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Eletrônica Básica 1
Aula 06: Circuitos com Diodos:  Grampeadores - Multiplicadores
Referencias
MALVINO, Albert. Eletronica V1
ALBUQUERQUE, R.O. ; PINTO, L.  F. Eletronica Analogica. V2.  São Paulo: Fundação Pe. Anchieta
SEDRA,
A. Microeletronica


1. Grampeadores de tensão
    São circuitos que adicionam um nível CC (positivo ou negativo) a uma tensão alternada. A figura 1 mostra um grampeador positivo.

1.1. Grampeador positivo sem polarização
      No circuito da Figura 1a, no semiciclo negativo de Ve o diodo conduz e o capacitor se carrega com o valor de pico da tensão de entrada menos a queda de tensão no diodo. No semiciclo positivo o diodo estará cortado e  a tensão de saída será igual a Vc+Ve, isto é, o valor máximo  da saída será  2.Vp - 0,6 e o mínimo será  -0,6 V.
Obs: Valor de pico=Vp=VM     e o modelo adotado para o diodo é o de bateria de 0,6 V.


                          ( a )                                                  ( b )                                                                 ( c )
Figura 1 -  ( a ) Circuito grampeador  positivo  ( b )  diodo conduzindo   ( c ) capacitor  carregado, diodo cortado

O capacitor se carrega até Vp – 0,7 V ou Vp se Vp>>> 0,7 V em seguida o diodo corta

A Figura 2 mostra a forma de onda da tensão de saída, Vs,  do circuito da Figura 1.



Figura 2 - Forma de onda da tensão na saida do circuito da Figura 1a


1.2. Grampeador negativo sem polarização
     Se o diodo na Figura 1a for invertido o grampeador será negativo e a forma de onda será negativa (deslocada para baixo), Figura 3, e a tensão media na saida, -Vcc,  será aproximadamente igual -Vp, no exemplo -20 V.

                 
                                             ( a )
                                                                                  ( b )
Figura 3 - ( a ) Grampeador negativo ( b ) Forma de onda na saida do grampeador negativo


Então, basicamente o circuito adiciona um nivel CC ao sinal (não precisa ser senoidal). Uma aplicação é restaurar o nivel CC de um sinal pois se o mesmo precisou passar atraves de um capacitor de acoplamento esse sinal CC desaparece, então para restaurar o nivel CC original o sinal é aplicado a um grampeador.


1.3. Grampeador negativo com polarização
     Se for colocado uma bateria em serie com o diodo o circuito passa   a ser polarizado deslocando para cima ou para baixo, dependendo da polaridade da bateria. Supondo que  senoide tem valor de pico Vp=20 V e a bateria vale 10 V com a polaridade mostrada no circuito da Figura 4a. A senoide de entrada se deslocará para baixo de forma que o sinal de saida terá um valor medio (Vcc) de proximadamente -10 V (exatamente -9,3 V), Figura 4b


                                (   a )                                                                                          ( b )
Figura 4 - ( a ) Grampeador negativo com polarização  ( b ) Forma de onda de saida do circuito da Figura 4a


 
2. Multiplicadores de Tensão
   São circuitos que permitem que se  obtenha altíssimas tensões continuas a partir de tensões senoidais de valor  baixo. São usados, principalmente em circuito de MAT (tensão muito alta) em TVs.   A célula básica são os dobradores de tensão, a partir dos quais, com a adição de  células basicas será possivel obter triplicadores, quaduplicadores, etc.

2.1.  Dobrador de tensão (diodo ideal)
    São circuitos usados para obter grandes valores  de tensões CC. No circuito da figura 3, no semiciclo negativo o primeiro capacitor  (C1)se carregará com o valor de pico da tensão de entrada, e com a  polaridade indicada. Conduz  D1 e D2 estará cortado. No proximo semiciclo positivo D1 estará cortado   e D2 conduz C2 se carregará com aproximadamente 2.Vp.  Observe no circuito da Figura 5a, que C1 e D1 são um circuito grampeador, e C2 e D2 é um circuito chamado de retificador de pico.


                                                             ( a )

          
                                          ( b )

                                          ( c )                                                                       

                                                                      ( d )
Figura 5 -
Dobrador  de tensão  ( a ) Circuito ( b ) carga de C1 durante semiciclo negativo  Conduz D1 e D2 corta ( c ) carga de C2  durante o semiciclo positivo, conduz D2 e D1 cortado  ( e ) Formas de onda de VA e Vs

3. Experiencia: Grampeadores  positivo e negativo
3.1. Abra o arquivo ExpEN1_09_Grampeador_sem_polarizacao   identifique o circuito da Figura 6. Inicie  a  simulação anotando as formas de onda de entrada (Ve1 ou Ve2) em cada caso (grampeador positivo e grampeador negativo) e a forma de onda de saida (VL).


                           ( a )                                                                                                     ( b )
Figura 6 - Grampeadores para experiencia ( a )  positivo  ( b ) negativo

3.. Meça a tensão de saida,  com um voltimetro CC, em cada caso e anote.

Grampeador   positivo:   VL=________

Grampeador   negativo:   VL=________

3.3. Escreva as suas conclusões.

4. Experiencia: Grampeador positivo e negativo com polarização
4.1. Abra o arquivo ExpEN1_10_Grampeador_positivo_negativo_com_polarização    identifique o circuito da Figura 7. inicie a simulação anotando as formas de onda na saida, VL.


Figura 7 - Grampeador positivo e negativo com polarização

4.2. Meça a tensão de saida,  com um voltimetro CC, em cada caso e anote.

Grampeador   positivo:   VL=________

Grampeador   negativo:   VL=________

4.3. Escreva as suas conclusões.

5. Experiencia: Dobrador de tensão
5.1. Abra o arquivo ExpEN1_11_Dobrador_de_tensao     e identifique o circuito da Figura 8. Inicie a simulação anotando as formas de onda na saida, VL,  e no ponto A (grampeador positivo).



Figura 8 - Dobrador de tensão

5.2. Meça a tensão na saida do dobrador.Anote.

VL=__________

5.3. Altere o valor de pico da entrada para outro valor, por exemplo, 10Vpk. Repita os itens anteriores.

VL=__________

5.4. Escreva as suas conclusões.
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