Os diodos zener são dispositivos semicondutores formados por uma única junção PN e que funcionam polarizados no sentido inverso. Na ruptura inversa, conforme mostra a figura 1, dentro de uma faixa de correntes eles mantêm constante a tensão em um circuito.
Os diodos zener são usados na regulagem de tensão ou como referência, podendo ser encontrados com diversas dissipações e para diversas tensões. Na figura 2 temos o símbolo e aspecto dos tipos mais comuns.
Na prática encontramos diodos com tensões que vão de 1,8 V a 150 V e dissipações que vão de 400 mW a mais de 10 W.
O que testar?
O teste básico de um diodo zener consiste em se verificar o estado de sua junção, mas este apenas detecta um componente que, com certeza, esteja aberto ou em curto. Inclusive em caso de dúvidas, o teste mais simples não acusa se é um diodo comum ou um diodo zener.
Um teste mais completo pode ser realizado para determinar a tensão zener, porém esse exige alguns arranjos adicionais como uma fonte de tensão. Essa tensão zener, e se o componente encontra-se em bom estado, podem ser verificados com a ajuda de um osciloscópio e o traçador de curvas. Nesse caso, o osciloscópio também é útil para identificar o componente e mostrar sua curva característica.
Instrumentos Usados
• Provador de continuidade
• Multímetro
• Fonte de alimentação e circuito de prova
• Osciloscópio e traçador de curvas
Para os leitores que usam muito os diodos zener, o circuito de prova pode ser mantido montado, consistindo em um excelente recurso para se determinar as características desse tipo de componente.
Lembramos que existem muitos diodos zener em que pela simples indicação do tipo não é possível saber qual é a sua tensão. É o caso dos diodos zener da série 1N.
A tabela ao lado pode facilitar bastante para os leitores que trabalham com esse tipo de componente: Diodos Zener – 1N.
Para os diodos da série BZX ou BZY, como o BZX76C5V1, o 5V1 indica que se trata de um diodo de 5,1 V.
Os Testes
1. Com o Provador de Continuidade e Multímetro
Trata-se da prova mais simples em que apenas verificamos o estado da junção. Ela apenas revela se o componente está aberto ou em curto. Nada podemos saber sobre sua tensão zener, dissipação ou outras características importantes.
Observamos também que ela só deve ser realizada com um provador de continuidade que tenha uma alimentação interna menor do que a tensão zener do diodo provado. Por exemplo, um provador de continuidade que aplique 6 V no componente em prova não serve para testar um diodo zener de 3,3 V.
a) Coloque o multímetro numa escala intermediária de resistências (ohms x 10 ou ohms x 100 se for analógico, ou 2000/20 000 ohms se for digital). Zere-o se for analógico. Se usar o provador de continuidade, coloque-o em condições de funcionamento.
b) Retire o diodo zener em teste do circuito (se esse for o caso) ou levante
um dos seus terminais (*).
c) Meça a resistência ou verifique a continuidade no sentido direto e no sentido inverso (teste e depois repita o teste invertendo as pontas de prova).
A figura 3 ilustra como realizar essa prova.
Obs.: Certifique-se de que o diodo zener pode suportar a corrente aplicada pelo provador de continuidade, principalmente se for tipo de dissipação muito baixa.
Interpretação da Prova
Exatamente como no caso de um diodo comum, deve ser lida uma baixa resistência ou continuidade quando na polarização direta. Na polarização inversa deve ser lida uma alta resistência.
Diodos com baixa resistência ou continuidade nas duas provas estão em curto. Diodos com alta resistência nas duas prova estão abertos. Uma resistência inversa entre 20 k ohms e 200 k ohms indica um diodo com fugas.
Observação:
Com o circuito ligado é possível medir a tensão zener nos terminais do diodo. Se ela for muito baixa ou acima do esperado, é sinal que o diodo se encontra com problemas.
Trata-se de uma prova “no circuito”, que deve ser feita com um multímetro na escala de tensões DC o qual deve ter uma elevada resistência de entrada (5 000 ohms/volts para maior confiabilidade). A figura 4 surgere como essa prova pode ser feita.
