Baixe Circuitos com diodos e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia Informática, somente na Docsity! 5 + ' cireuitos com Diodos Circuitos Ceifadores Circuitos Grampeadores Circuitos Multiplicadores de Tensão 25/3/2009 www .corradi.junior.nom.br Circuitos Ceifadores * Circuitos ceifadores são aqueles que ceifam (cortam) parte de sinal aplicado em sua entradas, sem distorcer o restante da forma de onda no tempo. * Utilizados para limitar a amplitude de um sinal (proteção), para formação de ondas e para o controle da quantidade de potência entregue à carga. * Considerações de Projeto: Deve ser escolhido um diodo cujas especificações atendam às condições de trabalho do circuito e calcule o valor do resistor R de tal forma que a corrente que atravessa o diodo não supere a corrente nominal do diodo. O valor da potência nominal do resistor e do diodo deve ser superior à máxima previsível. 25/3/2009 www .corradi.junior.nom.br Ceifador paralelo de sinais negativos: 12 av BY Ay 2x Wa tv I I I I Om Ems l2ms TBms E Ames Ok M ZLLS4000| * Para os semiciclos negativos o diodo conduz, forçando nível zero de sinal. 25/3/2009 www .corradi.junior.nom.br Ceifador paralelo de sinais positivo: Ter : , au] «ANA : : «a = non an ins n onto nisso na cio cunn alo uacacama ma manacacano comem ama nhnams AY 124 T o | LN ey mz fim Têms tâms tima Para os semiciclos positivos o diodo conduz, forçando nível zero de sinal. 25/3/2009 www .corradi.junior.nom.br Ceifadores paralelos polarizados 1. CEIFADOR PARALELO DE PARTE DO SINAL NEGATIVO: 12% [e Mv Ra sa fue É "O o om x TLLSADDO tem T : Arano some 9 a DP O O OR ay av rã K av E seas E Suas EN : : er 1 T T 1 Ums Ems 1êms 1ims Fâms * Coma fonte, no semiciclo negativo o diodo conduz apenas após os 4,7V da fonte, limitando o sinal neste valor. Este efeito pode ser conseguido também, utilizando diodo Zener: Aran O 6 Ome de ms Ems ms Mims ?4ms 25/3/2009 www .corradi.junior.nom.br Ceifador paralelo gerador de pulso positivo: ZW T T DR aV+ : : fo ne secm enem emeniomemteaok o none anne anancnmplenana dent mamae nn ecannmemalynen eos Bw+ ey aa tram O Elm À f f f f Oms Ems 12ms 18&ms 2 Ams Enquanto o diodo conduz a saída apresenta a tensão da fonte, apenas quando o diodo corta o sinal (pulso) positivo é gerado. * Obs.: este circuito não funciona com diodo Zener, pois ele não mantém a tensão quanto não esta polarizado. 25/3/2009 www .corradi.junior.nom.br 10 Ceifador paralelo com polarização dupla: * Ceifadores que cortam o sinal nos dois semiciclos em um valor determinado. 1. CEIFADOR AO NÍVEL DE Vy: I T 1 T Nim ms 12ms Têms cima * Osinal fica limitado ao valor da barreira de potencial dos diodos (Vy), que para Silício = 0,6V e para Germânio = 0,2. 25/3/2009 www .corradi.junior.nom.br 11 Ceifador paralelo duplo nível qualquer: ten BB we do T T T T Oms ms: lime iâms 2Ams * Dessa forma podemos Ceifar os dois semiciclos em qualquer valor dependendo das fontes ou Zeners de polarização, podendo ser simétricos ou não. 25/3/2009 www .corradi.junior.nom.br 12 Análise do funcionamento do circuito grampeador sem polarização O capacitor carrega-se imediatamente (t=RC=0) com a tensão de 10V, conforme polaridade indicada na figura e o diodo atua como uma chave eletrônica fechada, anulando o resistor de 10k. Levando-se em conta que a tensão de saída é tomada diretamente nos terminais do diodo, então, Vout = O para este intervalo de tempo. Quando a entrada assume -20V, o circuito comporta-se como mostra a figura abaixo: “out Nestas condições o capacitor tenderá a descarregar-se através do resistor de 10k, cuja constante de tempo t = RC = 10guF x 10k = 10ms. Levando-se em conta que este intervalo de tempo é de 0,5ms, presume-se que o capacitor mantenha sua tensão durante esse intervalo, não