capitulo 8 – realimentação – pag....
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Realimentação negativa
Vantagens:
• Dessensibilidade de ganho. • Redução da distorção não-linear.• Redução de ruído (S/N relação sinal/ruído (noise)).• Controle da impedância de entrada e saída.• Aumento da banda passante.
Desvantagem:
• Redução do ganho.
Capitulo 8 – Realimentação – pag. 489
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xsFonte deSinal A
Malha diretaCarga
βRealimentação
Σxo
xf
xi
• 8.1 Estrutura geral da realimentação - Diagrama de Blocos (pag. 490)
Figura 8.1 – Realimentação negativa. (pag. 490)
io Axx = (8.1)
iof xAxx ββ == (8.2)
fisfsi xxxxxx +=⇒−= (8.3)βA
AxxA
s
of +
==1 (8.4)
Ganho direto (malha fechada)
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Exercício 8.1 (pag 491).
βA é o ganho de malha.
βA+1 é a quantidade de realimentação (ou fator de dessensibilidade).
1>>βAβ1
=fA sf xx =Para implica que e . Circuito comparador.
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Derivando-se tem-se
Portanto, βA
AxxA
s
of +
==1
AdA
AAdA
f
f
β+=
11
2)1( βAdAdAf +
=
8.2 – Propriedades da realimentação negativa (pag. 491).
Exercício: Um amplificador em malha aberta apresenta um ganho de tensão igual a 100 ±
10. Introduzindo-se uma realimentação negativa com 2% da tensão de saída retornando a entrada, pede-se o ganho com malha fechada.
• 8.2.3 - Redução de ruído (S/N relação sinal/ruído (noise)).
• 8.2.4 - Redução da distorção não-linear.
• 8.2.1 - Dessensibilidade do ganho.
(8.7)
(8.8)
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Av
Av
fL fH Log f [Hz]
Avf
fHffLf
• 8.2.2 - Aumento da banda passante.
HMHf fAf )1( β+=βM
LLf A
ff+
=1
(8.12) (8.11)
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• 8.3.1 - Amplificador de tensão.
RL
Vf
VS
RS
AVi
β
Vo
Figura 8.4a – Composição (comparação) de tensão com amostragem de tensão (pag. 495).
8.3 - Topologias básicas (pag. 494)
Realimentação série- paralelo.
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• 8.3.2 - Amplificador de corrente.
IS RSRL
Io
A
β
Ii
If
Realimentação paralelo - série.
Figura 8.4b – Composição (comparação) de corrente com amostragem de corrente (pag. 495).
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• 8.3.3 - Amplificador de transcondutância.
RL
Vf
VS
RS
AVi
β
Io
Realimentação série- série.
Figura 8.4c – Composição (comparação) de tensão com amostragem de corrente (pag. 495).
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• 8.3.4 - Amplificador de transresistência.
IS RSRLA
β
Ii
If
Vo
Realimentação paralelo - paralelo.
Figura 8.4d – Composição (comparação) de corrente com amostragem de tensão (pag. 495).
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8.4 – Amplificador de tensão com realimentação Série-Paralelo (pag. 496).
8.4.1 - Situação ideal.
RiVi AViVf
VS
Ro
Vo
Ii
βVo
Vs Af Vs
Rof
RifVo
Figura 8.8 – Amplificador série-paralelo ideal e circuito equivalente (pag. 497).
i
o
VVA =
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• Resistência de entrada.
)1(/
ARRV
AVVRVVR
RVV
IVR iif
i
iii
i
si
ii
s
i
sif ββ
+=⇒+
==== (8.17)
Portanto, há um aumento na resistência de entrada em circuito realimentado.
• Resistência de saída.Curto-circuita a entrada (Vs =0) e aplica-se uma tensão de teste (Vt) na saída.
0
AVi
Ro
Vt
I
Figura 8.9 - Medida da resistência de saída. (pag. 498)
IVR t
of =
o
tttoffsi R
VAVIVVVVVV βββ +=⇒−=−=−=−=
o
it
RAVVI −
=
)1( βARR o
of += (8.19)
βAA
VVA
s
of +
==1 (8.16)
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8.4.2 - Situação real
RL
Vf
VS
RS
AVi
β
Vo
Rif RinRof
Rout
I1
h12 V2V2
h21 I1 h22
h11
RL
Vf
VS
RS
AVi Vo
Figura 8.10 – Amplificador série-paralelo (pag. 499).