2. Com o Circuito de Prova
Para diodos zener até uns 30 V é possível fazer o teste de funcionamento, determinação da tensão zenere até mesmo definir sua polaridade com o circuito exibido na figura 5.
Para esse teste é preciso contar com um multímetro comum (analógico ou digital), o qual, colocado na escala de tensões DC, indicará a tensão zener.
Procedimento
Basta ligar o diodo zener em teste no local indicado e ler no multímetro a tensão zener. Para diodos zener com tensões maiores, pode ser usado um transformador de maior tensão, aumentando-se o resistor proporcionalmente tanto em valor ôhmico quanto em dissipação.
Interpretação da Prova
A tensão zener deve ser lida no multímetro, se o componente estiver em boas condições. Caso seja lida tensão nula o diodo encontra-se invertido. Se a tensão estiver muito acima do valor esperado (tensão zener), o componente acha-se aberto. Se a tensão lida for de aproximadamente 0,7 V, o diodo está invertido. Desinverta-o e faça nova leitura.
3. Usando o Osciloscópio
O osciloscópio também pode ser usado para se determinar as características de um diodo zener e verificar se ele está em condições de funcionamento. Na figura 5(a) vemos a curva do zener obtida com o traçador de curvas.
Note que o osciloscópio é ajustado na função de varredura externa ou A/B, B/A ou X/Y.
Procedimento:
a) Ajuste o osciloscópio para observar uma das formas de onda mostradas na figura 6.
b) Compare essas formas de onda com as ilustradas na figura. Temos as possíveis formas de sinal que devem ser vizualizadas e o que elas significam.
(A) Diodo zener bom (curva característica normal)
(B) Diodo com fuga
(C) Diodo aberto
(D) Diodo em curto
Observações: Diodos zener de altas potências podem exigir uma corrente mais intensa nos circuitos de prova. Nestes casos, os resistores de limitação de corrente usados devem ter seus valores ôhmicos reduzidos e suas dissipações aumentadas.
Devemos ressaltar também que a posição da imagem na tela pode variar conforme a função selecionada seja B/ A ou A/B. Conforme a tensão do zener, se for superior a 24 V, deve ser usado um transformador de maior tensão de secundário e resistores limitadores de corrente maiores.
*Artigo originalmente publicado na revista Saber Eletrônica
quinta-feira, 28 de outubro de 2010
quinta-feira, 15 de abril de 2010
Erros de Medidas em Multímetros Digitais
Ao contrário do que muitos pensam, os multímetros digitais também estão sujeitos a erros. Esses erros podem ocorrer nas medidas de correntes DC, correntes AC, e quando os instrumentos possuem recursos mais avançados, na medida de frequências e períodos. Veja, neste artigo, como eliminar ou reduzir esses erros. O artigo foi baseado em documentação da Agilent Technologies
Nos multímetros digitais comuns, a medida das intensidades de corrente é feita introduzindo-se no circuito um resistor de baixa resistência através do qual a corrente a ser medida flui. Mede-se então a queda de tensão nesse resistor, conforme mostra a figura 1.
No entanto, neste caso é preciso considerar inicialmente dois fatores que podem afetar os resultados das medidas.
O primeiro é que, por mais baixa que seja a resistência interna sobre a qual se mede a tensão, ela não é desprezível, e por isso afeta a corrente que está sendo medida. O segundo é que deve-se considerar a presença dos cabos que ligam as pontas de prova e que, quando comparados com a resistência interna do instrumento, não têm uma resistência desprezível.
Para as medidas de resistências também devem ser considerados erros introduzidos pela resistência dos cabos e outros que serão analisados a seguir.
Efeitos da Dissipação de Potência
Na medida de resistências, o instrumento faz circular uma corrente pelo dispositivo. Assim, no caso de resistores deve-se tomar cuidado para que a corrente usada pelo instrumento na medida não eleve sua temperatura a ponto de afetar sua resistência. Isso pode ocorrer com resistores que tenham coeficientes de temperatura elevados, conforme indica a figura 2.
Veja na tabela 1 dada a seguir, algumas correntes empregadas pelos instru- mentos em diversas escalas e quanto de potência um dispositivo sob teste (DUT) dissipará em plena escala.
