Repositorio Institucional de Documentos

Escola Superior de Tecnologia Relatório final da cadeira de Projeto, do curso de Eng. Electrotécnica. “Implementação de um circuito eletrónico universal de suporte à implementação de filtros analógicos na banda do áudio.” Departamento de Engenharia Electrotécnica Autor: David Blasco Rueda (13138) Orientador: Daniel Albuquerque. Junho 2012 II III Agradecimentos. Gostaria de começar por agradecer a Daniel Albuquerque pela oportunidade dada na realização deste projeto e de aprender com ele, e ao Departamento de Engenharia Electrotécnica por permitir a realização com sucesso deste disponibilizando sempre que necessário as suas instalações bem como todo o material necessário. Também aos coordenadores Erasmus da Escola Superior de Tecnologia de Viseu. Para todos os meus colegas e amigos, especialmente os meus colegas de Erasmus, Ignacio Roman e Enrique Santero, porque sem eles, sem os seus resumos, sem os seus conselhos e ajuda prestada, certamente não estava a escrever estas linhas. A toda a minha família por me ajudar, orientar e pelos conselhos recebidos ao longo destes anos e o apoio por estar longe de casa, especialmente aos meus pais e irmãos pelo carinho recebido deles nos bons e maus momentos, e da educação recebida da sua parte. E à Iliana, porque todo o seu apoio ao longo deste ano foi muito importante para mim. Para todos eles, muito obrigado. IV Resumo. No presente projeto pretende-se implementar um circuito eletrónico universal de suporte a implementação de filtros analógicos na banda de áudio, projetado e desenhado numa placa PCB para o estudo dos comportamentos dos filtros. Esta implementação será criada através da seleção de diferentes valores característicos dos filtros que poderão ser escolhidos dentro de uma grande gama de valores. Este filtro de quarta ordem pode ser escolhido entre três tipos de filtros, passa-baixo, passa-alto e passa-banda para observar os diferentes comportamentos e medidas da sua resposta em frequência, para os diversos valores disponíveis, permitindo assim um estudo e comparação do filtro com o comportamento ideal de um filtro de quarta ordem. Os diferentes comportamentos do circuito eletrónico foram medidos recorrendo ao computador com o programa de medição automática da resposta de filtros analógicos na banda do áudio, neste pode-se observar que estes apresentam uma resposta em frequência muito perto da ideal. V Índice. 1. - Introdução. ........................................................................................................................................ 1 1.1. - Objetivos. ................................................................................................................................... 1 1.2. - Resultados a alcançar. ................................................................................................................ 1 1.3. - Enquadramento. ......................................................................................................................... 2 2. - Organização do relatório. .................................................................................................................. 3 2.1. - Cronograma do projeto. ............................................................................................................. 4 3. - Teoria de Filtros. ............................................................................................................................... 5 3.1. - Definição de filtro. ..................................................................................................................... 5 3.2. - Classificação de Filtros .............................................................................................................. 5 3.3. - Características dos filtros ......................................................................................................... 13 3.4. - Filtros de 2ª ordem. .................................................................................................................. 16 3.5. - Circuitos de suporte a implementação de filtros. ..................................................................... 17 4. - Requisitos do projeto. ..................................................................................................................... 21 4.1. - Introdução. ............................................................................................................................... 21 4.2. - Análise de possíveis circuitos. ................................................................................................. 22 4.2.1. - Comparação dos Circuitos. ............................................................................................. 22 4.2.2. - Escolha do Circuito. ........................................................................................................ 24 5. - Circuito Integrado de suporte ao Sistema. ...................................................................................... 25 5.1. - Digrama de blocos. .................................................................................................................. 25 5.2. - Diagrama de bloco do filtro MAX 263. ................................................................................... 25 5.3. - Conexão da entrada e saída. ..................................................................................................... 27 5.4. - Alimentação. ............................................................................................................................ 29 5.5. - Modo de operação .................................................................................................................... 31 5.6. - Relógio e cálculo de frequência. .............................................................................................. 31 5.7. - Seleção da frequência de corte e fator de qualidade. ............................................................... 37 5.8. - Seleção do tipo de filtro. .......................................................................................................... 38 VI 6. - Projeto do circuito em Protel. ......................................................................................................... 40 7. - Implementação da placa PCB. ........................................................................................................ 41 7.1. - Desenho. .................................................................................................................................. 41 7.2. - Produção. ................................................................................................................................. 43 7.3. - Montagem dos componentes. ................................................................................................... 44 8. - Testes em laboratório. ..................................................................................................................... 46 8.1. – Alimentação. ........................................................................................................................... 46 8.2. - Relógio. .................................................................................................................................... 47 8.3. - Filtro......................................................................................................................................... 48 8.4. - Testes finais. ............................................................................................................................ 49 9. - Manual do Utilizador ...................................................................................................................... 59 10. - Conclusão. ..................................................................................................................................... 63 11. - Bibliografia. .................................................................................................................................. 64 12. - Anexos. ......................................................................................................................................... 65 12.1. - Planos. .................................................................................................................................... 65 12.2. - Datasheets. ............................................................................................................................. 65 VII Chave de abreviaturas ou siglas A – Amperes. BP – “Band Pass” - Filtro Passa-Banda. C – Condensador. F0 – Frequência Central. Fc – Frequência de Corte. G - Ganho GND – Massa, 0V HP – “High Pass” - Filtro Passa-Alto. LC – “Left Channel” - Canal Esquerdo. L – Bobina. LP – “Low Pass” - Filtro Passa-Baixo. MFB – “Multiple Feedback” - Realimentação Múltipla. N – “Notch” – Filtro Rejeita Banda. OpAmp – Amplificador Operacional. PCB- “Printed Circuit Board” – Circuito Impresso. Q – Fator de Qualidade. RC – “Right Channel” - Canal Direito. R – Resistência. V – Volts. VIII Lista de Figuras e/ou Tabelas. Figura 2.1 – Cronograma do projeto. ...................................................................................................... 