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1 mai-15
Dispositivos e Circuitos
Eletrnicos II
Amplificadores
Realimentados
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mai-15 2
Amplicador Realimentado
Amplificadores sem realimentao apresentam:
grande disperso dos parmetros dos elementos ativos;
variao de suas caractersticas com a temperatura e do ponto de operao;
normalmente apresentam forte no linearidade; ganho impreciso e instvel
Realimentao negativa, tcnica inventada em 1927 pelo engenheiro eletrnico
Harold S.Black (1898-1983) da Western Electric's West Street Labs.
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mai-15 3
Amplicador Realimentado Estrutura Bsica
A
AA
V
Vf
s
o
1
Ganho em
malha aberta
Fator de
realimentao
Sinal de erro
Ganho em
malha
fechada
Ganho de
malha
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mai-15 4
Amplicador Realimentado - Vantagens
Aumenta a Impedncia de Entrada;
Estabilidade do Ganho de Tenso; Melhor resposta em frequncia; Diminui a Impedncia de Sada;
Reduz o Rudo;
Operao mais Linear.
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mai-15 5
Amplicador Realimentado - Vantagens
Em condies ideais:
1
s
of
V
VA
A
1A
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Amplicador Realimentado Efeito sobre: Sensibilidade do ganho
Diferenciando ambos os lados da equao
2)1( A
dAdAf
e divindo-se por ela mesma:
A
dA
AA
dA
f
f
1
1
Fator de reduo da sensibilidade em relao
ao ganho de malha aberta A
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mai-15 7
Amplicador Realimentado Efeito sobre: Resposta em Frequncia
Frequncia de corte superior:
H
o
s
AsA
/1)(
Seja o amplificador sem realimentao
Ho
o
o
H
o
H
o
fAs
A
A
s
A
s
A
sA
sAsA
)1/(1
1
/11
/1
)(1
)()(
O amplificador com realimentao
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mai-15 8
Amplicador Realimentado Efeito sobre: Resposta em Frequncia
Fator de reduo da sensibilidade em relao
ao ganho de malha aberta A
Ho
o
o
H
o
H
o
fAs
A
A
s
A
s
A
sA
sAsA
)1/(1
1
/11
/1
)(1
)()(
HoHf
o
ofo
Hf
fo
fA
A
AA
ondes
AsA
)1(
1
/1)(
Frequncia de corte superior:
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mai-15 9
Amplicador Realimentado Efeito sobre: Resposta em Frequncia
Fator de reduo da sensibilidade em relao
ao ganho de malha aberta A
HoHf
o
ofo
Hf
fo
fA
A
AA
ondes
AsA
)1(
1
/1)(
Pode-se observar pela equao que, no amplificador
realimentado, a frequncia de corte superior Hf fica
aumentada pelo fator (1 + Ao) .
Frequncia de corte superior:
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Amplicador Realimentado Efeito sobre: Resposta em Frequncia
Frequncia de corte inferior:
s
AsA
L
o
/1)(
Seja o amplificador sem realimentao
sA
A
A
s
A
s
A
sA
sAsA
oL
o
o
L
o
L
o
f)1/(1
1
/11
/1
)(1
)()(
O amplificador com realimentao
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mai-15 11
Amplicador Realimentado Efeito sobre: Resposta em Frequncia
Fator de reduo da sensibilidade em relao
ao ganho de malha aberta A
)1/(1
/1)(
oLLf
o
ofo
Lf
fo
fA
A
AA
ondes
AsA
Frequncia de corte inferior:
sA
A
A
s
A
s
A
sA
sAsA
oL
o
o
L
o
L
o
f)1/(1
1
/11
/1
)(1
)()(
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mai-15 12
Amplicador Realimentado Efeito sobre: Resposta em Frequncia
Fator de reduo da sensibilidade em relao
ao ganho de malha aberta A
)1/(1
/1)(
oLLf
o
ofo
Lf
fo
fA
A
AA
ondes
AsA
Frequncia de corte inferior:
Pode-se observar pela equao que, no amplificador
realimentado, a frequncia de corte superior Lf fica
reduzida pelo fator (1 + Ao) .