Efeitos do tempo de acomodação
Quando se mede uma resistência num circuito, deve-se considerar que o circuito em que ela se encontra e mesmo os cabos representam a presença de uma certa capacitância.
Dessa forma, há um certo tempo necessário para que a corrente no dispositivo em teste se estabilize, justamente devido a essa capacitância. Em alguns casos, essas capacitâncias podem chegar a valores tão altos quanto 200 pF.
Assim, ao se medir uma resistência acima de 100 kohms, os efeitos da capacitância do circuito e do cabo já se fazem sentir, exigindo que haja um certo tempo para que a medida se complete.
Os erros de medida poderão então ocorrer caso não se espere essa acomodação, quer seja no instante em que se realiza a medida, quer seja quando se muda de faixa.
Medidas de altas resistências
Quando se medem resistências elevadas podem surgir erros devido a fugas que ocorrem pela própria sujeira da placa ou no isolamento dos componentes, conforme ilustra a figura 3.
É importante manter limpa a parte do circuito em que medidas de resistências elevadas devam ser feitas. Lembramos que substâncias como o nylon e filmes de PVC são isolantes relativamente pobres, podendo causar fugas num circuito afetando, assim, a medida de eventuais resistores ou outros componentes de valores muito altos.
Para que se tenha uma ideia, um isolador de nylon ou PVC pode afetar em 1% a medida de um resistor de 1 Mohms, em condições de umidade algo elevadas.
Esse tipo de problema é muito comum quando se testa resistores de foco de monitores de vídeo e televisores. O valor medido pode estar “abaixo do normal” devido à sujeira acumulada, atraída pela alta tensão do próprio cinescópio.
Queda de tensão
Um outro erro introduzido nas medidas de corrente é devido à tensão de carga do circuito em série. De acordo com a figura 4, quando um instrumento é ligado em série com um circuito, um erro é gerado pela tensão que aparece no resistor interno e nos cabos das pontas de prova.
Os mesmos erros são válidos para o caso em que correntes alternadas são medidas. Entretanto, em medidas de corrente alternada os erros devidos à carga representada pelo instrumento são maiores, pois temos as indutâncias dos elementos internos do circuito a serem somadas.
Erros nas medidas de frequência e período
Os erros nessas medidas ocorrem principalmente quando sinais de baixas intensidades são analisados.
A presença de harmônicas, ruídos e outros problemas pode afetar as medi das. Os erros são mais críticos nos sinais lentos.
Conclusão
Ao realizar medidas de resistências, correntes e tensões com um multímetro digital é preciso levar em conta que a precisão das medidas também dependerá do modo como o instrumento é usado.
Além disso, é necessário conhecer as suas características para entender a possibilidade de que eventuais diferenças de leituras possam surgir.
Não basta encostar as pontas de prova em um circuito e acreditar totalmente na indicação que o instrumento dará. É preciso saber o que está acontecendo no circuito e principalmente no instrumento, para ver se ele não está sendo “enganado” e passando o resultado enganoso ao operador.
Fonte: Saber Eletrônica
Nos multímetros digitais comuns, a medida das intensidades de corrente é feita introduzindo-se no circuito um resistor de baixa resistência através do qual a corrente a ser medida flui. Mede-se então a queda de tensão nesse resistor, conforme mostra a figura 1.
No entanto, neste caso é preciso considerar inicialmente dois fatores que podem afetar os resultados das medidas.
O primeiro é que, por mais baixa que seja a resistência interna sobre a qual se mede a tensão, ela não é desprezível, e por isso afeta a corrente que está sendo medida. O segundo é que deve-se considerar a presença dos cabos que ligam as pontas de prova e que, quando comparados com a resistência interna do instrumento, não têm uma resistência desprezível.
Para as medidas de resistências também devem ser considerados erros introduzidos pela resistência dos cabos e outros que serão analisados a seguir.
Efeitos da Dissipação de Potência
Na medida de resistências, o instrumento faz circular uma corrente pelo dispositivo. Assim, no caso de resistores deve-se tomar cuidado para que a corrente usada pelo instrumento na medida não eleve sua temperatura a ponto de afetar sua resistência. Isso pode ocorrer com resistores que tenham coeficientes de temperatura elevados, conforme indica a figura 2.