4 Figura 3.1 - Diferença entre filtro passa-banda real e filtro passa-banda ideal. ...................................... 6 Figura 3.2 - Exemplo de filtro passivo RLC. .......................................................................................... 6 Figura 3.3 - Exemplo de filtro ativo, configuração não inversora........................................................... 7 Figura 3.4 - Comportamento dos diferentes tipos de filtro Bessel Butterworth e Chebyshev. [2] .......... 8 Figura 3.5 - Filtro Passa Baixo. ............................................................................................................... 8 Figura 3.6 - Filtro Passa Baixo Real e filtro Passa Baixo Ideal. ............................................................. 9 Figura 3.7 - Filtro Passa Alto. ............................................................................................................... 10 Figura 3.8 - Filtro passa-banda. ............................................................................................................. 10 Figura 3.9 - Suma de filtro Passa Baixo e Passa Alto, obtemos filtro passa banda............................... 10 Figura 3.10 - Filtro Rejeita Banda. ........................................................................................................ 11 Figura 3.11 - Diagrama conexão paralelo para filtro Rejeita Banda. .................................................... 12 Figura 3.12 - Filtro Rejeita Banda a partir de filtro Passa Baixo e Passa Alto. .................................... 12 Figura 3.13 - Banda de passagem e banda de rejeição. ......................................................................... 13 Figura 3.14 - Regiões de sinal filtrado. ................................................................................................. 14 Figura 3.15 - Filtros A e B com diferentes fatores de qualidade. [3] .................................................... 14 Figura 3.16 - Filtros Butterworth de ordem 2, 3 e 4. [4] ....................................................................... 15 Figura 3.17 - Ordem dos Filtros. ........................................................................................................... 16 Figura 3.18 - Filtro passivo de 1º ordem e filtro passivo de 2º ordem. ................................................. 17 Figura 3.19 - Topologia MFB (Ganho = -R2 / R1). .............................................................................. 18 Figura 3.20 - Topologia Sallen-Key (Ganho a unidade). ...................................................................... 18 Figura 3.21 - Topologia Sallen-Key (Ganho G=1+R2 / R3). ................................................................ 19 Figura 3.22 – Conexões do Switch Capacitor. ...................................................................................... 19 Figura 4.1 - Conexão USB do Tipo B. .................................................................................................. 21 Tabela 4.1 – Características principais dos tipos de filtros. .................................................................. 24 Figura 5.1 – Diagrama de Bloco principal. ........................................................................................... 25 IX Figura 5.2 - Diagrama de Blocos do Filtro Max 263 ............................................................................ 26 Figura 5.3 - Conexões da entrada, saída e alimentação do filtro. .......................................................... 27 Figura 5.4 - Esquema do modo de conexão da placa eletrónica com o exterior. .................................. 28 Figura 5.5 - Canal Esquerdo (L) e Direito (R) na placa electrónica. ..................................................... 28 Figura 5.6 - Tipos de conexão e pinos correspondentes ao USB. [7] ................................................... 29 Figura 5.7 - Pinos alimentação conversor DC/DC. ............................................................................... 30 Figura 5.8 - Filtro passivo RLC. ........................................................................................................... 30 Figura 5.9 – Cálculos Filtro passivo RLC. ............................................................................................ 31 Figura 5.10 - Equações e gráfico do filtro passa-baixo extraída do Datasheet do filtro MAX 263. ..... 32 Figura 5.11 - Gráfico de R (Q) filtro Passa-Baixo. ............................................................................... 33 Figura 5.12 - Equações e gráfico do filtro passa alto extraída do Datasheet do filtro MAX 26. .......... 34 Figura 5.13 - Gráfico de R (Q) filtro Passa-Alto. .................................................................................. 35 Figura 5.14 - Gráfico de frequências audíveis e operativas do filtro. ................................................... 36 Figura 5.15 - Modo de seleção dos pinos do fator de qualidade e frequência central. .......................... 38 Figura 5.16 – Equações da Frequência de corte conforme tipo de filtro, LP,BP e HP. ........................ 38 Figura 5.17 - Seleção do tipo de filtro passa baixo, passa banda ou passa alto..................................... 39 Figura 7.1 – Top Layer e Bottom Layer em Protel DXP. ...................................................................... 42 Figura 7.2 – Visualização 3D em Protel DXP....................................................................................... 43 Figura 7.3 - Top Layer e Bottom Layer da placa PCB. ......................................................................... 44 Figura 7.4 - Montagem de todos os componentes da placa PCB. ......................................................... 45 Figura 7.5 - Identificação d os componentes da placa PCB. ................................................................. 45 Figura 8.1 - Medição no Osciloscópio da onda de alimentação do relógio........................................... 47 Figura 8.2 - Onda de limites máximo e mínimo de alimentação do relógio. ........................................ 48 Figura 8.3 - Filtro Passa Baixo para Q=0.504, Fo(min)=5052.5 Hz e Fo(max)=9947.279 Hz. Ganho. 51 Figura 8.4 - Filtro Passa Baixo para Q=0.504, Fo(min)=5052.5 Hz e Fo(max)=9947.279 Hz. Fase. .. 51 Figura 8.5 - Filtro Passa Baixo para Q=4, Fo(min)=5052.5 Hz e Fo(max)=9947.279 Hz. Ganho. ...... 52 Figura 8.6 - Filtro Passa Baixo para Q=4, Fo(min)=5052.5 Hz e Fo(max)=9947.279 Hz. Fase. ......... 52 Figura 8.7 - Filtro Passa Alto para Q=0.504, Fo(min)=5052.5 Hz e Fo(max)=9947.279 Hz. Ganho. . 53 Figura 8.8 - Filtro Passa Alto para Q=0.504, Fo(min)=5052.5 Hz e Fo(max)=9947.279 Hz. Fase. ..... 53 6 Figura 3.1 - Diferença entre filtro passa-banda real e filtro passa-banda ideal. Outra classificação importante é a classificação entre filtros ativos e filtros passivos conforme a necessidade ou não de elementos ativos, tais como amplificadores. Os filtros passivos são conhecidos por este nome, pois para a sua implementação utilizam-se dispositivos passivos tais como: resistências, bobines e condensadores (R L C). A principal desvantagem destes filtros é o tamanho da bobine, uma vez que estas podem ser muito volumosas para bobines de valor elevado. Figura 3.2 - Exemplo de filtro passivo RLC. Nos filtros ativos incluem-se resistências, condensadores e amplificadores operacionais (R, C, OpAmp), eliminando as bobines e obtendo-se várias vantagens como por exemplo um comportamento mais próximo do ideal, sobretudo nas baixas frequências devido a eliminação das bobines. Também tem boa capacidade de isolamento devido a alta impedância de entrada e baixa de saída, para além da possibilidade de amplificação e fator de qualidade (Q) alto. 7 Figura 3.3 - Exemplo de filtro ativo, configuração não inversora. No que diz respeito ao comportamento de um filtro, este pode ser descrito pela sua função de transferência. Esta determina a forma como o sinal aplicado mudará em amplitude e em fase ao atravessar o filtro. Logo a função de transferência permite identificar as caraterísticas do filtro. Alguns filtros apresentam características semelhantes, pertencendo, desta forma, à mesma “família” sendo as mais habituais apresentadas a seguir: -Filtro Butterworh [1], em homenagem ao engenheiro britânico Stephen Butterworth; filtro básico com uma banda de passo suave (Ripple=0) e um corte elevado na banda de rejeição, com um decaimento de frequência de 20N dB/dec (onde N é a ordem do filtro). -Filtro Chebyshev [1], em homenagem a Pafnuty Chebyshev; filtro com um corte agudo na frequência de corte mas com a banda de passagem com ondulações (Ripple >0) onde as suas características matemáticas podem-se derivar dos polinómios de Chebyshev. -Filtro Bessel [1], em homenagem ao astrónomo e matemático Friedrich Bessel, são filtros que unicamente tem polos e são desenhados para ter uma fase lineal na banda de passagem, contudo apresentam uma maior zona de transição entre as bandas de passagem e rejeição. 8 Figura 3.4 - Comportamento dos diferentes tipos de filtro Bessel Butterworth e Chebyshev. [2] Numa última classificação no que diz respeito à sua resposta em frequência, podemos diferenciar quatro tipos de filtros: filtro passa-baixo, filtro passa-alto, filtro passa-banda e filtro rejeita-banda. -Filtro Passa Baixo. O filtro passa baixo tem uma função característica ideal do tipo: Figura 3.5 - Filtro Passa Baixo. Quer dizer que quando f > fc  G(f) = 0 e quando f < fc  G(f) = 1 para o caso ideal. Desta forma apenas deixa passar as frequências abaixo da frequência de corte (fc) e elimina todas as frequências acima da frequência de corte (fc). 