdos do disco, pular trilhas ou perder sincronismo de leitura. Outra situação real é quando fizermos a substituição de unidades ópticas, devemos sempre conferir a corrente aplicada no laser.
O desajuste ocorre por várias razões, a mais comum é o desgaste do díodo laser por mal uso (modelos portáteis) outra razão é a relativa baixa qualidade de algumas unidades ópticas que diminuem sua emissão após as primeiras 1000 horas de uso.
Em primeiro lugar, procure localizar na placa electrónica o transístor de APC (no exemplo é oTR 200), ele normalmente fica próximo ao flat da unidade óptica na placa principal. O trimpot é só olhar na pci do conjunto óptico. Por último, o mais importante, localize a resistência de alimentação (no exemplo é o R2) pois é a partir dele que faremos o ajuste. Pronto, agora só resta colocar o multiteste paralelo á resistência R2 (como no diagrama), na escala de voltagem. A próxima etapa é delicada e exige muito cuidado, ligando o aparelho com um disco de CD (se não dispuser de um disco de teste profissional como CD-T03 da Kenwood, utilize um disco comum da melhor qualidade possível, evite os piratas!), imediatamente o díodo laser emitirá radiação infravermelha, tentará focalizar o disco (a lente se movimentará para cima e para baixo 3 vezes) é nesta situação que começaremos o ajuste propriamente dito. Coloque o disco para reproduzir, no momento em que existir focalização verificaremos o valor de tensão indicado no multiteste, se ela for inferior ou superior a 0,5 volts deveremos, com uma chave isolada, regular o trimpot R1 para que em sua escala tenhamos o valor de no máximo 0,5 v. Este procedimento é valido para inúmeros circuitos de diferentes fabricantes, o cálculo envolvido aqui e bastante simples, observe:
1 - Descubra o valor da resistência de alimentação do transístor de apc, no exemplo o R2 é de 10 ohms. 2 - Se você tiver dados técnicos do conjunto óptico, como o valor da corrente utilizada por sua unidade melhor, caso contrário (maioria) utilize o valor padrão aplicado em 90% dos casos. Este valor é de 50 mA (NÃO ESQUEÇA DE CONVERTER AS UNIDADES PARA QUE FIQUEM COMPATÍVEIS), 50 mA = 0,05A. 3 - Aplique a lei de ohm, que diz R= E/I (resistência é igual a tensão dividida pela corrente) 4 - O valor da resistência é só ler no diagrama ou interpretar as cores sobre o componente. 5 - Agora aplique a lei!
10 = E / 0,
Assim, isolando "E" teremos: E (queda de tensão na resistência) = 10 x 0,05 E = 0.5v
Ok, com esta queda de tensão sobre a resistência R2 temos certeza de que nossa unidade óptica esta recebendo uma corrente de no máximo 50 mA, como eu disse, na maioria dos casos é o valor recomendado.
OBS: Quando não for possível encontrar isoladamente o transístor de APC, principalmente em CD-ROM, localize o IC-drive do conjunto óptico (normalmente o único IC que aquece e esta próximo ao flat da unidade), neste caso você deverá ter no mínimo uma referência básica sobre o circuito em questão. O transístor geralmente encontra-se interno a esse IC, devemos localizar a
ÁUDIO E VÍDEO - TV-Video ServiceMode (Parte VII – Ultima Parte)
- Stef_no
ROBÓTICA & MICROBÓTICA – Os Servos
s servos ou servomecanismos são muito utilizados em sistemas de Rádio-Controlo usados em modelismo. Também são utilizados em sistemas de polarização (V - H) de Antenas Parabólicas e podem, devido à seu, relativamente, custo moderado e sua condição de proporcionar movimentação de partes mecânicas de Robôs, ser amplamente utilizados em Robótica.
