Amplificadores de Pequeno Sinal

7/24/2019 Amplificadores de Pequeno Sinal

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Amplificadores de pequeno sinal

Eng. electrnica

O Grupo de laboratrioPage 2

Introduo

No presente relatrio, foi analisada a operao de um amplificador para pequenos sinais

com BJT e AOP. Tendo como maior objectivo o maior aproveitamento deste, entender

o seu funcionamento e ser capaz de ajustar segundo as nossas necessidades, ou desejos.

As partes experimentais apresentam os circuitos e mostram como deve ser o projectado:

demonstra como calcular os resistores de alimentao de base e os capacitores, tambm

a determinar a regio de trabalho de modo a tirar pleno aproveitamento.

A primeira parte (BJT) aborda tambm questes sobre resposta em frequncia do

amplificador com BJT, tratando da variao do ganho em funo da frequncia e da

determinao das frequncias de corte (superior e inferior).


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Objectivos

Projectar AMPLIFICADORES DE PEQUENO SINAL.

Projectar amplificadores usando BJT, FET e AOP.

Ser capaz de controlar o Ganho a frequncia Ri, R0 (parmetros do amplificador).

Entender o funcionamento dos amplificadores.

Projectar AOP com uma s fonte.


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Resumo

Circuito amplificador e um circuito que ao receber um sinal de uma fonte da entrada

fornece na sada o mesmo sinal amplificado. O sinal da entrada geralmente e pequeno

(alguns mili-volts).

Amplificadores operacionais so amplificadores diferenciais DC de alto desempenho:

alto ganho, alta impedncia de entrada, baixa impedncia de sada e grande resposta em

frequncia.

Os capacitores que existem incorporados no circuito (de acoplo e bypass) so

componentes electrnicos que na presena de corrente continua funcionam como

circuito aberto e na presena de corrente alternada como curto-circuito. Por isso de so

alta importncia porque impedem a corrente continua que vem do circuito auto-

polarizado e permitem-nos estabelecer mais facilmente a nossa regio de trabalho.

Resistor ou resistncia e um componente que oferece resistncia a passagem de corrente

elctrica e muito importante neste circuito para se estabelecer a regio de trabalho e

ajustar o ganho assim como as frequncias.1

Polarizao de um transstor: A polarizao do transstor e necessria para assegurar a

polarizao directa da juno base emissor, e a polarizao inversa da juno base

colector. Um dos grandes problemas associados ao transstor e a sua polarizao.

Um amplificador correctamente polarizado e preparado para funcionar a metade da

gama de tenses compreendidas entre o corte e a saturao, quando no lhe e aplicada

tenso de entrada.

Os efeitos exteriores, como a temperatura e a luz podem afectar a polarizao docircuito, devendo haver uma compensao a estas alteraes. Como um amplificador

usando transstor pode funcionar na regio activa, a polarizao deve nos assegurar que

o transstor esteja sempre a funcionar nessa regio.

Existem alguns tipos de polarizao do transstor mais a melhor o circuito auto

polarizado (ou divisor de tenso). Porque ele nos da um alto grau de estabilidade, e

1O relatrio falara mais sobre isso adiante


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resolve algumas das desvantagens dos outros mtodos de polarizao. A figura mostra

os mtodos de polarizao e destaca a polarizao por divisor de tenso (circuito auto

polarizado).

Circuito autopolarizado:

A polarizao fixa e fornecida pela malha R1 R2.

A circulao da corrente atravs da malha, da terra parra o VCC, polariza a base

relativamente ao emissor. R3 e ligada em serie com o emissor, para proporcionar auto

polarizao. Se a corrente do emissor aumentar, a queda de tenso atravs de R3

aumenta, diminudo a tenso do colector. Para projectar a que ter em conta o seguinte:

VCC= 15 *

VCE=0.5VCC

VRE=0.15VCC

RB1=0.1RE

*2foi a tenso escolhida para este circuito. Porem pode variar de acordo com a vontade de cada um.


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Amplificador de pequeno sinal com

BJT


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Procedimentos experimentais

Amplificador de pequeno sinal com BJT ou FET:

Tarefa

1. Projete um amplificador de pequeno sinalcom o BJTou com o FET, com

as seguintes caractersticas: /Av/50, fL100Hz e fH20KHz. Justifique

seus critrios.Elabore um relatrio do trabalho realizado..

Escolheu-se a arquitectura desejada. Fig 1 Ajustou-se os parmetros tendo em conta os graus de liberdade. (/Av/50,

fL100Hz e fH20KHz).