9 Na realidade a função característica real está representada na seguinte figura, onde se pode observar a diferença entre o filtro real e o filtro ideal, comprovando como o filtro real não trabalha de forma ideal, mas sim de uma forma em que vai eliminando a partir da frequência de corte o sinal progressivamente, até chegar a valores mínimos. Na prática os filtros passa-baixo estão longe deste conceito ideal, podendo levar a diversas formas de implementação, o que leva a resultados diversos de acordo o necessário. Figura 3.6 - Filtro Passa Baixo Real e filtro Passa Baixo Ideal. -Filtro Passa Alto. Um filtro passa-alto é contrário do filtro passa-baixo, é um filtro que permite a passagem de frequências superiores com facilidade, porém atenua a amplitude das frequências abaixo deste valor. A capacidade de atenuação para cada frequência varia de filtro para filtro. Resumindo um filtro passaalto possui um princípio de funcionamento completamente oposto ao do filtro passa-baixo. Este pode ser utilizado para bloquear as baixas frequências que não são desejadas de um sinal complexo enquanto permite a passagem das altas frequências. As frequências são consideradas 'altas' ou 'baixas' quando estão acima ou abaixo de uma dada frequência de corte, respetivamente. O filtro passa-alto ao contrário do passa-baixo, tem um comportamento: G(f) = 0 se f < fc e G(f) = 1 se f > fc que podemos ver na forma ideal: 10 Figura 3.7 - Filtro Passa Alto. Este filtro deixa passar a frequências acima da frequência de corte (fc) e elimina as frequências abaixo da frequência de corte (fc) ao contrário de como atua o filtro passa-baixo. -Filtro Passa Banda. O filtro passa-banda tem uma característica ideal: Figura 3.8 - Filtro passa-banda. G(f) = 1 se fc 1 < w < fc 2 G(f) = 0 se f < fc 1 ; f > fc 2 Este filtro caracteriza-se por ter uma banda de passagem entre as frequências de corte f c1 e f c2 e elimina os restantes valores. Este filtro pode ser obtido recorrendo à combinação dos dois primeiros filtros (passa-baixo e passa-alto). Assim, por exemplo, se colocarmos em serie um filtro passa-alto com fc 1 11 seguido de um filtro passa-baixo com fc 2 , sendo fc 2 > fc 1 , obtemos um filtro passa-banda. Este processo pode-se observar na seguinte figura: Figura 3.9 - Suma de filtro Passa Baixo e Passa Alto, obtemos filtro passa banda. Esta combinação dos dois filtros permite a passagem das frequências compreendidas entre fc 1 e fc 2 como seria de esperar de um filtro passa-banda. -Filtro Rejeita Banda. A característica ideal do filtro rejeita-banda pode-se ver figura 3.10: Figura 3.10 - Filtro Rejeita Banda. G(f) = 0 se fc 1 < w < fc 2 12 G(f) = 1 se f < fc 1 ; f > fc 2 Ao contrário do filtro passa-banda, o filtro rejeita-banda deixa passar os valores abaixo da frequência de corte f c1 e os valores acima da frequência de corte f c2 , eliminando a parte central entre as frequências f c1 e f c2 . À semelhança do filtro passa-banda o filtro rejeita-banda também se pode obter a partir dos dois primeiros filtros (passa-baixo e passa-alto). Desta vez filtra-se o sinal de entrada com um filtro passa-baixo com fc 1 e um filtro passa-alto com fc 2 , sendo fc 2 > fc 1 e soma-se a saída de ambos filtros, confor-me está representado na figura 3.11: Figura 3.11 - Diagrama conexão paralelo para filtro Rejeita Banda. O comportamento do conjunto pode-se observar na seguinte figura: Figura 3.12 - Filtro Rejeita Banda a partir de filtro Passa Baixo e Passa Alto. 13 3.3. - Características dos filtros No que diz respeito às características principais dos filtros podemos destacar as seguintes: - Resposta em amplitude e fase. A resposta em amplitude e fase dos diversos tipos de filtros descreve a forma como filtro modifica a amplitude e fase de uma determinada componente de frequência do sinal de entrada. -Banda de passagem, banda de rejeição e banda de transição: A banda de passagem é definida pela gama de frequências que um filtro permite passar. Em contraste, a banda de rejeição é definida pela gama de frequências que são atenuadas ou mesmo eliminadas. Banda de transição é a zona entre a banda de passagem e a banda de rejeição. Nas figuras 3.13 e 3.14 podemos observar as diferentes bandas para um filtro ideal e um filtro real. Figura 3.13 - Banda de passagem e banda de rejeição. 14 Figura 3.14 - Regiões de sinal filtrado. -Frequência de corte (Fc): É a frequência onde a resposta em amplitude do filtro é 3 dB inferior à amplitude da banda de passagem e, sendo assim, separa a banda de passagem da banda de rejeição. - Frequência Central (F 0 ): Para os filtros com resposta de passa-banda ou rejeita-banda, representa frequência central, enquanto para os filtros passa-baixo e passa-alto representa a frequência onde se situa um “pico” na resposta em amplitude (Q elevados). -Fator de qualidade (Q): Especifica a eficiência do filtro, ou seja, a idealidade da sua resposta. É a relação entre a frequência de corte e a largura de banda. O fator de qualidade (Q) serve para ver o quão seletivo é um dado filtro. Um filtro com menor largura de banda (maior Q) será “melhor” que outro com menos largura de banda (menor Q). Figura 3.15 - Filtros A e B com diferentes fatores de qualidade. [3] 15 Na figura 3.15 está apresentado um exemplo onde podemos observar dois gráficos A e B. O gráfico A mostra uma frequência central (f 0 ) e uma largura de banda de f 1 a f 2 . O gráfico B apresenta a frequência central (f 0 ) e uma largura de banda que vai de f 3 até f 4 . As frequências f 1 e f 2 , no gráfico A e as f 3 e f 4 para o B, representam as frequências de corte dos dois filtros. O gráfico B mostra um filtro de maior seletividade já que as frequências de corte estão mais perto da frequência central, logo a largura de banda do filtro B é menor. Pelo contrário no gráfico A podemos ver um filtro de menor seletividade pois as frequências estão mais afastadas da frequência central logo a sua largura de banda é maior. Para determinar o fator de qualidade de um filtro, utilizamos (Q= f 0 / Largura de banda), onde para o caso do gráfico A, a largura de banda será (f 2 - f 1 ) e para o caso B (f 4 - f 3 ). Desta forma, pode-se afirmar o fator de qualidade para o gráfico B é maior do que para o gráfico A. [3] -Ordem: Quando um filtro, no caso dos filtros passivos, é constituído apenas por um circuito simples RC ou RL, diz-se que é de primeira ordem. Quando tem N elementos destes é designado por filtro de ordem N. Como consequência disto, quanto maior for a ordem dos filtros menor será a banda de transição. Na figura 3.16 pode-se observar o efeito da variação da ordem do filtro na sua resposta em amplitude. No caso dos filtros ativos a ordem do filtro produz os mesmos resultados, contudo o seu valor não pode ser obtido pela contagem de circuitos simples. Por outro lado a ordem dos filtros fornece indicações da inclinação da região de atenuação como pode-se observar na figura 3.16. Deste modo, se inclinação da região de atenuação não for suficientemente abrupta, dever-se-á utilizar um filtro de ordem superior. Figura 3.16 - Filtros Butterworth de ordem 2, 3 e 4. [4] 22 A seleção da frequência de corte poderá ser escolhida através de interruptores (seleção do fator de qualidade Q e seleção da frequência central f0) que permitam a escolha de diferentes valores dentro da gama audível entre os valores de 20Hz e 20 KHz, que é a gama dos sinais de áudio que o ouvido humano pode ouvir. Para além de interruptores onde se pode escolher esta gama de frequências, o circuito tem que ter a presença de outros interruptores onde se pode escolher o valor do fator de qualidade. No que diz respeito às características físicas, pretende-se que a implementação do circuito, em primeiro lugar resulte num tamanho reduzido sendo necessário ter em conta a relação de tamanho dos componentes utilizados na produção da placa, conector USB, entradas e saídas de áudio, interruptores de seleção de frequência e fator de qualidade e outros componentes que na sua implementação sejam precisos introduzir. Por outro lado deve ser resistente de forma a permitir o seu uso diário em ambientes laboratoriais. Deste modo deverá ser capaz de trabalhar numa gama de temperaturas entre 0ºC e 70ºC. 4.2. - Análise de possíveis circuitos. Uma vez estudados os requisitos do sistema com os quais temos que trabalhar e observando as diferentes partes que compõe o circuito. Foi decidido iniciar a procura pelo circuito que implementasse um filtro que cumpra os requisitos impostos. Para a procura recorreu-se aos catálogos dos diversos fabricantes de circuitos integrados, fazendo-se uma recolha dos filtros existentes no mercado que mais se aproximavam às necessidades do projeto. Para além disso, considerou-se também os seguintes fatores: complexidade no desenho da placa eletrónica, tempo de entrega e preço. 