O
A tensão de alimentação desses dispositivos nunca deverá exceder de 6 Volts DC e seu controle de posicionamento se dá através de pulsos de comando. Para a geração desses pulsos, podemos utilizar um circuito oscilador formado pelo circuito integrado 555 ou os moderníssimos (porém nem tanto) Microprocessadores - PICs. Os servos são muito úteis na robótica. Os motores são pequenos, já têm o circuito de comando embutido e são extremamente fortes para o seu tamanho. Um servo normal, como o Futaba S- 148 tem Kg/m de binário, o que é muito bom para o seu tamanho. Também só absorve a corrente proporcional à carga mecânica. Então, um servo com pouca carga não consome muita energia. A sua ligação ao mundo exterior é por três fios, +5V, a massa e o fio de controlo.
Então como funciona um servo? O servo tem um circuito de controlo e um potenciómetro (uma resistência variável, também conhecida como pot) que está ligada ao eixo. Este pot dá a possibilidade ao circuito de controlo de verificar a posição angular do eixo. Se este estiver na posição certa, o motor é, desligado. Se o circuito verificar que o ângulo não é o correcto, liga o motor na direcção correcta até que o ângulo esteja correcto. o eixo do servo é capaz de viajar por volta de 180 graus. Normalmente é na casa dos 210 graus, mas varia dependentemente do fabricante. Um servo normal é usado para controlar um movimento angular entre 0 e 180 graus pois não é mecanicamente capaz de rodar mais devido a uma paragem mecânica embutida na engrenagem de saída.
A quantidade de força aplicada ao motor é proporcional á distância que precisa de viajar. Logo, se o eixo precisa de rodar muito, o motor rodará à velocidade máxima. Se precisa de rodar só um pouco, o motor rodará a uma velocidade mais baixa. Isto chama-se controle proporcional. Como se comunica o ângulo ao sevo? É para isso que o fio de controlo serve. Este é determinado pela duração de um impulso que lá é aplicado. Isto chama-se "Pulse Coded Modulation". O servo está à espera de receber um impulso todos os 20 milissegundos. A duração deste impulso vai determinar quanto vai rodar o motor. Um impulso de 1.5 milissegundos, por exemplo, faz o motor rodar para a posição de 90 graus (muitas vezes chamada a posição neutra). Se o impulso for menor que 1.5ms, o motor rodará o eixo para perto dos 0 graus. Se o impulso for maior que 1.5ms, o eixo roda para perto dos 180 graus.
INFORMAÇÃO GERAL – Estrutura do Receptor GPS (Parte I)
estrutura do receptor GPS ( Global Positioning System ) é descrita através de diagramas de blocos e modelos matemáticos. São detalhadas as diferentes funções do receptor, fornecendo- se a equação do sinal GPS recebido e como este sinal é processado, de modo a obter-se as informações necessárias para os cálculos de navegação.
A
1 - Introdução - Sinal GPS
O sistema GPS emprega CDM (Code Division Multiplexing) na transmissão de seus sinais entre sua rede de satélites e os receptores de seus usuários. O CDM é uma aplicação da técnica de espalhamento espectral. Nesta técnica, no transmissor o sinal é "espalhado" numa largura de faixa maior que a mínima necessária para enviar a informação; sendo este espalhamento acoplado a um código independente da mensagem. No receptor, uma réplica deste código é gerada síncrona ao da transmissão, para realizar o despreading do sinal e subsequente recuperação da mensagem. Dentre os modos de realizar-se este processo, no CDM, utiliza-se a modulação por sequência directa.
A modulação por sequência directa, no caso de transmissão de dados, consiste em adicionar-se à mensagem, em módulo 2, um código pseudo-aleatório de taxa de bits muito superior ao dela. O sinal resultante modula em BPSK uma portadora de RF (figura 1.1).
Figura 1.1: Espalhamento espectral por sequência directa. A taxa de mensagens, 1/T, é bem menor do que a taxa de códigos, 1/Tc.
