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Medida da Impedância em Amplificadores (INS353)

Um funcionamento perfeito de um amplificador só é possível se houver um casamento certo da sua impedância de entrada e saída com os circuitos com os quais ele deve funcionar. Neste artigo explicamos como pode ser feita a medida da impedância de entrada e saída de um amplificador nos casos em que estas forem desconhecidas.

Uma fonte de sinal só pode transferir totalmente sua potência ao amplificador se sua impedância de saída for igual a do amplificador, e do mesmo modo um amplificador só pode entregar toda a sua potência a um sistema de alto-falantes se sua impedância de saída for igual à do conjunto de alto-falantes

E, portanto, muito importante que o possuidor de um sistema de som conheça as impedâncias de entrada e saída de todos os seus aparelhos com a finalidade de poder liga-los corretamente e obter o seu máximo rendimento (figura 1).

 

Figura 1 – Ligação problemática
Figura 1 – Ligação problemática

 

Nos casos em que o amplificador não contém informações sobre estas características ou que o leitor monta tomando como base apenas um diagrama sem maiores informações, a única maneira de se saber a impedância de entrada e saída é por meio de uma medida direta.

Para a medida das impedâncias de entrada e saída de um amplificador o leitor necessitará de dois instrumentos básicos: um gerador de áudio ou gerador de baixa frequência e um voltímetro de alta sensibilidade, preferivelmente do tipo eletrônico.

Os demais recursos necessários a esta medida constituem-se em componentes simples tais como capacitores, potenciômetros e resistores.

O importante a observar é que este sistema se aplica a qualquer tipo de amplificador, de qualquer potência ou que funcione tanto com válvulas como transistores ou circuitos integrados.

 

a) Medida de impedância de entrada

Na figura 2 temos as ligações que devem ser feitas para a medida da impedância de entrada de um amplificador.

 

Figura 2 – Medida da impedância de entrada
Figura 2 – Medida da impedância de entrada

 

O gerador de áudio deve ser ajustado para uma frequência de 1 kHz com um nível de sinal normal para a entrada do amplificador, como por exemplo 1 Vpp.

O potenciômetro pode ser de qualquer tipo com valores entre 10 k e 27 k para amplificadores com circuitos integrados ou transistores, e de 500 k à 2 M para amplificadores com transistores de efeito de campo na entrada ou amplificadores a válvulas.

A primeira operação consiste em se ligar o equipamento e verificar se tudo está em ordem. Em seguida, curtocircuite os terminais 1 e 2 do diagrama que consiste na ligação direta do gerador de áudio sem o potenciômetro. (figura 3).

 

Figura 3 – Ligação do potenciômetro
Figura 3 – Ligação do potenciômetro

 

O volume do amplificador deve estar aberto até aproximadamente a metade.

Leia então a tensão marcada no voltímetro. (Procure a escala que ofereça a indicação mais precisa).

Em seguida, sem mexer nos controles do amplificador, desfaça .o curto-circuito do potenciômetro, e ajuste-o até que o voltímetro marque exatamente uma tensão com a metade do valor lido na prova anterior. (Para as duas medidas o voltímetro deve estar numa escala de tensões alternadas)

Uma vez conseguida a leitura de uma tensão de metade do valor da indicada na prova anterior, retire cuidadosamente o potenciômetro do circuito, sem mexer no seu eixo, e meça a resistência com um multímetro entre seus terminais extremos.

O valor lido será com grande aproximação a impedância de entrada do amplificador para uma frequência de 1 kHz. Se com o potenciômetro indicado não for obtido ajuste, troque-o por outro de maior valor.

 

b) Medida da Impedância de Saída

Na figura 4 temos o circuito a ser usado na medida da impedância de saída de um amplificador.

 

Figura 4 – Medida da impedância de saída
Figura 4 – Medida da impedância de saída

 

O gerador de sinais de baixa frequência é ajustado para uma frequência de aproximadamente 1 kHz e ligado diretamente a entrada do amplificador. Na saída do amplificador ligamos o voltímetro de alta-impedância (ou Multímetro) na escala de tensões alternadas apropriada, ou seja, que permite uma leitura de meia escala aproximadamente.

Para amplificadores que usam alto-falantes comuns na saída, ou seja, que possuem baixa impedância de saída, o potenciômetro usado deve ser do tipo de fio de 50 Ω de resistência (ou 47 Ω).

Se for um amplificador com saída de alta impedância, usado para enviar sinais por meio de linhas de distribuição (600 Ω, por exemplo) ou para fones, o potenciômetro usado deve ter de 1 k à 5 k de resistência, de preferência devendo ser do tipo de fio.

Para a medida o procedimento é o seguinte:

Ligue o amplificador, colocando a médio volume. O potenciômetro de prova usado como carga deve estar todo aberto, ou seja, com sua resistência máxima.

Leia a tensão alternada na saída do amplificador e anote este valor como V1.

Em seguida, vá fechando gradativamente o potenciômetro de modo a reduzir sua resistência e também o valor da tensão medida. Faça isso até que a tensão no voltímetro caia uns 10% em relação ao valor lido na operação anterior. (Se você leu 10 V ajuste o potenciômetro até ler 9, por exemplo).

Anote o valor da tensão lida como V2

Agora, desligue o amplificador e cuidadosamente tire o potenciômetro do circuito sem mexer no seu cursor, ou seja, sem alterar sua resistência.

Com o multímetro na escala apropriada de resistência meça agora a resistência do potenciômetro na qual foi obtida a leitura desejada.

Anote esta resistência como R.

Para calcular a impedância Z de saída do amplificador basta então aplicar a fórmula:

Z = R / V2(V1 – V2)

 

Em suma: subtraia V2 de V1. Multiplique o resultado por V2. Divida então R pelo resultado desta última Operação. Você terá encontrado a impedância em Ω.

Exemplo: na prova com o potenciômetro todo aberto, encontramos para V1 uma tensão de 8 Volts. Em seguida, na segunda prova encontramos para V2 na segunda prova um valor de 7 V. A resistência em que isso ocorre é de 30 Ω.

Temos então:

V1 : 8 V

V2= 7 V

R =30 Ω

 

Fazemos então

a) 8- 7: 1

b) 7 x 1 =7

c) 30 / 7- = 4,3 Ω, aproximadamente.

 

Esta é, portanto, a impedância de saída do amplificador, com as devidas tolerâncias pela precisão dos instrumentos e componentes usados.

(Publicado originalmente em 1978)

 

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