Condicionamento e Amostragem de Sinais ltspice

Escola Politécnica PUC Campinas Processamento e Transmissão Digital de Sinais 2025 Prof Frank Behrens Avaliação 1 Página 1 Avaliação 1 Condicionamento e Amostragem de Sinais Realize o projeto e simulação de um Circuito de Condicionamento e Amostragem de Sinais de acordo com as Especificações abaixo Especificações 1 A aplicação é medir a corrente alternada de motores elétricos CA 60 Hz e detectar frequências na faixa de 60 Hz fundamental e harmônicas até 25 kHz 2 Devese utilizar o sensor de corrente elétrica SCT013030 capaz de medir correntes alternadas de 0 a 30 A com tensão de saída de 0 a 1 V respectivamente O fabricante sugere utilizar o circuito de interface mostrado na Figura 1 onde Rburden já está instalado internamente ao sensor 3 Após a amostragem o sinal deverá ser digitalizado por um Conversor AD com tensão de referência de 5V ou seja o conversor AD necessita um sinal final aplicado à sua entrada situado entre 0V e 5V não tolerando tensões negativas ou tensões maiores que 5V O Conversor AD não faz parte desse projeto Figura 1 Circuito de interface do sensor SCT013030 sugerido pelo fabricante Escola Politécnica PUC Campinas Processamento e Transmissão Digital de Sinais 2025 Prof Frank Behrens Avaliação 1 Página 2 Atividades 1 Simulação do sensor de corrente O sensor se caracteriza como um transformador de corrente TC cujo primário é o fio externo onde se deseja medir a corrente e que deve passar pela garra O secundário possui 1800 espiras e um resistor em paralelo Rburden usado para converter a corrente do secundário em uma tensão proporcional Modele o sensor de corrente de acordo com os dados do fabricante mostrados na Figura 1 Entenda como os 30A de corrente alternada se relacionam a 1 V de sinal Note que o circuito de interface da Figura 1 possui um divisor de tensão entre 5V e GND Pesquise a função desse divisor de tensão e como dimensionálo Pesquise sobre a função do capacitor C e o valor ideal a ser usado na prática O enrolamento do secundário é ligado em série com a derivação do divisor de tensão sendo que a extremidade da direita deve ser conectada ao circuito subsequente de Condicionamento de Sinal Analise como substituir o conjunto formado pelo secundário do TC em paralelo com o Rburden por uma fonte senoidal considerando a informação do item 2 da Especificação Desenhe o diagrama de circuito do sensor e simule Apresente a forma de onda obtida na saída Vsensor 2 Simulação do Circuito de Condicionamento de Sinal Utilize o circuito de interface do sensor obtido na atividade anterior e projete o circuito de condicionamento de sinal Defina se será necessário incluir um estágio deslocador de tensão offset Sugestão use no diagrama esquemático do LTspice o Amp Op AD8505 Simule o circuito de condicionamento comparando as formas de onda da entrada e da saída Confirme se o ganho de tensão total Av está sendo obtido corretamente Determine a Resposta em Frequência do circuito Verifique se o circuito completo responde corretamente na faixa de frequências de interesse do sensor Escola Politécnica PUC Campinas Processamento e Transmissão Digital de Sinais 2025 Prof Frank Behrens Avaliação 1 Página 3 3 Simulação do Circuito de Amostrador Defina a frequência de amostragem adequada à esta aplicação e inclua o circuito amostrador Baseiese no circuito simulado no Lab1b Parte2 Simule o circuito completo sensor condicionador e amostrador e verifique se o seu funcionamento atende à todas as especificações 4 Simulação com um sinal real de aplicação Substitua a configuração da fonte se sinal para usar o arquivo CorrentePWLtxt que contem a descrição de uma forma de onda da tensão gerada no Rburden numa aplicação real Use a opção PWL File conforme mostrado na Figura 2 Nota embora o nome do arquivo CorrentePWLtxt sugira que contenha dados numéricos de corrente ele deve ser utilizado para configurar uma fonte de tensão Voltage Source na opção PWL FILE Simule novamente e confirme o funcionamento do circuito como um todo Com relação à forma de onda do sinal real simulada você esperaria um sinal puramente senoidal de aspecto limpo mas essa forma de onda é bem diferente Pesquise sobre a razão desse fato Observe que o arquivo CorrentePWLtxt permite avaliar o circuito projetado numa condição mais realista emulando a forma de corrente real que se deve obter numa situação prática Este arquivo deve estar na mesma pasta onde o diagrama esquemático for salvo Figura 2 Configuração da fonte PWL File Escola Politécnica PUC Campinas Processamento e Transmissão Digital de Sinais 2025 Prof Frank Behrens Avaliação 1 Página 4 Para entregar Explique o funcionamento do circuito de interface do sensor de corrente proposto pelo fabricante Figura 1 Descreva em detalhes todos os cálculos e considerações técnicas relacionados aos circuitos projetados Apresente todas as telas de simulação com comentários sobre as formas de onda obtidas No caso das simulações de AC Analysis demonstre como você pode obter o valor da frequência de corte dos filtros projetados Comente sobre o aspecto da forma de onda do sinal real simulada Vocês podem fazer em grupo de até 2 alunos e entregar 1 arquivo em formato PDF por grupo por email até o dia 05 de outubro de 2025 frankpuccampinasedubr