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Material necessrio:

Qt. Designao Descrio

1 Placa Placa para soldar os componentes1 Vcc Fonte de tenso 15v

1 Vs Fonte de tenso alternada 5mVrms/60hz

5 R Resistncia varios

1 Transstor Transstor 2N3904

4 C Capacitores varios


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Critrios a ter em conta ao seleccionar o material:

As combinaes de resistncias e que vo determinar em que regio de trabalho

o transstor vai operar e consequentemente o ganho.

Deve-se seleccionar e combinar as resistncias de modo que obtenhamos o

ganho desejado.

Parmetros tericos:


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Calculo do ganho e das frequncias de corte:

o re - Resistncia da unio Pn.

o RLresistncia resultante do paralelo entre a R5 e Rc.

Como:

ento e

o R5

Calculo dos capacitores:


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Amplificador de pequeno sinal

construdo com um amplificador

operacional


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Amplificador de pequeno sinal construdo com amplificador

operacional:

Tarefa

1. Projete um amplificador de pequeno sinal com as seguintes

caractersticas: /Av/ 50, Ri>5K. Solo pode utilizar uma fonte de

alimentao. Justifique seus critrios. Proponha um mtodo para

projetar amplificadores desse tipo.Elabore um relatrio do trabalho

realizado

Escolheu-se a arquitectura desejada. Fig 1

Ajustou-se os parmetros tendo em conta os graus de liberdade. ( /Av/50, Ri>

5K). Tendo em conta que somente se pode usar uma fonte.


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Material necessrio:

Qt. Designao Descrio

1 Placa Placa para soldar os componentes

1 Vcc Fonte de tenso 15v

1 Vs Fonte de tenso alternada 5mVpk/1khz

4 R Resistncia Varios

1 AOP Amplificador operacional 741

Como o amplificador e inversor o seu ganho sera:

Ganho obtido atraveis de simulacao:


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Critrios a ter em conta ao seleccionar o material:

Se no tivermos a nossa disposio o amplificador operacional 741 pode usar

equivalentes. Como:

Os ampoperacionais acima listados podem servir como alternativa ao 741. E todos tem

umslewrate superior aoslewrate do aop741

Foi indicada que a Ri deveria ser superior a 5k, porem usou-se uma muito acima

para evitar que houvesse desfasagem.

Deve-se seleccionar e combinar as resistncias de modo que obtenhamos o

ganho desejado. (R4 e R3)

Tarefa

2. Projete um amplificador que multiplique por 50 a soma de trs sinais de

amplitude mxima 100mV e freqncia compreendida entre 0 e 10KHz.

Proponha um mtodo para projetar amplificadores desse tipo. Registre

em um relatrio os resultados e os critrios que utilizou.


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Escolheu-se a arquitectura. Fig 3

Escolheram-se os componentes e ajustou-se os parmetros.

Para projectar circuitos desse tipo temos que ter em conta que os sinais que

queremos somar devem ter o mesmo sinal, ou seja, devem todos entrar pela

mesma entrada. (neste caso foi usada a entrada inversora) .

O ganho deve ser 50. Para que multiplique por 50 a soma de sinais:

( )


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Concluso

Pode-se concluir que nos amplificadores de pequenos sinais usando BJT as frequncias

de corte (superior e inferior), FL e FH podem ser facilmente ajustados: porque o FH ealtamente influenciado pelo plo dominante capacitor conectado em paralelo com a

unio base - colector. E FL maioritariamente ligado ao capacitor de bypasscapacitor

ligado a resistncia do emissor do circuito, e que tambm serve para podermos controlar

mais o ganho. Porem se quisermos ainda mais controle sobre o ganho podemos dividir

em 2 a nossa resistncia no emissor assim o ganho no dependera muito da corrente que

passa pelo emissor. Se queremos um alto desempenho podemos usar um amplificador

de pequenos sinais com amplificadores operacionais. Pois eles tm maior ganho, alta

impedncia de entrada e menos impedncia de sada e tem tambm uma alta resposta

em frequncia.


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O G d l b t i P

Bibliografia

1. TOMO 2. Dispositivos bsicos e analgicos, McGraw-Hill, seriem

electricidade/electrnica. 2000.(pagina 163).

2. MILLMAN, microelectronica. TERCERA PARTE circuitos y sistemas

amplificadores. (pagina 379 para. 1-).

3. SIMONE FACE, PROFOC, Projectos de formao e consultoria Lda.,

Polarizao do transstor acesso em 20/09/2014.

4. PETER J. VIS, vis Labs

acesso

em 25/09/2014.
http://elearning.iefp.pt/http://elearning.iefp.pt/http://www.petervis.com/741_pin_compatible_equivalent_OP_Ampshttp://www.petervis.com/741_pin_compatible_equivalent_OP_Ampshttp://elearning.iefp.pt/

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