O código pseudo-aleatório (figura 1.2 a) usado possui algumas características típicas, das quais, a mais importante, por estar ligada à sincronização do sinal, é que a sua autocorrelação (equação
1.1), apresenta um valor de máximo bem definido (figura 1.2 b), para desfasagem nula ( =0). Além disso, usando diferentes códigos, com baixo valor de correlação cruzada, podemos construir um conjunto de sinais separados por códigos, realizando assim a multiplexagem de canais por códigos (CDM).
No sinal dos satélites GPS são utilizados dois conjuntos de códigos distintos denominados de C/A ( Coarse Aquisition) e P (Precision). Cada satélite possui um código distinto de cada um destes conjuntos. O conjunto de códigos C/A é formado por elementos da família de códigos Gold (Holmes, 1982) de ordem 10. Possuem taxa de bits de código (chip) de 1023 kchips/s, com repetição de códigos a cada 1023 chips. O conjunto de códigos P é formado pela segmentação de um código de registrador de deslocamento de máximo comprimento. A taxa de cada código é de 10230 kchips/s, com repetição de códigos a cada semana. Os códigos realizam o espalhamento da mensagem, formando sinais que são transmitidos em duas portadoras de rádio frequência, L (1575.42 MHz) e L2 (1227.6 MHz). Na portadora L1 os dois sinais são transmitidos em quadratura de fase, com 3 dB a mais de potência no sinal do código C/A. Na portadora L2 apenas o sinal do código P é transmitido.
2.1 - Atraso de Sinal
O tempo de propagação do sinal GPS, tp(t), é fornecido pela equação 2.1.1. Ele é basicamente função da distância entre o satélite GPS e o receptor, expressa nesta equação na forma vetorial. Tem-se ainda atrasos adicionais proporcionados pela troposfera e ionosfera, que modificam a velocidade de propagação do sinal.
- Ps: Vetor posição do satélite GPS
- Pa: Vetor posição da antena do receptor GPS
- e: Vetor unitário unindo receptor ao satélite GPS
- c : Velocidade da luz no espaço livre
- Io(t): Atraso de propagação devido à ionosfera
- Tr(t): Atraso de propagação devido à troposfera
A percepção deste parâmetro no sinal recebido é alterada pelos erros de relógio do transmissor do satélite, que modificam o próprio sinal transmitido. Nestes erros incluem-se os erros intrínsecos e os que são intencionalmente introduzidos (Select Availability) para usuários não classificados.
Englobando-se este efeito, define-se como atraso de sinal :
SA(t): Erro de relógio do satélite, intencionalmente alterado (Select Availability).
A estimativa do atraso de sinal é usada no receptor para estimar a distância entre ele e o satélite. Esta estimativa é denominada de pseudo-range (PR). Para esta estimativa, os erros de relógio (do satélite e do receptor) e os atrasos da ionosfera e da troposfera são factores que diminuem a acurácia do valor obtido. A determinação do pseudorange é obtida no circuito de sincronização do código pseudo-aleatório. Desta forma é possível obter três estimativas para o pseudorange: na sincronização do código C/A, quando sincronizado no sinal L1; na sincronização do código P, também no sinal L1; e na sincronização do código P no sinal L2.
O valor de pseudorange estimado pelo código P é mais preciso. Entretanto, a sincronização do código P nem sempre é obtida, uma vez que seu acesso é controlado através de criptografia. A sincronização do código P em diversidade de frequências (L1, L2) permite correcção do atraso provocado pela ionosfera. Caso seja feita a sincronização apenas do sinal L1, existe na mensagem do satélite dados que são utilizados para corrigir o atraso ionosférico através de modelos matemáticos pré-estabelecidos, embora com menor eficiência. Tem-se também modelo para correcção do atraso provocado pela troposfera.