ocasionando uma variação apreciável da tensão em seus terminais. E bom lembrar que, para que o capacitor descarregue-se totalmente, leva aproximadamente 57 (cinco constantes de tempo), o que levaria 50ms. Desta forma, a tensão na saída será: -20 -10 = -30V 25/3/2009 www .corradi.junior.nom.br 15 Análise do funcionamento do circuito grampeador sem polarização * Sinal de saída do Grampeador: C=104F = R = 10k Oo: = eme * Obs.: Se diminuirmos a constante de tempo, ocorre uma alteração na forma de onda da saída (distorção do sinal), pois o capacitor se descarregará mais rapidamente durante o intervalo de tempo em que o diodo estiver aberto, por estar polarizado reversamente (!l-i2, 13-14). Exemplo do sinal distorcido: € = 10uF -.-—— R= 1000 , ) ) ) / ) / vout= SM Calibração vertical: 1OW/div * | Para que não ocorra a deformação na saída do sinal, os valores de R e C devem ser escolhidos de tal forma que, a constante de tempo t = RC seja suficientemente grande para garantir que a tensão nos extremos do capacitor, não sofra variação significativa durante o período em que a tensão assume valor negativo (intervalo), a qual é determinada pela própria característica do sinal (no caso, a frequência). 25/3/2009 www .corradi.junior.nom.br 16 Circuito grampeador polarizado: CIRCUITO GRAMPEADOR NEGATIVO COM 10V POLARIZAÇÃO POSITIVA * O grampeador também pode ser polarizado, conforme circuito abaixo com tensão de entrada de 40Vpp: « No semiciclo positivo (20Vp) o circuito equivalente tem o aspecto mostrado abaixo: terms] 1 1 25/3/2009 www .corradi.junior.nom.br 17 Circuito grampeador positivo com 5V de polarização negativa - Tensão de entrada 20V pp: 1DuF =| Obs.: Atenção com a polaridade do capacitor * Formas de onda do grampeador polarizado: o 25/3/2009 innnaça DUDUUU vin = 14p www .corradi.junior.nom.br va F dy oo 0 UE... 20 Circuito grampeador com sinal senoidal — Grampeador positivo com 10V de polarização positiva * Oscircuitos grampeadores se comportam da mesma maneira para sinais senoidais. * Exemplo: Tensão de entrada 20Vp grampeador de 30V acima do nível zero: 1É + i Di um ou | + + «7 Ri Às im =" 10k Vo SINE(O 20W 1000) a N2 tran O i0me O 40M SEy 7 7 7 Ag =escemeneenooaciom a possam ano e nom emnnn nono go nn =ecnnc amenos eco aum ! : : EH PR PR E O A OO A 2EN + emo aaa do pp dd dh toldo tod 2 1y i t t i t ms ims 2ms âms dim fims 25/3/2009 www .corradi.junior.nom.br 21 Exercício de circuito grampeador polarizado: * Projetar um circuito grampeador para uma tensão de entrada quadrada, simétrica, com 60Vpp de frequência 200Hz. A resistência de saída deverá ser de 50k&2 e a tensão de entrada deverá ser grampeada na saida em15V abaixo no nível O, sem distorção. (Grampeador Negativo com 15V de Polarização Positiva) Solução: Para f=200Hz o período T=5mse T/2=2,5ms. Adotaremos como valor aceitável uma constante de tempo 20 vezes maior do que T/2. Assim T= RÊ = 5Ôms Calculando o valor do capacitor: 50,103=50,10*C > C=50,102/50.10º=14F O circuito terá então o seguinte aspecto: Vin T T ms ms Emas ms 25/3/2009 www .corradi.junior.nom.br 22 Circuitos Dobrador de tensão de meia onda No semiciclo negativo (D1 corta e D2 conduz) o capacitor C2 se carrega com =(Vm + Vcl) = - 2Vm Resultado: No capacitor C2 temos o dobro da Tensão de pico VYm 25/3/2009 www .corradi.junior.nom.br 25 Circuito Dobrador de tensão de onda completa * Circuito: Us RA Fa * Funcionamento: * No semiciclo positivo (Di conduz e D2 corta) o capacitor Cl se carrega com Vm 25/3/2009 www .corradi.junior.nom.br 26 Circuito Dobrador de tensão de onda completa * No semiciclo negativo (D1 corta e D2 conduz) o capacitor C2 se carrega com Vm Y h PN 5 * Resultado: Nos capacitores Cl e C2 temos o dobro da Tensão de pico Vm 25/3/2009 www .corradi.junior.nom.br 27