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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
18
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
24
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
27
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
28
Aplicar a tabela do resumo a exemplos