A tabela 2.2.1 mostra um modelo de erros na estimativa do pseudorange com seus valores estimados. *SA - Erro de relógio de satélite intencionalmente alterado Tabela 2.2.1 - Modelo de Erros de "Range" Equivalentes do Usuário (UERE)
Fontes de Erro Erro em Metros L1/L2 L1 C/A com SA* L1 C/A sem SA*
Satélite GPS 6,0 30,8 6,
Ionosfera 2,2 10,0 10,
Troposfera 2,0 2,0 2,
Múltiplos Caminhos 1,2 1,2 1,
Receptor 1,47 7,5 7,
Outros 0,5 0,5 0,
UERE (rms) 6,98 33,33 14,
Luís Henrique Pinto Malizia Alves Waldecyr J. Perrella Fernando Walter
INFORMAÇÃO GERAL – ESR nos Condensadores Electrolíticos
ela própria constituição, os condensadores electrolíticos independentemente do seu fabricante, capacitância ou tensão de trabalho, possuem uma resistência equivalente em série ( ou ESR do inglês Equivalent Series Resistance).
P
Mas o que vêm a ser isto da ESR?
A ESR é a resistência dinâmica pura total que um condensador opõe a um sinal de corrente alterna: inclui a resistência continua dos seus terminais, a resistência continua do material dieléctrico, a resistência das placas e a resistência alterna em fase do dieléctrico a uma frequência determinada. Sendo assim podemos imaginar como sendo uma resistência ideal em série com o condensador.
Com o tempo e envelhecimento natural, muitas vezes a capacitância não se altera, porém a resistência equivalente série ( ou ESR ) aumenta, praticamente "tirando" o condensador do circuito. Se medirmos com o capacímetro, ele está perfeito, porém na realidade imprestável. Por isso muitas vezes perdemos tempo e cabelos com defeitos inexplicáveis provocados por condensadores electrolíticos.
Problemas de ESR acontecem principalmente quando o condensador trabalha em filtragem ou acoplamento de altas frequências, como em fontes comutadas ou no bloco de deflexão horizontal de um TV,causando assim os mais diversos tipos de problemas.
Em condições normais a ESR tem um valor muito baixo, o que se mantém durante muitos anos a não ser que o isolamento do condensador esteja deteriorado, neste caso o componente solvente do electrólito seca gradualmente fazendo com que o valor da ESR aumente. Como é obvio este deterioramento é acelerado quando o condensador é sujeito a altas temperaturas de funcionamento, provocadas por grandes correntes de ripple.
Então como medir a ESR de um condensador Electrolítico?
Para medir a ESR ,é necessário um medidor de ESR , ou seja um ohmímetro de corrente alterna capaz de medir a resistência equivalente em série do dito condensador, só se pode medir anulando a reactância capacitiva do condensador, o que se consegue medindo os ohms em AC, aplicando uma corrente alterna de uns 100 Khz. porém como este tipo de equipamento é difícil de encontrar no mercado tradicional a solução passa por encomendar do estrangeiro ou montar
No site da Comunidade electrónicos http://www.comunidadelectronicos.com/proyectos/comprobador-esr.htm pode encontrar o esquema de um circuito simples baseado no ampop LM324N e um amperímetro analógico de painel.
Outro circuito mais sofisticado desenvolvido pelo engenheiro australiano Bob Parker baseado no microcontrolador Z86E0412PSC e display BCD 7 segmentos pode ser encontrado aqui em http://members.ozemail.com.au/~bobpar/esrmeter.htm assim como mais explicações sobre o assunto, pena que o software para o microcontrolador não está disponível.
Existe um outro teste simples e barato (mas não muito confiável) que consiste em medir a capacitância com o multímetro ou capacímetro na escala de μF e lançar um jacto de spray congelante sobre o condensador. Se o valor medido baixar, lixo com ele. Por isso muitas vezes ao serem aquecidos com o ferro de soldar o aparelho volta a funcionar por algum tempo, isto porque a ESR varia muito com a temperatura, pois no interior do electrolítico existe uma reacção química.
