eletrônica ii germano maioli penello aula 02 gpenello@gmail.com germano

Eletrônica II

Germano Maioli Penello

Aula 02

gpenello@gmail.comwww.lee.eng.uerj.br/~germano

AmplificadorÉ comum ter situações temos um sinal de baixa intensidade (V ou mV). O processamento desses sinais seria muito mais simples se a intensidade fosse maior. Este é um dos exemplos da necessidade de se desenvolver circuitos amplificadores.

http://www.antenas3g.com.br/repetidores_3g.html

Amplificador - linearidadeÉ comum ter situações temos um sinal de baixa intensidade (mV ou mV). O processamento desses sinais seria muito mais simples se a intensidade fosse maior. Este é um dos exemplos da necessidade de se desenvolver circuitos amplificadores.

Ponto importante em um circuito amplificador:• Linearidade!

A – magnitude da amplificação

Sinal de saída reproduz fielmente o sinal de entrada! O fator multiplicativo A não altera a forma de onda do sinal de entrada.

Amplificador - linearidade

A = 1 (inclinação da reta) Distorções não lineares

v0(t) = A vi(t) + B vi(t)2 + C vi(t)3 + …

Amplificador - linearidade

Amplificador - linearidade

O amplificador não linear causa distorções na forma de onda do sinal.Sinal de saída é diferente do sinal de entrada!

Indesejável quando queremos reproduzir fielmente o sinal de entrada.

Utilizado em música para criar distorções e efeitos de som (ex. pedal de guitarrra elétrica)

http://www2.hsu-hh.de/ant/webbox/DistortionApplet/DistortionApplet.html

Amplificadores

Pré-amplificador – Amplifica sinais de entrada de baixa intensidade, amplificador de tensão.Amplificador de potência – pode ter um ligeiro ganho de tensão, tem um ganho significativo de corrente.

Sistema de som utiliza o pré-amplificador para controlar o volume e o amplificador de potência para alimentar o alto falante. Necessário o acoplamento entre diferentes amplificadores!

Símbolo (duas portas)

Lembre-se da definição do amplificador linear:

Ganho de tensão

Característica de transferência

http://www2.hsu-hh.de/ant/webbox/DistortionApplet/DistortionApplet.html

Ganho de corrente e potência

Diferentemente de um transformador, com o amplificador existe aumento de potência! Como isso é possível?

Conservação de energiaDiferentemente de um transformador, com o amplificador existe aumento de potência! Como isso é possível?

Conservação de energiaDiferentemente de um transformador, com o amplificador existe aumento de potência! Como isso é possível?

O amplificador precisa de uma fonte DC para operar. Ela que fornece a energia extra!

Conservação de energiaDiferentemente de um transformador, com o amplificador existe aumento de potência! Como isso é possível?

O amplificador precisa de uma fonte DC para operar. Ela que fornece a energia extra!

Potência DC

Potência do sinal Potência na carga

Potência dissipada

Eficiência

A eficiência é definida como potência de saída na carga sobre potência total de entrada. Como PI é normalmente pequeno (potência desprezível se comparada a Pdc):

Parâmetro importante para amplificadores que lidam com altas potências.

Ganho em decibéis

Um decibel (dB) é a décima parte de um bel (B). 1 B = 10 dB (nomeado em referência a Alexander Graham Bell)

Representa a razão entre duas quantidades de potência.

Ganho(bel) = log10(P1/P2)Ganho(decibel) = 10 log10(P1/P2)

Quando aplicado à tensões e correntes

Ganho(decibel) = 20 log10(V1/V2)Ganho(decibel) = 20 log10(I1/I2)

Lembre-se que a relação entre tensão (ou corrente) e potência é quadrática em sistemas lineares, por isso o fator x2.

Saturação

http://www2.hsu-hh.de/ant/webbox/DistortionApplet/DistortionApplet.html

Convenção de símbolos

Quantidade instantânea total – letra minúscula com subescrito maiúsculo

Quantidade DC – letra maiúscula com subescrito maiúsculo

Quantidade AC – letra minúscula com subescrito minúsculo

Amplitude da quantidade AC (sinoidal) – letra maiúscula com subescrito minúsculo

iCC

icc

Modelo de circuitoIndependente da complexidade do amplificador, podemos modelar o seu funcionamento olhando apenas para os terminais de entrada e saída.