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mai-15 13
Amplicador Realimentado Efeito sobre: Distoro:
Fator de reduo da sensibilidade em relao
ao ganho de malha aberta A
Amplificadores no realimentados,
normalmente apresentam distoro do
sinal de sada devido no linearidade
do elemento ativo usado na amplificao
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Amplicador Realimentado Efeito sobre: Distoro:
Fator de reduo da sensibilidade em relao
ao ganho de malha aberta A
Exemplo: Um amplificador com ganho de malha aberta A e com a aplicao de realimentao neste amplificador, com 0,05, transforma o ganho da seguinte forma:
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Amplicador Realimentado Efeito sobre: Distoro:
Fator de reduo da sensibilidade em relao
ao ganho de malha aberta A
Exemplo:
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Amplicador Realimentado Efeito sobre: Reduo de rudo ou sinais espriosis:
Fator de reduo da sensibilidade em relao
ao ganho de malha aberta A
A realimentao negativa pode ser usada para reduzir o efeito
indesejvel de rudo ou de sinais esprios nos amplificadores. Para
quantificar esse efeito vamos utilizar um dos fatores de qualidade para
comparao de amplificadores, a relao sinal/rudo (S /N ) medida na
sada.
Este parmetro obtido pela razo entre a amplitude do sinal e a
amplitude do sinal esprio no mesmo ponto do circuito.
Para a verificao do efeito da realimentao na reduo de rudo ou
sinais esprios, consideremos dois amplificadores com ganhos iguais
, sendo um deles realimentado e o outro no.
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mai-15 17
Amplicador Realimentado Efeito sobre: Reduo de rudo ou sinais espriosis:
Fator de reduo da sensibilidade em relao
ao ganho de malha aberta A
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mai-15 18
Amplicador Realimentado Efeito sobre: Reduo de rudo ou sinais espriosis:
Fator de reduo da sensibilidade em relao
ao ganho de malha aberta A
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mai-15 19
Amplicador Realimentado Efeito sobre: Reduo de rudo ou sinais espriosis:
Fator de reduo da sensibilidade em relao
ao ganho de malha aberta A
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mai-15 20
Amplicador Realimentado Topologias: Amostragem de tenso, comparao de
tenso - (ganho de tenso AV )
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mai-15 21
Amplicador Realimentado Topologias: Amostragem de tenso, comparao de
corrente - (ganho de transferncia AR )
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mai-15 22
Amplicador Realimentado Topologias: Amostragem de corrente , comparao de
tenso - (ganho de transcondutncia AG )
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mai-15 23
Amplicador Realimentado Topologias: Amostragem de corrente , comparao de
corrente - (ganho de corrente AI )
Fator de reduo da sensibilidade em relao
ao ganho de malha aberta A
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mai-15 24
Amplicador Realimentado Anlise: Amostragem de tenso, comparao de
tenso - (ganho de tenso AV )
Fator de reduo da sensibilidade em relao
ao ganho de malha aberta A
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mai-15 25
Amplicador Realimentado Anlise: Amostragem de tenso, comparao de
tenso - (ganho de tenso AV )
Fator de reduo da sensibilidade em relao
ao ganho de malha aberta A
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mai-15 26
Amplicador Realimentado Anlise: Amostragem de tenso, comparao de
tenso - (ganho de tenso AV )
Fator de reduo da sensibilidade em relao
ao ganho de malha aberta A
Impedncia de entrada sem realimentao
Impedncia de entrada com realimentao
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mai-15 27
Amplicador Realimentado Anlise: Amostragem de tenso, comparao de
tenso - (ganho de tenso AV )
Fator de reduo da sensibilidade em relao
ao ganho de malha aberta A
Impedncia de entrada com realimentao
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mai-15 28
Amplicador Realimentado Anlise: Amostragem de tenso, comparao de
tenso - (ganho de tenso AV )
Fator de reduo da sensibilidade em relao
ao ganho de malha aberta A
Impedncia de entrada com realimentao
Pode-se observar que a impedmcia de sada do
amplificador com realimentao negativa fica
aumentada pelo fator (1 + Av) .