Manuel Alves
de um eventual deslocamento deste ponto para fora da região de operação podendo danificar o transístor ou provocar distorção no sinal de saída.
Existe uma relação directa entre temperatura e corrente de colector do transístor. Aumentando-se a temperatura de um transístor, sua corrente de colector também é aumentada. Da mesma forma, aumentando-se a corrente de base, aumenta-se consequentemente a corrente de colector que por sua vez aumenta a temperatura (Efeito Joule) constituindo assim uma "reacção em cadeia". Variando-se a temperatura do transístor, seja esta variação causada pelo simples aumento da temperatura ambiente ou pelo aumento da intensidade da corrente de colector, o ponto de operação escolhido tende a se deslocar. Temperaturas da ordem de 200ºC para transístores de silício e cerca de 105ºC para transístores de germânio nunca deverão ser atingidas. É possível, as vezes, mediante cuidadoso projecto, que o pico de potência (VCE x [IC+IB] ) exceda este regime médio por curto período de tempo desde que os picos de temperatura no dispositivo não sejam excessivos. A figura abaixo nos dá uma ideia de como a temperatura influi no funcionamento de um transístor de silício.
Polarizar um transístor é fazer com que o ponto de operação se estabilize. Para uma boa polarização algumas considerações são essenciais:
- O ponto de operação deve estar no interior da região activa;
- Manter o transístor com um funcionamento linear – Em se tratando de amplificador linear, deve-se evitar que ocorra distorção em qualquer temperatura e procurar manter constante a carga de colector e a tensão de alimentação;
- Reduzir os efeitos causados pelo aquecimento cumulativo utilizando um bom sistema de refrigeração que é fundamental para se conseguir a estabilização desejada. A junção colector-base de um transístor, onde ocorre praticamente toda a dissipação, não está em perfeito contacto com a cápsula do transístor, envolvida naturalmente pelo meio ambiente. Isto significa que existe uma certa "resistência térmica" entre a junção e a cápsula portanto, a junção citada provavelmente encontra-se com temperatura superior à temperatura do invólucro do transístor.
Um método simples de polarização de um amplificador com transístores de silício em emissor comum consiste em adoptar um divisor de tensão na base para suprir a necessária corrente ao transístor. O sinal poderá ser então aplicado aos terminais de entrada através de um condensador de acoplamento adequado.
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Considerações:
- Aqui vamos desprezar a influência da corrente de fuga devido ao seu pequeno valor, e também pelo fato do tipo de polarização empregado compensar termicamente o circuito.
- Considerando o ganho do transístor maior que 100, podemos desprezar a influência do pequeno valor da corrente de base.
- A escolha da alimentação é simples, pois dependerá unicamente do local a ser empregado.
- Normalmente o valor da corrente de colector (IC) é obtido em função da carga, ou escolhida de acordo com instruções fornecidas pelo fabricante do transístor em suas publicações sobre o produto.
- Vamos considerar VRE como sendo 10% da tensão de alimentação, consideração que garantirnos-à uma estabilidade à variações de temperatura e ganho de corrente.
- VBE dependerá do tipo de transístor, pois para os de germânio seu valor será de 0,3 volts e para os de silício, seu valor será de 0,6 volts.
- Embora esta aproximação que aqui faremos pareça grosseira, ela resultará em valores práticos e facilitará os cálculos para RB1 e RB2. I é 10% de IC.
- Aqui novamente faremos uma imposição, garantindo que VC seja maior ou igual a 50% de VCC.
Acoplamento por condensador
O acoplamento por condensador é o mais utilizado na prática, principalmente nas etapas amplificadas de baixo ruído. A resposta de frequência é maior apresentando baixo custo pois, utiliza poucos componentes de fácil fabricação. A desvantagem do acoplamento a condensador em comparação com o acoplamento a transformador, está em que, não havendo casamento das impedâncias de entrada e de saída, haverá perda de energia.
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