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I1
h12 VoVo
h22
h11
RL
Vf
VS
RS
AVi Vo
Figura 8.10 – Amplificador série-paralelo (pag. 499).
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Malha de realimentação
R11
Malha de realimentação
R22Malha de realimentação o
f
VV
=βVoVf
R22 RLVi
RS
A Vo
R11
i
o
VVA =
R R Rin if s= −R
R R
out
of L
=−
⎛
⎝⎜⎜
⎞
⎠⎟⎟
11 1
Figura 8.11 – Resumo das regras para determinar A e β
para amplificador série-paralelo (pag. 500).
(8.23) (8.24)
Ri Ro
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Exemplo 8.1 (pag. 500) Errata: Rin =767kΩ.
RL
Vcc
RB
vo
vS
RE
RS
Exercício: Determine o elemento de realimentação, a topologia e o circuito equivalente de malha fechada.
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8.5 – Amplificador de transcondutância com realimentação Série – Série (pag. 502).
8.5.1 - Situação ideal.
Figura 8.13 – – Amplificador série- série ideal e circuito equivalente (pag. 503).
i
o
VIA =
Ri AViRo
Ii
βIo
Io
Vi
Vf
VS
Vs Af Vs RofRif
Io
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• Resistência de entrada (similar item 8.4)
βAA
VIA
s
of +
==1
)1(/
ARRV
AVVRVVR
RVV
IVR iif
i
iii
i
si
ii
s
i
sif ββ
+=⇒+
==== (8.27)
Portanto, há um aumento na resistência de entrada em circuito realimentado.
• Resistência de saída.Curto-circuita a entrada (Vs =0) e aplica-se uma corrente de teste (It ) na saída.
tof I
VR =
ottoit
toffsi
RIAIRAVIV
IIVVVV
)()(
β
ββ
+=−=
−=−=−=−=
oof RAR )1( β+= (8.29)Figura 8.14 - Medida da resistência de
saída (pag. 503).
V AVi Ro It
(8.26)
(8.28)
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8.5.2 - Situação real
z21 I1
I1
z12 I2
z11
RL
Vf
VS
RS
AVi
Io
I2
z22
RL
Vf
VS
RS
AVi
βRif Rin
RofRout
Io
Figura 8.15 – Amplificador série- série (pag. 504).
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z12 Io
z22z11
RL
Vf
VS
RS
AVi
Io
Figura 8.15 – Amplificador série- série (pag. 504).
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Malha de realimentação
R11
Vi
RS
A
Io
R11
i
o
VIA =
R22
RL
Malha de realimentação
R22
Malha de realimentação
o
f
IV
=βIoVf
R R Rin if s= − R R Rout of L= −
Figura 8.16 – Resumo das regras para determinar A e β
para amplificador série- série (pag. 505).
(8.34)(8.33)
Ro
Y Y´Ri
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Exercício: Determine o elemento de realimentação, a topologia e o circuito equivalente de malha fechada.
Vcc
RB vo
vS
RE
RS
RC
RL
Exemplo 8.2 (pag. 506).
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8.6 – Amplificador com realimentação Paralelo- Paralelo e Paralelo - Série (pag. 508).
• Resistência de entrada no caso de comparação em paralelo.
)1( ARR
AIIIR
IIV
IVR i
ifii
ii
fi
i
s
iif ββ +
=⇒+
=+
== (8.36)
Exemplo 8.3 (pag. 509).
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R11
Malha de realimentação
R11
i
o
IVA =
Malha de realimentação
R22
Malha de realimentação
o
f
VI
=βVoIf
Figura 8.20 – Resumo das regras para determinar A e β
para amplificador paralelo - paralelo (pag. 509).
R22 RLIiRS A Vo
RiRo
R
R R
out
of L
=−
⎛
⎝⎜⎜
⎞
⎠⎟⎟
11 1 (8.41)
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−
=
Sif RR
Rin11
1(8.40)
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R11
Malha de realimentação
R11
i
o
IIA =
Malha de realimentação
R22
Malha de realimentação
o
f
II
=βIoIf
Figura 8.24 – Resumo das regras para determinar A e β
para amplificador paralelo - série (pag. 512).
IiRS A
Ri Ro
(8.48)⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−
=
Sif RR
Rin11
1(8.47)
Io
R22
RL
Y Y´
R R Rout of L= −