1 Realimentação Amauri Oliveira Abril de 2010 Universidade Federal da Bahia Escola Politécnica...

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Realimentação

Amauri OliveiraAbril de 2010

Universidade Federal da BahiaEscola Politécnica

Departamento de Engenharia Elétrica

UFBA

2

Diagrama de Bloco de Um Amplificador com Realimentação

Realimentação negativa

Realimentação positiva

1Axxo

of Bxx

Para realimentação negativa

fs xxx 1

BA

A

x

xA

s

or

1

3

Propriedades de amplificadores com realimentação

Sensibilidade de ganho e insensibilidade

r

rA

A A

A

dA

dAS r

BA

A

x

xA

s

or

1 2)1(

1

BAdA

dAr

BAS rA

A

1

1

Insensibilidade (inverso da sensibilidade)

BAI 1

4

Propriedades de amplificadores com realimentação

Sensibilidade de ganho e insensibilidade - Significado

r

rA

A A

A

dA

dAS r

A

A

dA

dA rA

Ar S r

A

A

BAA

A

A

AS rA

Ar

r

1

1

Significado

Uma variação do ganho do amplificador básico, devido alteração de algum componente, é atenuada de (dividida por) (1+AB) no amplificador com realimentação (amplificador realimentado tem variação de ganho menor).

Exemplo: Para (1+AB) = 10, uma variação de 10% em A provoca uma variação de apenas 1% em Ar

5

Propriedades de amplificadores com realimentação

Redução de distorção

Exemplo:

Para amplificador realimentado com amplificador básico não linear, e ganho A dado por:

1001

0

v

vA para 001,01 v

5001

0

v

vA para 001,01 v

E realimentação com B = 0,2

BA

A

x

xA

s

or

1

Ar = 4,95 para A = 500

Ar = 4,76 para A = 100

A distorção no amplificador com realimentação é menor que no amplificador sem realimentação !

6

Propriedades de amplificadores com realimentação

Redução de distorção

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

Sem realimentação e A = 500

Sem realimentação e A = 100

Com realimentação

7

Propriedades de amplificadores com realimentação

Redução de distorção

Espectro do sinal de saída sem realimentação

Espectro do sinal de saída com realimentação

0 1 2 3 4 5 6 70

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

f (hz)

0 1 2 3 4 5 6 70

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

f (hz)

8

Propriedades de amplificadores com realimentação

Alteração das freqüências de corte Freqüência de corte inferior

BA

A

x

xA

s

or

1 ps

sAsA

0)(

)1/(

)1/()( 00

o

o

or BAps

BAsA

sBAps

sAsA

jw

Plano s

x

B

|A()|dB ou |Ar(w)|dB

))1/(log(20 oo BAA

)log(20 oA

wpp/(1+BAo)

9

Propriedades de amplificadores com realimentação

Alteração das freqüências de corte Freqüência de corte superior

BA

A

x

xA

s

or

1 1

10)(ps

pAsA

)1()(

1

10

11

10

oor BAps

pA

pBAps

pAsA

jw

Plano s

x

B

|A()|dB ou |Ar(w)|dB

))1/(log(20 oo BAA

)log(20 oA

wp1p1(1+BAo)

10

Propriedades de amplificadores com realimentação

Alteração das freqüências de corte Freqüência de corte inferior e superior

wp1p1(1+BAo)

|A()|dB ou |Ar(w)|dB

))1/(log(20 oo BAA

)log(20 oA

pp/(1+BAo)

O ganho diminui e a faixa de passagem aumenta

11

Propriedades de amplificadores com realimentação

Alteração das impedâncias de entrada e saída

Dependem do tipo (ou topologia) de realimentação

12

Topologias Básicas de Realimentação

13

Análise de Realimentação Tensão - Corrente

OBAiBASS vYYvYYGi 12121111

OBALiBA vYYGvYY 222221210

S

SS R

vi

Oviv

Conexão paralela-paralela Análise por parámetros Y

Oviv

1i 2i

BA iii 111

BA iii 222

OAiAA vYvYi 12111

OAiAA vYvYi 22212 Semelhante

Para B

OBAiBA vYYvYYi 121211111

OBAiBA vYYvYYi 222221212

14

Análise de Realimentação Tensão - Corrente

))((

)(

121221212211

2121

BABA

A

S

O

YYYYYY

YY

i

v

B

OBAiBASS vYYvYYGi 12121111

OBALiBA vYYGvYY 222221210

111111 YYYG BAS

222222 YYYG BAL Com

)()(

1

/)(

12122211

2121

22112121

BABA

A

S

O

YYYYYY

YYYY

i

v

B

15

Análise de Realimentação Tensão - Corrente

)()(

1

/)(

12122211

2121

22112121

BABA

A

S

O

YYYYYY

YYYY

i

v

B

BA

AAr

1

2211

2121

YY

YYA BA

BA YYB 1212 BA YY 1212

BA YY 2121

Aproximações 2211

21

YY

YA A

BYB 12

16

Análise de Realimentação Tensão - Corrente

BA YY 1212

BA YY 2121

Aproximações

2211

21

YY

YA A

BYB 12

Definições

BY11 OBvY12 iBvY21

BY11 BY22

Interpretação

RLRSsi Ov

AY11 AY22

BY22

OAvY12 iAvY21

iv

17

Análise de Realimentação Tensão - Corrente

S

O

BALBAs

AA

i

v

YYGYYG

Y

YY

YA

22221111

21

2211

21

fOBO ivYBv 12

Definições

Interpretação

Resultado Rede A com efeito de carga da realimentação

B - realimentação

Procedimentos !