4.2.1. - Comparação dos Circuitos. No mercado não existe uma grande seleção de filtros universais com capacidade de se escolher a frequência (f), o fator de qualidade (Q) e os três tipos de filtros mencionados anteriormente nos requisitos (passa baixo, passa alto, passa banda). Após um exaustivo estudo das diferentes soluções encontradas reduziu-se as possíveis soluções a apenas três circuitos. A seguir é apresentada uma breve descrição destes três circuitos com as suas características principais. 23 LTC106 O LTC1060 é constituído por dois filtros (switched capacitor) de alto rendimento. Cada filtro, juntamente com 2 a 5 resistências, pode produzir diferentes filtros de 2 ª ordem, como filtros passabaixo, passa-alto, passa-banda ou rejeita-banda. A frequência central destes filtros pode ser ajustada pela variação de um relógio externo ou por um relógio externo fixo e variação do valor de algumas resistências. Podem-se implementar filtros até quarta ordem. Quaisquer das configurações clássicas de filtros (como Butterworth, Chebyshev ou Bessel) podem ser implementadas. O LTC1060 opera com tensões de alimentação única ou dupla a partir dos ± 2.37V até ± 8V. Quando é utilizada uma fonte única de 5V, o filtro geralmente consome 12mW e pode operar com frequências centrais até 10KHz. Com fonte de ±5V, a gama de frequências sobe até os 30 KHz e estende-se a valores muito altos de Q que podem também ser escolhidos. [5] MAX263/264 e MAX267/268. Tanto o MAX263/264 e MAX267/268 são projetados para aplicações de precisão de filtragem recorre a mesma tecnologia do LTC1060 (switched capacitor). O modo de operação da frequência central, o fator de qualidade Q e modo de operação, é selecionado através de entrada de pinos digitais. Não necessitando assim de componentes externos para a seleção do tipo de filtro passa-baixo, passa-alto, passa-banda ou rejeita-banda. Em ambos os dispositivos estão incluídas a seleção de dois filtros de 2ª ordem. Com um relógio de entrada e uma entrada de programação 5-bit pode-se ajustar ou definir respetivamente a frequência central (fo), fator de qualidade (Q). Tem entradas de relógio separadas para cada filtro, para além disso, pode operar tanto com um relógio externo como com um cristal. O MAX263 e 267 operam com frequências centrais até 57KHz, enquanto o MAX264 e 268 ampliam o alcance da frequência central até os 140KHz, utilizando para tal relações mais baixas de f CLK /f 0 . O MAX263/264 é fornecido em 28 pinos DIP enquanto o MAX267/268 é fornecido em 24 pinos DIP. Todos os dispositivos estão disponíveis em faixas de temperatura comerciais. [6] Como conclusão o filtro LTC106, filtro universal da Linear Technology com alimentação entre ±2.37V ou ±5V, que funciona até os 30KHz é capaz de operar em cinco modos podendo-se implementar todos os tipos de filtro. A seleção do tipo do filtro é efetuada através de resistências externas, o qual encareceria o projeto para, além disso, torna o sistema mais complexo e introduz mais uma fonte de perturbação. O filtro MAX267/268, filtro universal da Maxim com alimentação de ±5V, possui apenas um modo de trabalho no qual se pode implementar os seguintes filtros: passa baixo, passa banda e rejeita banda. Não é capaz de executar o filtro passa alto. 24 Por ultimo o filtro MAX263/264, filtro universal da Maxim com alimentação de ±5V, que possui quatro modos de trabalho, a partir dos quais se pode implementar todos os tipos de filtro existentes. A seleção do modo de operação, a banda de frequência e o fator de qualidade, realizam-se a través de lógica binária. 4.2.2. - Escolha do Circuito. Para a escolha do filtro a implementar, teve-se em especial atenção as principais características deles, apresentadas a seguir, bem como as suas vantagens perante a concorrência. Tabela 4.1 – Características principais dos tipos de filtros. Uma vez que o filtro MAX 263 satisfaz todos os requisitos iniciais, escolhemos este circuito integrado para a implementação do sistema. Characteristics MAX 263/264 LTC 1060 MAX 267/268 Supply Voltage Range Min ±2,37 Typ ± 5V Max ± 6,3V Min ±2,37 Max ± 8V Min ±2,37 Typ ± 5V Max ± 6,3V Power Supply Current Typ 14 mA Max 20mA Min 3mA Typ 5mA Max 8mA Typ 14 mA Max 20mA Clock Inputs High (Min 2,4V) Low (Max 0,8V) 10 mV High (Min 2,4V) Low (Max 0,8V) Clock Frequency 40 Hz - 4 MHz Max 1,5 MHz 40 Hz - 4 MHz Filter Type LP,HP,BP,N LP,HP,BP,N LP,BP,N Operation Modes 451 Nº Pin 28 20 24 Pin Type DIP DIP DIP Nº Filters 222 Max Order 444 Accuracy (erro) 2% ±0,1% Max 2% 2% Temperature Range 0ºC to +70ºC -40ºC to +85ºC 0ºC to +70ºC 25 5. - Circuito Integrado de suporte ao Sistema. Uma vez escolhido e apresentado o filtro MAX 263, (anexo Datasheet) observamos as características deste, de modo a projetar o circuito final de acordo com os requisitos iniciais. 5.1. - Digrama de blocos. Figura 5.1 – Diagrama de Bloco principal. O diagrama de bloco principal do projeto centra-se num circuito eletrónico universal de suporte a implementação de filtros analógicos na banda de áudio, onde temos uma entrada e uma saída. Na entrada introduziremos uma onda de áudio que percorre o filtro e a saída tem de se obter essa mesma onda de áudio filtrada de um modo desejado. 5.2. - Diagrama de bloco do filtro MAX 263. A configuração dos blocos do filtro apresenta-se no seguinte gráfico: 26 Figura 5.2 - Diagrama de Blocos do Filtro Max 263 Neste diagrama observamos as principais características de funcionamento e montagem do filtro MAX 263, e com especial destaque na forma como estão ligados os diferentes blocos bem como as principais funções de cada um. Destacam-se dois blocos de filtros, A e B, cada um de ordem 2, onde as saídas do primeiro (HPA, BPA e LPA) estão ligadas a entrada do segundo (INB) para obter à saída (OUT FILTRO) resultado num filtro de ordem 4. Nos dois blocos A e B será sempre escolhido o mesmo tipo de filtro, obtendo-se os diferentes tipos de filtro na saída (OUT FILTRO) com a seguinte configuração: Passa Baixo (LP) ordem 4 = Bloco A: Passa baixo (LP A ) + Bloco B: Passa baixo (LP B ). Passa Banda (BP) ordem 4 = Bloco A: Passa banda (BP A ) + Bloco B: Passa banda (BP B ). Passa Alto (HP) ordem 4 = Bloco A: Passa alto (HP A ) + Bloco B: Bloco A: Passa alto (HP B ). A tensão de alimentação V+ e V- que vem definida pelas características do circuito integrado foram definidas entre +5 V e -5 V. Estes valores serão usados na conexão com o relógio, bem como nos blocos da lógica binária do fator de qualidade (Q LOGIC) e da frequência central (f0 LOGIC). No que diz respeito ao bloco da lógica binária do fator de qualidade (Q LOGIC) temos a possibilidade de selecionar valores com 7 posições que estão compreendidos entre Q0 até Q6, para o bloco da frequência central (f0 LOGIC) a seleção é feita com 5 posições entre F0 até F4. Estes blocos do filtro MAX 263 vão ser vistos mais detalhadamente e explicados nas seções seguintes. 27 5.3. - Conexão da entrada e saída. Temos de dotar ao circuito com conexões de entrada e saída para poder percorrer uma onda de áudio através do circuito, para tal utilizamos conectores áudio dos mais comuns e utilizados como são os conectores fêmea Jack 3.5 mm, para assim poder facilmente conectar um cabo Jack 3,5mm para a entrada e saída de sinais do áudio (utilizados em numerosos dispositivos para a transmissão de som em formato analógico). Figura 5.3 - Conexões da entrada, saída e alimentação do filtro. O dispositivo escolhido para a montagem no circuito é um Jack de 3.5mm da marca Lumberg modelo KLBR 4 (anexo Datasheet) que têm 3 polos de conexão versão estéreo, os quais correspondem a massa (GND), canal direito (R), e canal esquerdo (L), para placas de circuito impresso. 28 Figura 5.4 - Esquema do modo de conexão da placa eletrónica com o exterior. No circuito eletrónico a implementar vamos ter na entrada dois sinais, que são os correspondentes ao canal direito (R) e ao canal esquerdo (L). Para poder estudar o sinal que percorre o filtro, é necessário comparar o sinal na entrada do filtro com o sinal na saída do filtro, para isso vamos fazer com que o sinal da direita (R) não vai percorrer nenhum filtro, simplesmente irá passar por uma via da placa eletrónica que liga diretamente a saída do canal direito do conector fêmea Jack 3,5mm da saída, o que quer dizer que o canal direito da entrada passa diretamente para a saída. Enquanto ao canal esquerdo (L) vai ser filtrado e colocado posteriormente no canal esquerdo (L) da saída do Jack 3,5mm. Esta diferenciação entre os dois canais faz-se para se poder estudar o sinal do filtro com outro que não seja filtrado e poder assim comparar o sinal filtrado no canal esquerdo (L) com o sinal não filtrado do canal direito (R) e facilitar o seu posterior estudo. Figura 5.5 - Canal Esquerdo (L) e Direito (R) na placa electrónica. 29 5.4. - Alimentação. A alimentação é feita através de uma porta USB tipo B a qual podemos observar a disposição dos pinos de conexão na figura a seguir. Para o nosso caso em particular só precisamos da alimentação do USB (+5V e GND) e não de transmissão de dados, é por isso só iremos utilizar os pinos 1 (+5V) e 4 (GND) do dispositivo fêmea USB Tipo B. Figura 5.6 - Tipos de conexão e pinos correspondentes ao USB. [7] Uma vez que o sistema necessita de ser alimentado através da porta USB 2.0 do computador (ou outra fonte externa compatível com USB) o qual fornece uma tensão de +5V e como o circuito MAX 263 necessita de uma tensão de alimentação de ±5V, temos de introduzir um conversor DC/DC. O qual nos vai proporcionar uma saída de ±5V a partir dos +5V do USB. Devido as características do MAX 263 mais concretamente a corrente máxima de alimentação, o conversor DC/DC necessita de ser capaz de fornecer uma corrente superior a 20mA. Escolhemos o conversor DC/DC da Traco Power TMA0505D (Datasheet em anexos) que nos proporciona uma tensão de saída em três pinos de +5V,-5V e GND (isolada do GND do USB), a partir da tensão do USB o que nos permite alimentar corretamente o filtro e nos proporciona também uma corrente máxima de 100mA superando as necessidades de corrente do filtro (20mA). 