Veja na tabela 1 dada a seguir, algumas correntes empregadas pelos instru- mentos em diversas escalas e quanto de potência um dispositivo sob teste (DUT) dissipará em plena escala.
Efeitos do tempo de acomodação
Quando se mede uma resistência num circuito, deve-se considerar que o circuito em que ela se encontra e mesmo os cabos representam a presença de uma certa capacitância.
Dessa forma, há um certo tempo necessário para que a corrente no dispositivo em teste se estabilize, justamente devido a essa capacitância. Em alguns casos, essas capacitâncias podem chegar a valores tão altos quanto 200 pF.
Assim, ao se medir uma resistência acima de 100 kohms, os efeitos da capacitância do circuito e do cabo já se fazem sentir, exigindo que haja um certo tempo para que a medida se complete.
Os erros de medida poderão então ocorrer caso não se espere essa acomodação, quer seja no instante em que se realiza a medida, quer seja quando se muda de faixa.
Medidas de altas resistências
Quando se medem resistências elevadas podem surgir erros devido a fugas que ocorrem pela própria sujeira da placa ou no isolamento dos componentes, conforme ilustra a figura 3.
É importante manter limpa a parte do circuito em que medidas de resistências elevadas devam ser feitas. Lembramos que substâncias como o nylon e filmes de PVC são isolantes relativamente pobres, podendo causar fugas num circuito afetando, assim, a medida de eventuais resistores ou outros componentes de valores muito altos.
Para que se tenha uma ideia, um isolador de nylon ou PVC pode afetar em 1% a medida de um resistor de 1 Mohms, em condições de umidade algo elevadas.
Esse tipo de problema é muito comum quando se testa resistores de foco de monitores de vídeo e televisores. O valor medido pode estar “abaixo do normal” devido à sujeira acumulada, atraída pela alta tensão do próprio cinescópio.
Queda de tensão
Um outro erro introduzido nas medidas de corrente é devido à tensão de carga do circuito em série. De acordo com a figura 4, quando um instrumento é ligado em série com um circuito, um erro é gerado pela tensão que aparece no resistor interno e nos cabos das pontas de prova.
Os mesmos erros são válidos para o caso em que correntes alternadas são medidas. Entretanto, em medidas de corrente alternada os erros devidos à carga representada pelo instrumento são maiores, pois temos as indutâncias dos elementos internos do circuito a serem somadas.
Erros nas medidas de frequência e período
Os erros nessas medidas ocorrem principalmente quando sinais de baixas intensidades são analisados.
A presença de harmônicas, ruídos e outros problemas pode afetar as medi das. Os erros são mais críticos nos sinais lentos.
Conclusão
Ao realizar medidas de resistências, correntes e tensões com um multímetro digital é preciso levar em conta que a precisão das medidas também dependerá do modo como o instrumento é usado.
Além disso, é necessário conhecer as suas características para entender a possibilidade de que eventuais diferenças de leituras possam surgir.
Não basta encostar as pontas de prova em um circuito e acreditar totalmente na indicação que o instrumento dará. É preciso saber o que está acontecendo no circuito e principalmente no instrumento, para ver se ele não está sendo “enganado” e passando o resultado enganoso ao operador.
Fonte: Saber Eletrônica
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domingo, 4 de abril de 2010
terça-feira, 30 de março de 2010
Recuperação de equipamentos valvulados
Se você conhece um pouco de eletrônica, tendo as ferramentas básicas, a reparação de rádios valvulados e outros equipamentos pode ser realizada com certa facilidade. Damos, em seguida, uma tabela de defeitos, causas e verificações que pode ser de grande utilidade para aqueles que desejam recuperar um aparelho que não funciona.