Exemplo

Sem realimentação

RLRSsi Ov

AY11 AY22iAvY21

OBvY12

BY11 BY22

iv

fi

Com vi = 0

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Análise de Realimentação Tensão - Corrente Impedância de entrada

S

SS R

vi

Oviv

i

Sir

ir v

iY

R

1

BAL

ABBAs

i

S

YYG

YYYYG

v

i

2222

21121111

OBiBASS vYvYYGi 121111

OBALiA vYYGvY 2222210

BAYYGYv

iBAsir

i

S 11111 !Gs

Fazer Gs = 0

19

Análise de Realimentação Tensão - Corrente Impedância de saída

S

SS R

vi

Oviv

)0(0|1

SS iv

o

oor

or v

iY

R

BAS

ABBAL

o

o

YYG

YYYYG

v

i

1111

21122222

OBiBAS vYvYYG 1211110

OBALiAo vYYGvYi 222221

BAYYGYv

iBALor

o

o 12222

Oi

OBiBASS vYvYYGi 121111

OBALiA vYYGvY 2222210

!GL

20

Análise de Realimentação Tensão - Corrente

Impedância de entrada

E

Impedância de saída

Aplicar a exemplo e mostrar interpretações

Aplicação

21

Análise de Realimentação Corrente - Tensão

Conexão serie-serie Análise por parámetros Z

Av1 A

BB1v1v

Av2

Bv2

2v

2iii

A

B

R LR S

~+

V S

Si oi

Com 111111 ZZZR BAs

222222 ZZZR BAL

|||| 2121 BA ZZ

|||| 1212 BA ZZ

oBAsBAss iZZiZZRv 12121111

oBALsBA iZZRiZZ 222221210

BA

A

s

or

ZZZZ

ZZZ

v

iA

122211

21

221121

1

/

Se BA iii 111 eBA iii 222

21212111111 iZZiZZv BABA

22222121211 iZZiZZv BABA

22

Análise de Realimentação Corrente - Tensão

BA

A

s

or

ZZZZ

ZZZ

v

iA

122211

21

221121

1

/

BA

AAr

1

2211

21

ZZ

ZA A

BZB 12

23

fvoi

Si

AZ11

BZ11

AZ22

B22Z

sAiZ21

oBiZ12

Análise de Realimentação Corrente - Tensão Interpretação

A

B

R LR S

~+

V S

Si oifv

2211

21

ZZ

Z

v

iA A

s

o Sem realimentação (vf = 0)

Bo

f Zi

vB 12 Com iS = 0 Procedimentos !

Exemplo

B - realimentação

Rede A com efeito de carga da realimentação

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Análise de Realimentação Corrente - Tensão Impedância de entrada

A

B

R LR S

~+

V S

Si oifv

oBsBAss iZiZZRv 121111

oBALsA iZZRiZ 2222210

BAZZRR BAsir 11111

LBA

ABBAs

s

sir RZZ

ZZZZR

i

vR

2222

21121111

25

Análise de Realimentação Corrente - Tensão Impedância de saída

A

B

R LR S

~+

V S

Si oifv

oBsBAss iZiZZRv 1211110

oBALsAo iZZRiZv 222221

BAZZRR BALor 12222

SBA

ABBALv

o

oor RZZ

ZZZZR

i

vR

s

1111

211222220|

~+

ov

26

Análise de Realimentação – Generalizando a abordagem a partir dos tipos de realimentação já vistos

Realimentação tensão-corrente Realimentação corrente-tensão

2211

21

ZZ

ZA A BZB 12

2211

21

YY

YA A

BYB 12

Generalizando 2211

21

pp

pA A

BpB 12

• Os tipos de parâmetros que definem A e B dependem do tipo de realimentação (associação de quadripolos que gera a realimentação);

• Os procedimentos para determinar o efeito de carga da rede de realimentação (B) no amplificador (A) dependem do tipo de conexão na entrada e na saída.

Yr = Y(1 + BA) se a conexão é paralela

Rr = R(1 + BA) se a conexão é série

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Resumo

Procedimentos e parâmetros

TopologiasV - I I - V V - V I - I

Para determinar a malha de entrada do circuito “A”

Para determinar a malha de saída do circuito “A”

Representação da fonte de sinal

Norton Thévenin Thévenin Norton

1/ xxA o

of xxB /

irR

orR

1/ ivR om iom viG /1/ vvA ov 1/ iiA o

of vi / of iv / of vv /of ii /

)1/( BARi )1( BARi )1/( BARi )1( BARi

)1/(0 BAR )1( BARo )1( BARo )1/(0 BAR

0ov 0ov0oi 0oi

01 v 01 v01 i 01 i

iR Resistência de entrada do amplificador com efeito de carga da realimentação

oR Resistência de saída do amplificador com efeito de carga da realimentação

Circuito “A” – amplificador com efeito de carga da realimentação

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Aplicar a tabela do resumo a exemplos