30 Figura 5.7 - Pinos alimentação conversor DC/DC. Com a introdução do conversor DC/DC no nosso circuito, que trabalha a 100 kHz vamos introduzir ruído de alta frequência no sistema e para o evitar será necessário colocar um filtro passivo RLC, passo-baixo, nas saídas de +5V e -5V. Figura 5.8 - Filtro passivo RLC. Este ruído será removido com a introdução de uma bobina e dois condensadores em paralelo, a resistência do circuito está incluída na bobina já que as bobinas também se comportam como uma resistência. Para o caso da bobina escolhida, a resistência interna é aproximadamente 230 Ω, como observamos no datasheet da bobina (em anexo) para o valor da bobina de 47000 µH. Para eliminar qualquer tipo de ruído é necessário ter uma frequência de corte o menor possível, para isso, serão introduzidos dois condensadores em paralelo, um condensador eletrolítico de 100µF, que garante uma frequência de corte baixa e um condensador cerâmico de 100nF que permite compensar o desvio da idealidade do condensador eletrolítico nas altas frequências. Com os valores escolhidos obtém-se um filtro passa-baixo de segunda ordem com frequência de corte de 73.376 Hz e que apresenta uma atenuação de –125.5 dB nos 100 KHz (frequência de oscilação do conversor DC/DC). 31 Figura 5.9 – Cálculos Filtro passivo RLC. Na figura 5.9 observamos os cálculos da frequência de corte para o filtro passivo passa-baixo RLC, e verificamos que as frequências altas introduzidas pelo uso do conversor DC/DC são devidamente removidas, deixando apenas passar as frequências abaixo da frequência de corte, 73,376 Hz, que serão facilmente eliminadas pelo Power Supply Rejection Ratio (PSRR) do filtro, eliminando assim ao máximo qualquer perturbação das altas frequências. . 5.5. - Modo de operação . Observando os diferentes modos de operação do filtro MAX 263 (informação detalhada no datasheet em anexo), escolhemos o Modo 3, pois é o único modo capaz de trabalhar com filtro passa-alto, assim temos os 3 tipos requeridos: filtro passa-baixo, passa-banda e passa-alto. 5.6. - Relógio e cálculo de frequência. O filtro MAX 263 necessita de um relógio externo para o seu correto funcionamento. Recorrendo às tabelas 2 e 3 do Datasheet do filtro MAX 263(em anexo) procedemos ao cálculo dos valores de frequência para o relógio externo. Da Tabela 3 do datasheet do MAX 263 (página 10 e 11), podemos obter os valores mínimo e máximo que o fator de qualidade Q, pode tomar (Q mínimo = 0.504 ; Q máximo = 64). Estes valores irão ser usados para o cálculo das frequências mínima e máxima adequadas para o relógio. 38 Figura 5.15 - Modo de seleção dos pinos do fator de qualidade e frequência central. Conforme a posição dos interruptores de fator de qualidade Q e da frequência central f0, obteremos um valor de frequência de corte, que vem definido para cada tipo de filtro conforme as equações do tipo de filtro passa-baixo, passa-banda ou passa-alto, que se encontram no datasheet do filtro MAX 263 (em anexos) e resumidos na figura 5.15. Figura 5.16 – Equações da Frequência de corte conforme tipo de filtro, LP,BP e HP. 5.8. - Seleção do tipo de filtro. Para a seleção do tipo de filtro no circuito final (filtro passa-baixo, passa-banda e passa-alto) utilizaremos conectores tipo jumper. Estas conexões irão ser feitas com pinos. 39 O filtro MAX 263 é constituído por dois filtros separados de segundo ordem, onde se pode escolher o mesmo tipo de filtro em cada um deles, resultando na conjugação de dois filtros em serie obtendo-se assim um filtro de quarta ordem na saída como mostramos na figura 5.17. Figura 5.17 - Seleção do tipo de filtro passa baixo, passa banda ou passa alto. Com a utilização dos dois filtros de segunda ordem consegue-se obter, na saída, um filtro de 4 ordem, contudo existe uma pequena iteração entre o primeiro andar e o segundo andar que não é desprezável na totalidade como inicialmente foi pensado que seria. Isto deve-se a impedância de entrada e de saída que não são ideais, por isso como possível melhoria para o futuro seria considerar a introdução de um buffer entre os dois andares, (circuito ganho unitário com elevada impedância de entrada e baixa impedância de saída), para evitar assim esta iteração entre os dois filtros de segunda ordem conectados. 40 6. - Projeto do circuito em Protel. O programa escolhido para a realização da placa PCB foi o Protel DXP, a escolha deve-se ao facto de ser, provavelmente, um dos programas mais potente e completo que atualmente se encontra no mercado para a elaboração de circuitos impressos. Protel DXP proporciona um sistema de desenho integrado e versátil para o desenho de PCBs junto com um completo conjunto de librarias de componentes. Para além disso permite a geração de múltiplos arquivos de saída necessários para a fabricação do sistema eletrónico, sendo compatível com diferentes máquinas de fabricação. Uma vez que certos componentes não existiam nas librarias do programa foi necessário proceder à seu desenho. Na elaboração do desenho dos componentes para Protel DXP, estudaram-se os datasheets de todos os componentes (em anexos) de forma a se obter as dimensões e posição dos diversos pinos de cada um deles. Para o desenho e montagem do circuito foram escolhidos os seguintes componentes com sua marca e modelo respetivos: - Filtro MAXIM modelo MAX 263 BCPI. - Ficha USB tipo B para PCB: Molex 67068-7041. - Conversor DC/DC de 5V para ±5V: Traco TMA 0505D. - Jack 3.5mm estéreo para PCB: Lumberg KLBR 4. - DIP Switch 8 polos: KS DBS9106K. - Jumpers AKSCT/Z BLACK. - Barra de Pinos FCI 77313-101-06LF. - Relógio de 1MHz FOX F1100ELF-010. - Bobines de filtragem de tensão Epcos B82144A2472K. - Resistências para os DIP Switch de 2,2 KΩ. - Condensador eletrolítico 100 µF. -Condensador Cerâmico de 100 nF. 41 7. - Implementação da placa PCB. 7.1. - Desenho. Para a implementação da placa eletrónica tivemos em conta os diferentes blocos de atuação do filtro. Estes podem ser divididos em alimentação, relógio, seleção do fator de qualidade, seleção da frequência de corte, seleção do tipo de filtro e entrada/saída do circuito. Para um correto posicionamento prévio dos componentes sobre a placa PCB é preciso ter um certo cuidado e estudar seu posicionamento, orientação e não os posicionar em locais demasiado perto dos extremos da placa. Outro fator importante no desenho do filtro foi fazer a placa PCB com duas faces, Top Layer e Bottom Layer, para minimizar o tamanho da placa PCB, facilitar o processo de soldar a placa e facilidade de rotear pistas para os diferentes componentes, tendo em conta elaboração de buracos de conexão entre faces e para interconectar os diferentes planos de massas (GND) de ambas as faces. Na alimentação foi importante isolar a massa do conector USB do plano de massas da placa PCB, contudo estas massas podem ser unidas através de um jumper de conexão, deixando para o utilizador a escolha de isolar as massas do circuito. Note-se que este isolamento pode permitir possíveis ruídos e melhorar assim a performance do filtro. Para além disso, o bloco de alimentação foi afastado o mais possível da entradas e saída do filtro, evitando assim possíveis interferências que o conversor DC/DC possa provocar nos sinais de entrada e saída. Em adição a isto, foi introduzido na alimentação um filtro passivo RLC passa-baixo para minimizar assim o efeito dos ruídos produzidos por o conversor DC/DC já que este trabalha a 100 KHz de frequência. Finalmente, outra característica considerada na alimentação, devido a sua importância, foi a largura mínima das pistas de alimentação e massa (GND) já que é preciso ter em conta as impedâncias destas. Grandes correntes sobre largura de pistas mínimas podem provocar quedas de tensão não desprezáveis na placa PCB. Para as pistas de alimentação conforme medidas normalizadas criamos as pistas de 1mm de largura, para o resto de vias da paca PCB são conforme a normativa de 0.7mm de largura. No posicionamento do relógio foi tido em conta a localização das pistas de sinal evitando possíveis interferências de alta frequência. O filtro MAX 263 foi colocado no centro da placa PCB devido a grande quantidade de pinos de conexões (28 pinos) e, sendo o principal componente, conecta-se praticamente com todos os restantes componentes. Para a seleção de valores do fator de qualidade Q e frequência de corte fc que podem ser facilmente modificados pelo utilizador, foi considerado um uso intuitivo, separando os dois seletores DIP switch para uma maior facilidade de manipulação. 