Modelo de circuitoIndependente da complexidade do amplificador, podemos modelar o seu funcionamento olhando apenas para os terminais de entrada e saída.

?Como determinar as impedâncias de entrada e saída em um circuito em bloco?

Impedância

?

Como determinar as impedâncias de entrada e saída em um circuito em bloco?

Impedância

?

Como determinar as impedâncias de entrada e saída em um circuito em bloco?

Impedância

?

Como determinar as impedâncias de entrada e saída em um circuito em bloco?

Vs

Fonte com resistência interna

Impedância

?

Como determinar as impedâncias de entrada e saída em um circuito em bloco?

Vs

Medindo Vi, determinamos Zi

Impedância

?

Como determinar as impedâncias de entrada e saída em um circuito em bloco?

Vs

Impedância

?

Como determinar as impedâncias de entrada e saída em um circuito em bloco?

Vs

Impedância

?

Como determinar as impedâncias de entrada e saída em um circuito em bloco?

Vs

Qual seria o valor de Vi se Zi fosse infinitamente alto?

Impedância

?

Como determinar as impedâncias de entrada e saída em um circuito em bloco?

Um procedimento similar pode ser realizado para se determinar a impedância de saída Zo.

ImpedânciaComo determinar as impedâncias de entrada e saída em um circuito em bloco?

Impedância “vista” da saída para a entrada com Vs substituído por um curto (repetindo o exemplo anterior, Vs agora é um curto).

Zo

?

ImpedânciaComo determinar as impedâncias de entrada e saída em um circuito em bloco?

? V

R

ImpedânciaComo determinar as impedâncias de entrada e saída em um circuito em bloco?

? V

R

ImpedânciaComo determinar as impedâncias de entrada e saída em um circuito em bloco?

? V

R

Modelo de circuitoIndependente da complexidade do amplificador, podemos modelar o funcionamento do amplificador olhando apenas para seus terminais de entrada e saída.

Modelo de circuitoIndependente da complexidade do amplificador, podemos modelar o funcionamento do amplificador olhando apenas para seus terminais de entrada e saída.

Ganho de tensão

Modelo de circuitoIndependente da complexidade do amplificador, podemos modelar o funcionamento do amplificador olhando apenas para seus terminais de entrada e saída.

Ganho de tensão

Se RL Ganho de tensão do amplificador sem carga.

Modelo de circuitoIndependente da complexidade do amplificador, podemos modelar o funcionamento do amplificador olhando apenas para seus terminais de entrada e saída.

Ganho de tensão

Se R0 0 Tensão de saída independe da carga.

Modelo de circuitoIndependente da complexidade do amplificador, podemos modelar o funcionamento do amplificador olhando apenas para seus terminais de entrada e saída.

Se Ri

Ri introduz mais um divisor de tensão, apenas parte do sinal é aplicado nos terminais do amplificador.

Todo o sinal é aplicado nos terminais do amplificador.

Parâmetros importantes

• Resistência de entrada• Resistência de saída• Ganho do amplificador

Até o momento!

Parâmetros importantes

• Resistência (impedância) de entrada• Resistência (impedância) de saída• Ganho do amplificador

Modelo de circuitoIndependente da complexidade do amplificador, podemos modelar o funcionamento do amplificador olhando apenas para seus terminais de entrada e saída.

Ganho total de tensão

Modelo de circuitoIndependente da complexidade do amplificador, podemos modelar o funcionamento do amplificador olhando apenas para seus terminais de entrada e saída.

Divisor de tensão na entrada

Divisor de tensão na saída

Modelo de circuitoIndependente da complexidade do amplificador, podemos modelar o funcionamento do amplificador olhando apenas para seus terminais de entrada e saída.

Existem casos que é desejável ter um ganho de potência, em vez de tensão. Nesses casos, pode-se projetar um amplificador com alta impedância de entrada e baixa de saída (amplificador seguidor de tensão, também chamado de buffer de tensão).