)1( viif AZZ
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mai-15 29
Amplicador Realimentado Anlise: Amostragem de tenso, comparao de
tenso - (ganho de tenso AV )
Fator de reduo da sensibilidade em relao
ao ganho de malha aberta A
Impedncia de sada sem realimentao
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mai-15 30
Amplicador Realimentado Anlise: Amostragem de tenso, comparao de
tenso - (ganho de tenso AV )
Fator de reduo da sensibilidade em relao
ao ganho de malha aberta A
Impedncia de sada com realimentao
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mai-15 31
Amplicador Realimentado Anlise: Amostragem de tenso, comparao de
tenso - (ganho de tenso AV )
Fator de reduo da sensibilidade em relao
ao ganho de malha aberta A
Impedncia de sada com realimentao
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Amplicador Realimentado Anlise: Amostragem de tenso, comparao de
tenso - (ganho de tenso AV )
Fator de reduo da sensibilidade em relao
ao ganho de malha aberta A
Impedncia de sada com realimentao
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Amplicador Realimentado Anlise: Amostragem de tenso, comparao de
tenso - (ganho de tenso AV )
Fator de reduo da sensibilidade em relao
ao ganho de malha aberta A
Impedncia de sada com realimentao
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Amplicador Realimentado Anlise: Amostragem de tenso, comparao de
tenso - (ganho de tenso AV )
Fator de reduo da sensibilidade em relao
ao ganho de malha aberta A
Impedncia de sada com realimentao
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Amplicador Realimentado Anlise: Amostragem de tenso, comparao de
tenso - (ganho de tenso AV )
Fator de reduo da sensibilidade em relao
ao ganho de malha aberta A
Impedncia de sada com realimentao
Pode-se observar que a impedmcia de sada do
amplificador com realimentao negativa fica
reduzida pelo fator (1 + Av) .
)1( v
oof
A
ZZ
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Amplicador Realimentado Topologias: Amostragem de tenso, comparao de
corrente - (ganho de transferncia AR )
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corrente - (ganho de transferncia AR )
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Amplicador Realimentado Topologias: Amostragem de corrente , comparao de
tenso - (ganho de transcondutncia AG )
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Amplicador Realimentado Topologias: Amostragem de corrente , comparao de
tenso - (ganho de transcondutncia AG )
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Amplicador Realimentado Topologias: Amostragem de corrente , comparao de
corrente - (ganho de corrente AI )
Fator de reduo da sensibilidade em relao
ao ganho de malha aberta A
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mai-15 41
Amplicador Realimentado Topologias: Amostragem de corrente , comparao de
corrente - (ganho de corrente AI )
Fator de reduo da sensibilidade em relao
ao ganho de malha aberta A
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Amplicador Realimentado Como identificar o tipo de realimentao?
Tipo de amostragem - amostragem de tenso
Se o ponto de tomada da realimentao coincide com a sada do amplificador Vo,
ento existe, na sada, um n comum entre o amplificador bsico, a rede de
realiment ao e a carga.
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mai-15 43
Amplicador Realimentado Como identificar o tipo de realimentao?
Tipo de amostragem - amostragem de corrente
Se o ponto de tomada da realimentao feito em outro ponto da malha de
sada no coincidente com Vo, ento a amostragem de corrente;
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mai-15 44
Amplicador Realimentado Como identificar o tipo de realimentao?
Tipo de comparao - de corrente
Se a mistura for feita em n, a comparao de corrente.
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Amplicador Realimentado Como identificar o tipo de realimentao?
Tipo de comparao - de tenso
Se a mistura feita em malha a comparao de tenso.
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Amplicador Realimentado Identificao da rede .
Amostragem de tenso, comparao de tenso - (ganho de tenso Av )
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Amplicador Realimentado Identificao da rede .
Amostragem de corrente, comparao de tenso (ganho de transcondutncia AG)
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mai-15 48
Amplicador Realimentado Identificao da rede .
Amostragem de corrente, comparao de corrente -(ganho de corrente AI)
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mai-15 49
Amplicador Realimentado Identificao da rede .
Amostragem de tenso, comparao de corrente-(ganho de transresistncia AR)
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mai-15 50
Amplicador Realimentado
REALIMENTAO NEGATIVA - Resumo
1. Identificar o tipo de realimentao: amostragem e comparao;
2. Definir o tipo de ganho apropriado para o amplificador bsico Av, AR, AG e AI e para
a rede de realimentao =1/A. 3. Identificar a rede ; 4. Caracterizar a rede por seus parmetros Ri, Ro e ; 5. Definir o circuito do amplificador bsico incorporando as impedncias da fonte
(RS) , da carga (RL) e as da rede : na entrada (Ri,) e na sada (Ro); 6. Calcular ganho apropriado(Av, AR, AG e AI ), impedncia de entrada (Zi) e
impedncia de sada (Zo) do amplificador bsico (sem realimentao.
7. Calcular o ganho do amplificador realimentado apropriado (Avf, ARf, AGf e AIf ),
aplicando a expresso: Af=A/(1+ A) 8. Calcular as impedncias de entrada (Zif) e de sada (Zof) do amplificador
realimentado;
9. Clculos complementares.