42 Finalmente as entradas e saídas junto com a seleção dos tipos de filtros foram colocadas de forma acessível e intuitiva ao utilizador, para a seleção dos três tipos de filtros atraves de Jumpers de conexão, colocados no extremo oposto à alimentação para evitar interferências nos sinais de áudio e facilitar a conexão de cabos. Em anexos estão apresentados todos os planos do desenho, roteamento das pistas e dimensões dos buracos para o desenho da placa PCB. Na figura 7.1 observamos uma imagem 3D da placa PCB em Protel DXP, e na figura 7.2 observamos a Top Layer e a Bottom Layer no programa Protel DXP. Figura 7.1 – Top Layer e Bottom Layer em Protel DXP. 43 Figura 7.2 – Visualização 3D em Protel DXP. 7.2. - Produção. Com o desenho da placa PCB terminado, procedemos a fabricação da placa na máquina do Laboratório de Eletrónica no Departamento de Engenharia Eletrotécnica do IPV de Viseu. A máquina para a produção de placas é uma LPKF ProtoMat modelo C30 (C30/S). Foi preciso uma pesquisa do formato em que os arquivos eram carregados na máquina e o estudo do manual do utilizador desta. Para permitir exportar os planos do programa Protel num formato compatível com a máquina LPKF ProtoMat (formato .CAM). Após a obtenção dos ficheiros no formato correto bastou carregar os arquivos no computador do laboratório para obter a placa PCB. 44 Figura 7.3 - Top Layer e Bottom Layer da placa PCB. 7.3. - Montagem dos componentes. Uma vez fabricada a placa PCB procedeu-se a montagem dos componentes de uma forma organizada e lógica para ir testando ao mesmo tempo os componentes montados e facilitar o processo de soldar já que as dimensões da placa são pequenas em relação aos componentes montados. Começamos por montar em primeiro lugar a alimentação, o dispositivo fêmea USB tipo B, e os componentes do filtro passivo RLC com o conversor DC/DC. Cada componente soldado na placa foi testado a continuidade nas vias com o multímetro, e só depois alimentado através do cabo USB para certificar que a alimentação dos componentes irá ser correta e que o conversor DC/DC funciona bem. No teste verificamos que obtínhamos á saída uma tensão de +5V e -5V como seria desejado. Uma vez que a alimentação das vias funcionava otimamente, procedeu-se a montagem dos seguintes componentes: o relógio, as resistências de Pull up e os DIP switchs. A seguir montaram-se os Jack de entrada e saída juntamente com os pinos de seleção de filtro. Só após o teste de todos estes componentes (verificou-se se os planos de massa estavam isolados de todos os pontos e que a tensão de alimentação para o filtro e os pinos de seleção dos DIP Switch tinham as tensões) é que se procedeu à montagem do filtro. Após a montagem do filtro, a placa está pronta para realizar os testes finais e os estudos do filtro e comparação com os valores teóricos. 45 Figura 7.4 - Montagem de todos os componentes da placa PCB. Na figura 7.5 pode-se identificar facilmente todos os componentes montados na placa PCB. Figura 7.5 - Identificação d os componentes da placa PCB. 46 8. - Testes em laboratório. Depois de estarem todos os componentes montados, a placa é testada e revista para o seu correto funcionamento. Nas secções seguintes serão apresentados os testes mais importantes que levámos a cabo nos componentes mais significativos e que precisam ser testados e analisados em pormenor para obter os resultados desejados. 8.1. – Alimentação. Alimentando a placa com um cabo USB ligado ao computador e utilizando um multímetro, medimos as tensões de alimentação que temos na saída do USB, obtendo uma tensão de 4.97 V, valor próximo do ideal para a alimentação do conversor DC/DC (5V). Com estes 4,97 V na entrada do conversor DC/DC medimos os valores de tensão na saída deste obtendo no pino de tensão positiva o valor de +5.14V e no pino de tensão negativa um valor de -5.15 V. São valores ótimos de alimentação na saída do conversor, os quais continuaram a ser medidos depois do filtro passivo RLC obtendo também um valor de +5,14V e -5.15V para a tensão positiva e tensão negativa respetivamente. Por último procedeu-se à verificação dos pinos de alimentação do filtro, certificando que estava corretamente alimentado: V+ (Pino 10 do MAX 263) = +5.14V V- (Pino 18 do MAX 263) = -5.15 V GND (Pino 19 do MAX 263) = 0 V Também foram testados os DIP Switch tanto do fator de qualidade como da frequência central, com as resistências Pull up que vão aos pinos do filtro MAX 263, comprovando que mudando a posição dos DIP Switch de ”0” a “1”, obtemos nos correspondentes pontos de entrada ao filtro MAX 263 os valores de -5V para o caso de ter um “0” e valor de +5V para o caso de ter um “1”. F0, F1, F2, F3, F4  V para “0” = -5V. ; V para “1” = +5V. Q0, Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6  V para “0” = -5V. ; V para “1” = +5V. 47 8.2. - Relógio. O relógio FOX modelo F1100E (anexos o Datasheet) de 1 MHz é alimentado a 5V de tensão, o teste do laboratório foi verificado que o relógio trabalha a uma tensão de 5V com uma frequência de 1MHz, medido com o osciloscópio e obtendo a onda quadrada do relógio mostrada no gráfico que demostra correto funcionamento do relógio. Escala 2 no eixo y com medição de 2,5 quadros, obtemos 2,5*2 = 5V. Figura 8.1 - Medição no Osciloscópio da onda de alimentação do relógio. A importância do teste do relógio deve-se ao facto das características elétricas do MAX 263 uma vez que é necessário obter um sinal na entrada do pino do relógio (pino numero 14 do MAX 263) com determinadas características (anexos datasheet MAX 263 pagina 3, Clock Inputs) onde temos que ter na parte superior uma tensão mínima acima de 2.4 V (obter mais de 2.4 V) e na parte inferior uma tensão máxima abaixo de 0.8V (obter menos de 0.8 V) como observamos no gráfico. 54 Figura 8.9 - Filtro Passa Alto para Q=4, Fo(min)= 5052.5 Hz e Fo(max)=9947.279 Hz. Ganho. Figura 8.10 - Filtro Passa Alto para Q=4, Fo(min)= 5052.5 Hz e Fo(max)=9947.279 Hz. Fase. 55 Figura 8.11 - Filtro Passa Banda para Q=0.504, Fo(min)= 5052.5 Hz e Fo(max)=9947.279 Hz. Ganho. Figura 8.12 - Filtro Passa Banda para Q=0.504, Fo(min)= 5052.5 Hz e Fo(max)=9947.279 Hz. Fase. 56 Figura 8.13 - Filtro Passa Banda para Q=4, Fo(min)= 5052.5 Hz e Fo(max)=9947.279 Hz. Ganho. Figura 8.14 - Filtro Passa Banda para Q=4, Fo(min)= 5052.5 Hz e Fo(max)=9947.279 Hz. Fase. 57 A primeira observação sobre os gráficos é que nas figuras da comparação da fase, parecem ocorrem variações ou oscilações muito grandes, mas neste caso não é ruído ou erro de medição, mas sim devese ao facto de se tratar de valores de ângulos entre 0º e 360º, que para determinados casos toma valores próximos de 0º e outros próximos de 360º, mas este valores, na realidade são bastantes próximos ao contrário do que aparenta no gráfico. Podemos observar que os erros, entre os valores teóricos e os valores ideais, tanto para o ganho como para a fase, não diferem muito. Note-se ainda que temos que ter em conta os erros produzidos pelo próprio filtro MAX 263, onde na figura 8.15 (Datasheet pagina 19) podemos observar os gráficos de erro que temos que ter em conta para o fator de qualidade e para a frequência de corte. Podemos observar no gráfico da figura 8.15 que para a frequência central f0 o erro é muito maior para valores de Q pequenos que para valores de Q grandes, os quais são quase erros mínimos de pequena percentagem, observando também que os erros produzidos para o f0 são positivos. Para o fator de qualidade Q, observamos que os erros produzidos também são maiores para valores de Q baixo e muito pequeno para valores de Q grandes, observando que para este caso o erro é negativo. Figura 8.15 - Erros no fator de qualidade e frequência central do Filtro MAX 263. Como conclusão, considerando o erro produzido pelo filtro MAX 263 e observando os gráficos extraídos do programa de medição automática da resposta de filtros analógicos na banda do áudio, verificamos que para os valores teóricos e medidos para cada tipo de filtro, apresentam uma elevada concordância. Os pequenos desvios, em algumas partes dos gráficos, podem ser devidos a existência de pequenos ruídos introduzidos na placa do filtro já que esta não está isolada das perturbações ambientais e diferentes ruídos que possam ser transmitidos ao filtro. Estas pequenas perturbações aumentam de valor ao estar a trabalhar com ganhos altos, pois é necessário diminuir a amplitude do sinal por forma a evitar a saturação no processo de medição. Contudo, de uma forma geral, mesmo 58 com estes erros de perturbações e os erros anteriormente mencionados no caso dos valores de 0º e 360º da fase. Verificou-se um ótimo desempenho do filtro na comparação dos valores medidos com os valores teóricos ideais sendo estes muito próximos e validando assim o comportamento do filtro e a placa PCB criada no projeto. 59 9. - Manual do Utilizador Nesta secção será apresentado o manual do utilizador do circuito eletrónico universal de suporte a implementação de filtros analógicos na banda do áudio. Diagrama de componentes: Figura 9.1 – Diagrama de componentes da placa PCB. Siga os seguintes passos do Manual do utilizador: Figura 9.2 – Passos a seguir na conexão da placa. PASO 1- Ligue a placa eletrónica através de um cabo USB ao computador ou outra fonte de alimentação USB. (Atenção: cumprir os 5 V de alimentação dos formatos USB). PASO 2- Ligue um cabo de áudio Jack de 3,5mm a Entrada do Filtro. PASO 3- Ligue um cabo de áudio Jack de 3,5mm a Saída do Filtro. 