Não funciona
Defeito:
Não acendem as válvulas
Verificar:
Tensões de alimentação
Causa provável:
- Válvulas queimadas
- Resistência em série com os filamentos-aberta
- Lâmpada piloto queimada
- Interruptor geral defeituoso
- Cabo de alimentação interrompido
- Transformador de força queimado
Defeito:
Acende mas não funciona
Verificar:
Falta de alta tensão nos circuitos de placa (anodo)
Causa provável:
- Resistência de placa da válvula retificadora-aberta
- Válvula retificadora queimada
- Choque de filtro aberto
- Mau contato nos soquetes das válvulas
- Soldas frias ou interrupções
- Capacitores eletrolíticos em curto
- Capacitores de alta tensão em curto
- Transformador de força aberto
Defeito:
Não funciona a partir do detector (rádio)
Verificar:
Transformador de FI
Causa provável:
- Transformador de FI aberto ou em curto
- Capacitor de FI em curto
- Capacitor de acoplamento aberto
- Resistência de catodo aberta
Defeito:
Não funciona a etapa pré-amplificadora
Verificar:
a) Falta de tensão de placa
- Resistência de carga aberta
b) Falta de tensão na grade
- Resistência de alimentação aberta
- Capacitor de desacoplamento aberto
c) Não há sinal de grade
- Capacitor de acoplamento em curto ou aberto
- Grade de blindagem em curto
- Resistência de grade
- Válvula queimada
- Potenciômetro em curto
- Capacitor de placa em curto
Defeito
Não oscila
Verificar:
a) Bobina osciladora
- Invertida
- Aberta
b) Falta tensão de placa
- Resistência de alimentação aberta
c) Tensões alteradas ou sem alteração
- Capacitor padder aberto
- Chave de onda com mau contato
- Bobina aberta
- Resistência de escape aberta
- Variável em curto
Defeito:
Pouca sensibilidade geral
Verificar:
a) Válvulas
- Válvulas fracas
- Polarização incorreta
b) Tensões de placa baixas
- Tensões de polarização alteradas
- Resistores de polarização alterados
c) Tensões de grade alteradas
- Bobinas interrompidas
- Ajuste incorreto
- Resistores de polarização abertos ou alterados
Defeito:
Pouca amplificação das etapas de FI
Verificar:
a) Válvulas de FI
- Válvula fraca
b) Tensões de polarização
- Resistores com valores alterados
- Tensões de placa baixas
- Transformador de FI com fugas
- Ajuste incorreto de bobinas de FI
- Perdas de grade
- Oscilações parasitas (instabilidades)
c) Tensões de grade baixas (alteradas)
- Resistores de polarização alterados
Defeito:
Etapa conversora inoperante
Verificar:
a) Falta de tensão de placa
- Trimmer de FI em curto
- Transformador de FI aberto
b) Falta de tensão na supressora
- Resistência de alimentação aberta
- Capacitor de desacoplamento em curto
c) Tensão de catodo alterada
- Resistência de catodo aberta
- Grade em curto
- Capacitor variável em curto
Defeito:
Pouca sensibilidade na etapa conversora
Verficar:
a) Válvulas e tensões
- Válvulas fracas
- Tensões de placa baixas
- Polarização incorreta
b) Tensão oscilante alta
- Defeito na bobina osciladora
- Tensões de grade alteradas
c) Instabilidades
- Tensão de grade alterada
- Mau ajuste do transformador de FI
- Fugas e oscilações parasitas
Defeito:
Pouca sensibilidade em AM
Verificar:
a) Tensões incorretas
- Válvulas fracas
- Resistências com valores alterados
b) Tensões corretas
- Capacitores de acoplamento abertos ou com fugas
- Controle de volume ruim
- Transformador de saída com problemas
- Polarização alterada
Defeito:
Etapa de potência não funciona
Verificar:
a) Tensão de placa
- Capacitores de placa em curto
- Transformador de saída aberta
- Curto-circuitos
b) Tensão de grade
- Resistências de catodo abertas
- Capacitores de desacoplamento em curto
- Interrupção da bobina do alto-falante
- Válvula em curto
Defeito:
Etapa amplificadora de FI inoperante
Verificar:
a) Falta de tensão de placa
- Trimmer das FIs em curto
- Capacitor de filtro de FI em curto
- Capacitor de acoplamento aberto
- Resistência de catodo aberta
b) Falta de tensão na válvula supressora
- Resistência de alimentação aberta
- Capacitor de desacopl. em curto
c) Não há resposta na grade
- Transformador de FI em curto
- Resistência de catodo aberta
- Grade em curto com o chassi