60 PASO 4- Selecione com os pinos de Seleção de Filtro (5) o tipo de filtro que deseja: -Passa baixo. -Passa banda. -Passa alto. Figura 9.3 – Seleção do tipo de filtro. Figura 9.4 – DIP Switch do fator de qualidade e frequência central. PASO 5- Selecione com os DIP Switch de Q (2) o valor de Q desejado conforme a tabela de valores. (ATENÇAO: O filtro não funciona com valores de “0” em todos os pinos, primeiro ponto da tabela). 61 Tabela 9.1 – Logica binaria para os valores do fator de qualidade Q. PASO 6- Selecione com os DIP Switch de f 0 (3) o valor de f 0 desejado conforme a tabela de valores. Q Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q6 Q5 MODE 3 Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q6 Q5 MODE 3 Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q6 Q5 Note 4 0 0 0 0 0 0 0 0,800 0 0 0 0 1 0 1 2,00 0 0 0 0 0 1 1 0,504 1 0 0 0 0 0 0 0,810 1 0 0 0 1 0 1 2,06 1 0 0 0 0 1 1 0,508 0 1 0 0 0 0 0 0,821 0 1 0 0 1 0 1 2,13 0 1 0 0 0 1 1 0,512 1 1 0 0 0 0 0 0,831 1 1 0 0 1 0 1 2,21 1 1 0 0 0 1 1 0,516 0 0 1 0 0 0 0 0,842 0 0 1 0 1 0 1 2,29 0 0 1 0 0 1 1 0,520 1 0 1 0 0 0 0 0,853 1 0 1 0 1 0 1 2,37 1 0 1 0 0 1 1 0,525 0 1 1 0 0 0 0 0,865 0 1 1 0 1 0 1 2,46 0 1 1 0 0 1 1 0,529 1 1 1 0 0 0 0 0,877 1 1 1 0 1 0 1 2,56 1 1 1 0 0 1 1 0,533 0 0 0 1 0 0 0 0,889 0 0 0 1 1 0 1 2,67 0 0 0 1 0 1 1 0,538 1 0 0 1 0 0 0 0,901 1 0 0 1 1 0 1 2,78 1 0 0 1 0 1 1 0,542 0 1 0 1 0 0 0 0,914 0 1 0 1 1 0 1 2,91 0 1 0 1 0 1 1 0,547 1 1 0 1 0 0 0 0,928 1 1 0 1 1 0 1 3,05 1 1 0 1 0 1 1 0,552 0 0 1 1 0 0 0 0,941 0 0 1 1 1 0 1 3,20 0 0 1 1 0 1 1 0,556 1 0 1 1 0 0 0 0,955 1 0 1 1 1 0 1 3,37 1 0 1 1 0 1 1 0,561 0 1 1 1 0 0 0 0,969 0 1 1 1 1 0 1 3,56 0 1 1 1 0 1 1 0,566 1 1 1 1 0 0 0 0,985 1 1 1 1 1 0 1 3,76 1 1 1 1 0 1 1 0,571 0 0 0 0 1 0 0 1,00 0 0 0 0 0 1 0 4,00 0 0 0 0 1 1 1 0,577 1 0 0 0 1 0 0 1,02 1 0 0 0 0 1 0 4,27 1 0 0 0 1 1 1 0,582 0 1 0 0 1 0 0 1,03 0 1 0 0 0 1 0 4,57 0 1 0 0 1 1 1 0,587 1 1 0 0 1 0 0 1,05 1 1 0 0 0 1 0 4,92 1 1 0 0 1 1 1 0,593 0 0 1 0 1 0 0 1,07 0 0 1 0 0 1 0 5,33 0 0 1 0 1 1 1 0,598 1 0 1 0 1 0 0 1,08 1 0 1 0 0 1 0 5,82 1 0 1 0 1 1 1 0,604 0 1 1 0 1 0 0 1,10 0 1 1 0 0 1 0 6,40 0 1 1 0 1 1 1 0,609 1 1 1 0 1 0 0 1,12 1 1 1 0 0 1 0 7,11 1 1 1 0 1 1 1 0,615 0 0 0 1 1 0 0 1,14 0 0 0 1 0 1 0 8,00 0 0 0 1 1 1 1 0,621 1 0 0 1 1 0 0 1,16 1 0 0 1 0 1 0 9,14 1 0 0 1 1 1 1 0,627 0 1 0 1 1 0 0 1,19 0 1 0 1 0 1 0 10,70 0 1 0 1 1 1 1 0,634 1 1 0 1 1 0 0 1,21 1 1 0 1 0 1 0 12,80 1 1 0 1 1 1 1 0,640 0 0 1 1 1 0 0 1,23 0 0 1 1 0 1 0 16,00 0 0 1 1 1 1 1 0,646 1 0 1 1 1 0 0 1,25 1 0 1 1 0 1 0 21,30 1 0 1 1 1 1 1 0,653 0 1 1 1 1 0 0 1,28 0 1 1 1 0 1 0 32,00 0 1 1 1 1 1 1 0,660 1 1 1 1 1 0 0 1,31 1 1 1 1 0 1 0 64,00 1 1 1 1 1 1 1 0,667 0 0 0 0 0 0 1 1,33 0 0 0 0 1 1 0 0,674 1 0 0 0 0 0 1 1,36 1 0 0 0 1 1 0 0,681 0 1 0 0 0 0 1 1,39 0 1 0 0 1 1 0 0,688 1 1 0 0 0 0 1 1,42 1 1 0 0 1 1 0 0,696 0 0 1 0 0 0 1 1,45 0 0 1 0 1 1 0 0,703 1 0 1 0 0 0 1 1,49 1 0 1 0 1 1 0 0,711 0 1 1 0 0 0 1 1,52 0 1 1 0 1 1 0 0,719 1 1 1 0 0 0 1 1,56 1 1 1 0 1 1 0 0,727 0 0 0 1 0 0 1 1,60 0 0 0 1 1 1 0 0,736 1 0 0 1 0 0 1 1,64 1 0 0 1 1 1 0 0,744 0 1 0 1 0 0 1 1,68 0 1 0 1 1 1 0 0,753 1 1 0 1 0 0 1 1,73 1 1 0 1 1 1 0 0,762 0 0 1 1 0 0 1 1,78 0 0 1 1 1 1 0 0,771 1 0 1 1 0 0 1 1,83 1 0 1 1 1 1 0 0,780 0 1 1 1 0 0 1 1,88 0 1 1 1 1 1 0 0,790 1 1 1 1 0 0 1 1,94 1 1 1 1 1 1 0 62 Tabela 9.2 – Logica binaria para os valores de frequência central f0. Após a realização dos passos anteriores, o filtro já está alimentado e pronto para ser usado da forma desejada. f0 fclk/f0 F0 F1 F2 F3 F4 f0 fclk/f0 F0 F1 F2 F3 F4 9947,279 100,53 0 0 0 0 0 6631,3 150,8 0 0 0 0 1 9645,992 103,67 1 0 0 0 0 6494,35 153,98 1 0 0 0 1 9362,419 106,81 0 1 0 0 0 6366,183 157,08 0 1 0 0 1 9094,216 109,96 1 1 0 0 0 6241,418 160,22 1 1 0 0 1 8841,733 113,1 0 0 1 0 0 6121,45 163,36 0 0 1 0 1 8602,891 116,24 1 0 1 0 0 6006,006 166,5 1 0 1 0 1 8376,612 119,38 0 1 1 0 0 5894,489 169,65 0 1 1 0 1 8161,933 122,52 1 1 1 0 0 5787,372 172,79 1 1 1 0 1 7957,982 125,66 0 0 0 1 0 5684,079 175,93 0 0 0 1 1 7763,372 128,81 1 0 0 1 0 5584,408 179,07 1 0 0 1 1 7578,628 131,95 0 1 0 1 0 5488,173 182,21 0 1 0 1 1 7403,02 135,08 1 1 0 1 0 5395,198 185,35 1 1 0 1 1 7234,32 138,23 0 0 1 1 0 5305,321 188,49 0 0 1 1 1 7073,637 141,37 1 0 1 1 0 5218,117 191,64 1 0 1 1 1 6919,936 144,51 0 1 1 1 0 5133,997 194,78 0 1 1 1 1 6772,773 147,65 1 1 1 1 0 5052,546 197,92 1 1 1 1 1 63 10. - Conclusão. Os objetivos do projeto de implementação de um circuito eletrónico de suporte a implementação de filtros analógicos na banda do áudio foram alcançados na sua totalidade sendo compridos todos os requisitos preliminares, atingindo desta forma todas as expectativas para as quais o projeto foi desenvolvido. Para uma linha de desenvolvimento futura e como melhoria do projeto, propõe-se como uma ampliação um novo tipo de filtro a implementar, o filtro rejeita-banda, para um completo estudo de todos os filtros possíveis, junto também com a fabricação de uma caixa que seja capaz de isolar a placa PCB de possíveis ruídos externos e poeiras. Para além de proteger, permite ocultar o tipo de filtro escolhido para possíveis estudos de filtros sinais. Este projeto fornece uma simplicidade e facilidade no estudo de processamento de sinal através da utilização do circuito criado para o estudo dos diferentes tipos de filtros que existem, com uma grande gama de configurações e características possíveis num único dispositivo. Finalmente como contribuição pessoal, este projeto ajudou-me a compreender e melhorar os meus conhecimentos no tratamento de sinais, tipos de filtros e implementação de circuitos impressos e conhecimentos em eletrónica em geral, junto com o conhecimento na elaboração de projetos para o meu futuro profissional e inclusão no mundo laboral.            ! " "# ! $ David Blasco Rueda FILTRO UNIVERSAL AUDIO Projeto Serigrafia Top Layer %& Daniel Albuquerque 18-06-2012 4 1:1 Desenhado Normas Escala: Data Nombre Firma: VISEU Plano n.º N.º Alumno: Curso: ISPV - ESCOLA SUPERIOR DE TECNOLOGIA David Blasco Rueda FILTRO UNIVERSAL AUDIO Projeto Furos Comprovado Daniel Albuquerque 18-06-2012 5 1:1 DATASHEETS Filtro MAXIM modelo MAX 263 BCPI. Conversor DC/DC Traco TMA 0505D. (OUTPUT ±5V). http://www.tracopower.com Page 1 of 3 DC/DC Converters TMA Series, 1 Watt Features ◆ Single-in-line (SIP) package ◆ Single and dual output models ◆ I/O isolation 1‘000 VDC ◆ High efficiency up to 81% ◆ Operating temp. range –40°C to +85°C ◆ Industry standard pinout ◆ 100% Burn-in (8 h) ◆ Lead free design, RoHS compliant ◆ 3-year product warranty The TMA series are miniature, isolated 1 W DC/DC-converters in a Single-in-Line package (SIP). Requiring only 1.2 cm2 board space they offer the ideal solution in many space critical applications for board level power distribution. The use of SMD- technology makes it possible to offer a product with high performance at low cost. Ordercode Input voltage Output voltage Output current max. Efficiency typ. TMA 0505S 5 VDC 200 mA 71 % TMA 0512S 12 VDC 80 mA 78 % TMA 0515S 5 VDC ± 10% 15 VDC 65 mA 78 % TMA 0505D ± 5 VDC ±100 mA 72 % TMA 0512D ±12 VDC ± 40 mA 78 % TMA 0515D ±15 VDC ±35 mA 79 % TMA 1205S 5 VDC 200 mA 73 % TMA 1212S 12 VDC 80 mA 80 % TMA 1215S 12 VDC ± 10% 15 VDC 65 mA 80 % TMA 1205D ±5 VDC ±100 mA 74 % TMA 1212D ±12 VDC ±40 mA 81 % TMA 1215D ±15 VDC ±35 mA 81 % TMA 1505S 5 VDC 200 mA 73 % TMA 1512S 12 VDC 80 mA 80 % TMA 1515S 15 VDC ± 10% 15 VDC 65 mA 80 % TMA 1505D ±5 VDC ±100 mA 74 % TMA 1512D ±12 VDC ±40 mA 81 % TMA 1515D ±15 VDC ±35 mA 81 % TMA 2405S 5 VDC 200 mA 71 % TMA 2412S 12 VDC 80 mA 78 % TMA 2415S 24 VDC ± 10% 15 VDC 65 mA 79 % TMA 2405D ±5 VDC ±100 mA 72 % TMA 2412D ±12 VDC ±40 mA 79 % TMA 2415D ±15 VDC ±35 mA 80 % Models http://www.tracopower.com Page 2 of 3 All specifications valid at nominal input voltage, full load and +25°C after warm-up time unless otherwise stated. DC/DC Converters TMA Series 1 Watt Input Specifications Input current no load /full load 5 Vin models: 30 mA / 260 mA typ. 12 Vin models: 12 mA / 110 mA typ. 15 Vin models: 12 mA / 100 mA typ. 24 Vin models: 7 mA / 55 mA typ. Surge voltage (1 sec. max.) 5 Vin models: 9 V max. 12 Vin models: 18 V max. 15 Vin models: 21 V max. 24 Vin models: 30 V max. Reverse voltage protection 0.3 A max. Reflected input ripple current can be reduced by ext. 1–3.3 µF polyester film capacitor Input filter internal capacitors Output Specifications Voltage set accuracy ±3 % Voltage balance (dual output models) ±1 % max. Regulation – Input variation ±1.2 % / 1 % change Vin – Load variation 20 – 100 % ±10 % max. Ripple and noise (20 MHz Bandwidth) 75 mV pk-pk max. Temperature coefficient ±0.02 %/K Short circuit protection limited 1 sec. max. Capacitive load – Single output models 220 µF max. – Dual output models 100 µF max. General Specifications Temperature ranges – Operating –40°C to +85°C – Case temperature +95°C max. – Storage –40°C to +105°C Humidity (non condensing) 95 % rel H max. Reliability, calculated MTBF (MIL-HDBK-217F, @ +25°C, ground benign) >2’000’000 h Isolation voltage (input/output) 1‘000 VDC Isolation capacity (input/output) 60 pF typ. Isolation resistance (input/output) >1‘000 Mohm Switching frequency 100 kHz typ. (frequency modulation) Frequency change over line and load ±30 % max. Page 3 of 3 J enatschstrasse 1 · CH-8002 Zurich · Switzerland Tel. +41 43 311 45 11 · Fax +41 43 311 45 45 · [email protected] · www.tracopower.com Specifications can be changed any time without notice. Physical Specifications Casing material non conductive black plastic (UL 94V-0 rated) Package weight Single output models: 2.1 g (0.07 oz) Dual output models: 2.6 g (0.09 oz) Soldering temperature max. 265°C / 10 sec Outline Dimensions mm (inches) Bottom view 1 2 54 6 1.25 5.75 (0.23) 4.75 (0.19) 2.54 0.5 2.3 ±0.4 2.54 19.5 (0.77) 5.08 2.54 0.5 (0.02) 10.2 (0.4) (0.02) 0.5 (0.02) (0.1) (0.1) (0.1) (0.09 ± 0.02) (0.2) 6.1 (0.24) 15/24 Vin Models 7.1 (0.28) (0.05) 0.5 (0.02) 3.2 (0.13) 0.25 (0.01) Tolerances ±0.25 (±0.01) pins ±0.05 (±0.002) Pin Single Dual 1+Vin (Vcc) +Vin (Vcc) 2–Vin (GND) –Vin (GND) 4–Vout –Vout 5No pin Common 6+Vout +Vout Pin-Out DC/DC Converters TMA Series 1 Watt Rev. 11/09 Relógio FOX F1100ELF-010. (1MHz). 68 FOX Electronics 5570 Enterprise Parkway Fort Myers, Florida 33905 USA +1(239)693-0099 FAX +1(239)693-1554 http://www.foxonline.com © 2004 FOX ELECTRONICS FEATURES • 5.0V Operation • TTL Output • 14-Pin DIP 5.0V TTL CLOCK OSCILLATOR MODEL: F1100E All dimensions are in millimeters. 1 Inclusive of 25ºC tolerance, operating temperature range, input voltage change, load change, aging, shock, and vibration. All specifications subject to change without notice. Rev. 6/1/04 Frequency Stability1 ±100PPM(STD) ±100PPM ±50PPM ±50PPM ±25PPM ±25PPM Operating Temperature (ºC) 0 ~ +70 -40 ~ +85 0 ~ +70 -40 ~ +85 0 ~ +70 -40 ~ +85 Frequency Range (MHz) 1.000 ~ 100.000 1.000 ~ 100.000 1.000 ~ 100.000 1.000 ~ 70.000 1.000 ~ 100.000 1.000 ~ 70.000 F1100E F1100ER F1145E F1145ER F1144E F1144ER Model Number 1.000 ~ 100.000 MHz -55ºC ~ +125ºC 5.0V ± 10% 15mA 30mA 70mA 80mA 45% ~ 55% 40% ~ 60% 10 nS 5 nS 4 nS 10 nS 5 nS 4 nS 0.4V 0.5V 2.4V Min 20mA Min -1.0mA Min 10TTL 20mS 35mS 30mS 20mS 15mS PARAMETERS Frequency Range (FO) Storage Temperature Range (TSTG) Supply Voltage (VDD) Input Current (IDD) 1.000 ~ 8.000 MHz 8.000+ ~ 24.000 MHz 24.000+ ~ 70.000 MHz 70.000+ ~ 100.000 MHz Output Symmetry (1.4V Level) 1.000 ~ 8.000 MHz 8.000+ ~ 100.000 MHz Rise Time (0.5V ~ 2.4V) (TR) 1.000 ~ 25.000 MHz 25.000+ ~ 70.000 MHz 70.000+ ~ 100.000 MHz Fall Time (2.4V ~ 0.5V) (TF) 1.000 ~ 25.000 MHz 25.000+ ~ 70.000 MHz 70.000+ ~ 100.000 MHz Output Voltage 1.000 ~ 25.000 MHz (VOL) 25.000+ ~ 100.000 MHz 1.000 ~ 100.000 MHz (VOH) Output Current (IOL) (IOH) Output Load Start-up Time (TS) 1.000 ~ 3.500 MHz 3.500+ ~ 4.000 MHz 4.000+ ~ 6.000 MHz 6.000+ ~ 20.000 MHz 20.000+ ~ 100.000 MHz • ELECTRICAL CHARACTERISTICS MAX (unless otherwise noted) Learn more about: Part Marking Identification Mechanical Specification Internet required • PART NUMBER SELECTIONLearn More - Internet Required Part Number 049-Frequency-xxxxx 343-Frequency-xxxxx 060-Frequency-xxxxx 061-Frequency-xxxxx 055-Frequency-xxxxx 465-Frequency-xxxxx Bobina B82144A2472K.. %BUB4IFFU Chokes and inductors For high frequency and EMC RF chokes, LBC series, axial Series/Type: B82144A Date: November 2005 © EPCOS AG 2005. Reproduction, publication and dissemination of this publication and the information contained therein without EPCOS’ prior express consent is prohibited. 211/05 RF chokes LBC series B82144A Please read the Important notes at the end of this document. LBC choke (Large Bobbin Core) Rated current 20 to 2200 mA Rated inductance 1 to 100000 N H Construction ■Large ferrite drum core ■Winding: enamel copper wire ■Flame-retardant lacquer coating Features ■Very wide inductance range ■High rated current ■RoHS-compatible (see page 6) Applications ■RF blocking and filtering ■Decoupling and interference suppression ■For telecommunications (12- or 16-kHz blocking filter), automotive electronics, energy-saving lamps, entertainment electronics Terminals ■Central axial leads, lead-free tinned Marking Inductance indicated by color bands to IEC 60062 Delivery mode Taped, Ammo and reel packing (packing see page 8) Dimensional drawing Minimum lead spacing 15 mm Approx. weight 1.1 g 12 max. 10±0.2510±0.25 IND0431-4 65±1 ø0.8 max. ø5.2 max. 14.8 max. lacquered/lackiert 6±0.5 (IEC 60294) 53 3.5 min. 311/05 RF chokes B82144A LBC series Please read the Important notes at the end of this document. Characteristics and ordering codes For further technical data see page 6. 1) Closer tolerances upon request. 2) For Ammo pack the last digit has to be a »9«. Example: B82144A2102K009 LR μH Tolerance1) Qmin f Q MHz IR mA Rmax Ω fres, min MHz Ordering code (reel packing)2) 1.0 ± 10 % K 40 7.96 2200 0.08 200 B82144A2102K000 1.5 40 7.96 2100 0.09 190 B82144A2152K000 2.2 40 7.96 1900 0.11 140 B82144A2222K000 3.3 40 7.96 1750 0.13 120 B82144A2332K000 4.7 40 7.96 1600 0.16 100 B82144A2472K000 6.8 40 7.96 1500 0.19 80 B82144A2682K000 10 60 2.52 1400 0.22 60 B82144A2103K000 15 60 2.52 1250 0.28 20 B82144A2153K000 22 50 2.52 1100 0.35 12 B82144A2223K000 33 ± 5 % J 40 2.52 900 0.43 8.0 B82144A2333J000 47 40 2.52 800 0.50 5.0 B82144A2473J000 68 30 2.52 700 0.60 4.5 B82144A2683J000 100 50 0.796 600 0.70 3.5 B82144A2104J000 150 50 0.796 500 0.90 3.0 B82144A2154J000 220 50 0.796 400 1.60 2.4 B82144A2224J000 330 50 0.796 330 1.90 2.0 B82144A2334J000 470 40 0.796 280 2.50 1.5 B82144A2474J000 680 30 0.796 240 2.80 1.3 B82144A2684J000 1000 60 0.252 200 3.80 1.2 B82144A2105J000 1500 60 0.252 160 6.00 1.0 B82144A2155J000 2200 60 0.252 120 9.00 0.8 B82144A2225J000 3300 60 0.252 110 12.0 0.6 B82144A2335J000 4700 60 0.252 90 20.0 0.5 B82144A2475J000 6800 60 0.252 80 30.0 0.4 B82144A2685J000 10000 50 0.0796 60 42.0 0.35 B82144A2106J000 15000 50 0.0796 50 68.0 0.30 B82144A2156J000 22000 50 0.0796 40 120 0.26 B82144A2226J000 ^ ^ USB tipo B Molex 67068-7041. Jack 3.5mm estéreo Lumberg KLBR 4. Verpackung: lose im Karton oder Kunststoffbeutel Packaging: in bulk in a cardboard box or a plastic bag Emballage: en vrac dans un carton ou sachet en plastique www.lumberg.com 09/2007 KLBR 4 KLBR 4 KLBR 4 Bestellbezeichnung Polzahl Verpackungseinheit Designation Poles Package unit Désignation Pôles Unité d’emballage KLBR 4 3 500 Klinkeneinbaukupplung nach JIS C 6560 JC35J3Z, 3,5 mm, 3-polig/stereo, abgewinkelte Ausführung, mit Öffner, für Leiterplatten 1. Temperaturbereich -30 °C/+85 °C 2. Werkstoffe Kontaktträger PBT, V0 nach UL 94 Kontaktbuchse CuZn, vernickelt Kontaktfeder CuZn/CuSn/Cu-Legierung, versilbert 3. Mechanische Daten Steckkraft 5–20 N Ziehkraft 4–20 N Steckzyklen ≥5000 Kontaktierung mit Klinkensteckern KLS 40, KLS 44, WKLS 40 4. Elektrische Daten Durchgangswiderstand ≤50 mΩ Bemessungsstrom 1 A Bemessungspannung 34 V AC/DC Prüfspannung 500 V/60 s Isolationswiderstand ≥108Ω Jack chassis socket, 3.5 mm acc. to JIS C 6560 JC35J3Z, 3 poles/stereo, angular version, with break contact, for printed circuit boards 1. Temperature range -30 °C/+85 °C 2. Materials Body PBT, V0 according to UL 94 Contact bush CuZn, nickeled Contact spring CuZn/CuSn/Cu alloy, silvered 3. Mechanical data Insertion force 5–20 N Withdrawal force 4–20 N Mating cycles ≥5000 Mating with jack plugs KLS 40, KLS 44, WKLS 40 4. Electrical data Contact resistance ≤50 mΩ Rated current 1 A Rated voltage 34 V AC/DC Test voltage 500 V/60 s Insulation resistance ≥108Ω Embase femelle jack suivant JIS C 6560 JC35J3Z, 3,5 mm, 3 pôles/stéréo, version angulaire, avec contact repos, pour cartes imprimées 1. Température d’utilisation -30 °C/+85 °C 2. Matériaux Corps isolant PBT, V0 suivant UL 94 Douille de contact CuZn, nickelé Ressort de contact CuZn/CuSn/Cu alliage, argenté 3. Caractéristiques mécaniques Force d’insertion 5–20 N Force de séparation 4–20 N Nombre de manœuvres ≥5000 Raccordement avec connecteurs mâles jack KLS 40, KLS 44, WKLS 40 4. Caractéristiques électriques Résistance de contact ≤50 mΩ Courant assigné 1 A Tension assignée 34 V AC/DC Tension d’éssai 500 V/60 s Résistance d’isolement ≥108Ω *a Leiterplattenlayout, von der Lötseite gesehen printed circuit board layout, solder side view modèle de la carte imprimée, vue du côté à souder *a Klinkensteckverbinder nach JIS C 6560, 3,5 mm Jack connectors according to JIS C 6560, 3.5 mm Connecteurs jack suivant JIS C 6560, 3,5 mm DIP Switch 8 polos KS DBS9106K.. Dual-in-line Switches 5 | 135 Specifications: Contact rating: 24 V DC, 25 mA Contact resistance: < 50 mΩ Insulation resistance: > 100 MΩ at 500 V DC Dielectric strength: 500 V DC for 1 minute Operating temperature: – 40° to + 85° C Mechanical life: minimum 5000 operations per pole Material: cover/base: PPS UL 94 V–0, black; actuator: PA66 UL 94 V–0, white Contacts/Terminals: brass, tin-plated Construction: case sealed series DBS 9000 K: slide recessed, front sealed with protective tape Mounting: on pc-board Slide position: OFF Soldering conditions: auto-soldering – max.: 10 sec, 260º C ± 10° C Models: DBS 9001 K 1 2,98 mm DBS 9002 K 2 5,52 mm DBS 9003 K 3 8,06 mm DBS 9004 K 4 10,60 mm DBS 9005 K 5 13,14 mm DBS 9006 K 6 15,68 mm DBS 9007 K 7 18,22 mm DBS 9008 K 8 20,76 mm DBS 9009 K 9 23,30 mm DBS 9010 K 10 25,84 mm DBS 9012 K 12 30,92 mm Series DBS 9000 K Type Poles Length (A) DBS 9101 K 1 2,98 mm DBS 9102 K 2 5,52 mm DBS 9103 K 3 8,06 mm DBS 9104 K 4 10,60 mm DBS 9105 K 5 13,14 mm DBS 9106 K 6 15,68 mm DBS 9107 K 7 18,22 mm DBS 9108 K 8 20,76 mm DBS 9109 K 9 23,30 mm DBS 9110 K 10 25,84 mm DBS 9112 K 12 30,92 mm Series DBS 9100 TK Type Poles Length (A) Barra de Pinos FCI 77313-101-06LF. PDM: Rev:BF Released .STATUS: Printed: Sep 01, 2009 PDM: Rev:BF Released .STATUS: Printed: Sep 01, 2009 Jumpers AKSCT/Z BLACK..