Funcionamento anormal
Descargas, estalos
Causas:
- Capacitor de filtro com problemas
- Isolação do +B com problemas
- Fugas nos circuitos de alta tensão
- Capacitor de placa da saída ruim
- Potenciômetros ruins
Microfonia
Causas:
- FI mal ajustada
- Oscilações mecânicas
- Capacitor variável com placas soltas ou frouxas
- Borrachas do capacitor variável endurecidas
- Bobinas frouxas
- Trimmers soltos ou frouxos
- Padder solto ou frouxo
- Conexões soltas
Apitos, oscilação
Causas:
- FI mal ajustada
- Valor de FI incorreto
- Acoplamento defeituoso entre a antena e demais circuitos
- Filtro de FI aberto
- Oscilações devido a componentes defeituosos ou ligações compridas
Ruídos
Causas:
- Contatos soltos ou frouxos
- Soldas frias ou soltas
- Válvulas com problemas
- Contatos de suportes de válvulas sujos ou oxidados
- Capacitor variável com sujeira entre as placas
- Trimmers frouxos
- Curtos entre conexões
Oscilações
Causas:
- Capacitor de desacoplamento aberto
- Soldas frias ou soltas
- Realimentação no circuito de CAV
- Realimentação por má colocação dos componentes
- Falta de blindagem em válvulas
- Falta de conexão à terra de blindagens
- Fio de antena muito próximo das FIs
- Fio do alto-falante muito longo
- Filtro de FI aberto
- Pino 1 de válvulas metálicas sem conexão
Distorção
Causas:
- Problemas de polarização da válvula de saída
- Válvula fraca
- Transformador de saída com problemas
- Alto-falante com problemas
- Tensão de alimentação baixa
- Válvula retificadora fraca
- Tensão de filamento baixa
- Capacitores de acoplamento com fugas
Zumbidos
Causas:
- Filtragem insuficiente
- Choque de filtro em curto
- Eletrolíticos abertos ou alterados
- Circuito de filamento sem blindagem ou aterramento
- Retornos de grade mal conectados
- Capacitor de desacoplamento aberto
- Válvulas com curtos entre catodo e filamento
- Blindagens de cabos de sinais desligadas do chassi
Fonte: revista Eletrônica Total
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terça-feira, 23 de fevereiro de 2010
Proteção e prevenção
Problemas estranhos vêm de todos os tamanhos. Alguns você não poderá evitar, e poderá nem mesmo saber até que seja tarde demais, e descubra que o fabricante tinha um batch de unidade com qualidade inferior ou problemas de produção desconhecidos. Alguns problemas se introduzem com o novo hardware, novo software, ou outros usando seu sistema, eis algumas etapas que você poderá executar para evitar a estranheza em seu PC.
Se estivessemos prestando atenção nos eventos tão importantes quanto os raios próximos, mesmo a descarga estática aparentemente leve criada entre o tapete, os moveis, a roupa e um sistema de PC poderá desencadear muita energia prejudicial. Também, então, temos choques graves e variações nos circuitos elétricos normais devido a uma construção fraca ou fiação inadequada para o equipamento doméstico, comercial ou industrial – geladeiras, amoladores, compressores etc. Se você souber que haverá um trabalho elétrico ou paralisações feitas em seu sistema de força local, desligue o computador e todos os periféricos, para evitar sua exposição aos surtos induzidos por trabalhadores ligando e desligando um grande equipamento próximo.
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- Problemas de energia
Se estivessemos prestando atenção nos eventos tão importantes quanto os raios próximos, mesmo a descarga estática aparentemente leve criada entre o tapete, os moveis, a roupa e um sistema de PC poderá desencadear muita energia prejudicial. Também, então, temos choques graves e variações nos circuitos elétricos normais devido a uma construção fraca ou fiação inadequada para o equipamento doméstico, comercial ou industrial – geladeiras, amoladores, compressores etc. Se você souber que haverá um trabalho elétrico ou paralisações feitas em seu sistema de força local, desligue o computador e todos os periféricos, para evitar sua exposição aos surtos induzidos por trabalhadores ligando e desligando um grande equipamento próximo.
- Garotas da limpeza
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