Eletrônica II

Germano Maioli Penello

31/03/2015

gpenello@gmail.comwww.lee.eng.uerj.br/~germano

Pauta (T3 e T4)BRUNO SILVEIRA KRAUSE 200710532211CAIO ROSCELLY BARROS FAGUNDES 201020412311CAROLINA LAUREANO DA SILVA 201110312411GABRIELLE CRISTINA DE SOUZA SILVA 201110256211GUTEMBERG CARNEIRO NUNES 201410074911HARLAN FERREIRA DE ALMEIDA 201120421111HERNAN DE ALMEIDA PONTIGO 201210380211LEONARDO RICARDO BERNARDES DA CONCEIçãO 200910229111LUCAS MUNIZ TAUIL 201210073911NAYARA VILLELA DE OLIVEIRA 201110062111

ANA CAROLINA FRANCO ALVES 200910169711BRUNO STRZODA AMBROSIO 201110060611FERNANDO DE OLIVEIRA LIMA 201210070411GISELE SILVA DE CARVALHO 200920386311HAZIEL GOMES DA FONSECA 200910105311HENRIQUE DE SOUZA SANTANA 201420535011HUGO CARDOZO DA SILVA 201110313311IURI COSTA MACHADO DOS SANTOS 201120586611JESSICA BARBOSA DE SOUZA 201210068011LEONARDO MOIZINHO PINHEIRO 200920545211

Pauta (T5 e T6)ALINE DAMM DA SILVA FALCAO 201110358411BERNARDO CARVALHO SILVA SANTOS 201120428811FABRICIO BICHARA MOREIRA 201120586511JOAO CARLOS GONCALVES MARTINHO 201110065111JéSSICA RIBEIRO VENTURA 201220446811LUCAS VENTURA ROMANO 200920382111MATEUS LOPES FIGUEIREDO 201220690611MONIQUE SOARES DE MORAES 201010069511NATHALIA CRISTINA AZEVEDO VALADAO DE JESUS 201020411911RENATO DOS SANTOS FREITAS JUNIOR 200910137111VICTOR ARAUJO MARCONI 200810350011VINICIUS PEIXOTO MEDINA 201220446411

CLAREANA RANGEL DE OLIVEIRA 201220450911DANIEL DE SOUZA PESSOA 201220452011GUSTAVO OGG FERREIRA MORENO TAVARES 201220447211ISRAEL BATISTA DOS SANTOS 201220453911LEONARDO DA SILVA AMARAL 201220446111LUCIANA DE FREITAS MONTEIRO 200520396211MARCOS VINICIUS PAIS BORSOI 200820381611MARISOL BARROS DE ALMEIDA 201020407511RICARDO ALVES BARRETO 200420419111WALBER LEMOS DOS SANTOS 20112042171

AmplificadorÉ comum ter situações temos um sinal de baixa intensidade (V ou mV). O processamento desses sinais seria muito mais simples se a intensidade fosse maior. Este é um dos exemplos da necessidade de se desenvolver circuitos amplificadores.

http://www.antenas3g.com.br/repetidores_3g.html

Amplificador - linearidadeÉ comum ter situações temos um sinal de baixa intensidade (mV ou mV). O processamento desses sinais seria muito mais simples se a intensidade fosse maior. Este é um dos exemplos da necessidade de se desenvolver circuitos amplificadores.

Ponto importante em um circuito amplificador:• Linearidade!

A – magnitude da amplificação

Sinal de saída reproduz fielmente o sinal de entrada! O fator multiplicativo A não altera a forma de onda do sinal de entrada.

Amplificador - linearidade

A = 1 (inclinação da reta) Distorções não lineares

v0(t) = A vi(t) + B vi(t)2 + C vi(t)3 + …

Amplificador - linearidade

O amplificador não linear causa distorções na forma de onda do sinal.Sinal de saída é diferente do sinal de entrada!

Indesejável quando queremos reproduzir fielmente o sinal de entrada.

Utilizado em música para criar distorções e efeitos de som (ex. pedal de guitarrra elétrica)

http://www2.hsu-hh.de/ant/webbox/DistortionApplet/DistortionApplet.html

Amplificadores

Pré-amplificador – Amplifica sinais de entrada de baixa intensidade, amplificador de tensão.Amplificador de potência – pode ter um ligeiro ganho de tensão, tem um ganho significativo de corrente.

Sistema de som utiliza o pré-amplificador para controlar o volume e o amplificador de potência para alimentar o alto falante. Necessário o acoplamento entre diferentes amplificadores!

Símbolo (duas portas)

Lembre-se da definição do amplificador linear:

Ganho de tensão

Característica de transferência

http://www2.hsu-hh.de/ant/webbox/DistortionApplet/DistortionApplet.html

Ganho de corrente e potência

Diferentemente de um transformador, com o amplificador existe aumento de potência! Como isso é possível?

Conservação de energiaDiferentemente de um transformador, com o amplificador existe aumento de potência! Como isso é possível?

Conservação de energiaDiferentemente de um transformador, com o amplificador existe aumento de potência! Como isso é possível?

O amplificador precisa de uma fonte DC para operar. Ela que fornece a energia extra!

Conservação de energiaDiferentemente de um transformador, com o amplificador existe aumento de potência! Como isso é possível?

O amplificador precisa de uma fonte DC para operar. Ela que fornece a energia extra!

Potência DC

Potência do sinal Potência na carga

Potência dissipada

Eficiência

A eficiência é definida como potência de saída na carga sobre potência total de entrada. Como PI é normalmente pequeno (potência desprezível se comparada a Pdc):

Parâmetro importante para amplificadores que lidam com altas potências.

Ganho em decibéis

Um decibel (dB) é a décima parte de um bel (B). 1 B = 10 dB (nomeado em referência a Alexander Graham Bell)

Representa a razão entre duas quantidades de potência.

Ganho(bel) = log10(P1/P2)Ganho(decibel) = 10 log10(P1/P2)

Quando aplicado à tensões e correntes

Ganho(decibel) = 20 log10(V1/V2)Ganho(decibel) = 20 log10(I1/I2)

Lembre-se que a relação entre tensão (ou corrente) e potência é quadrática em sistemas lineares, por isso o fator x2.

Saturação

http://www2.hsu-hh.de/ant/webbox/DistortionApplet/DistortionApplet.html

Convenção de símbolos

Quantidade instantânea total – letra minúscula com subescrito maiúsculo

Quantidade DC – letra maiúscula com subescrito maiúsculo

Quantidade AC – letra minúscula com subescrito minúsculo

Amplitude da quantidade AC (sinoidal) – letra maiúscula com subescrito minúsculo

iCC

ic

c

Modelo de circuitoIndependente da complexidade do amplificador, podemos modelar o seu funcionamento olhando apenas para os terminais de entrada e saída.

Modelo de circuitoIndependente da complexidade do amplificador, podemos modelar o seu funcionamento olhando apenas para os terminais de entrada e saída.

?Como determinar as impedâncias de entrada e saída em um circuito em bloco?

Impedância

?

Como determinar as impedâncias de entrada e saída em um circuito em bloco?

Impedância

?

Como determinar as impedâncias de entrada e saída em um circuito em bloco?

Impedância

?

Como determinar as impedâncias de entrada e saída em um circuito em bloco?

Vs

Fonte com resistência interna

Impedância

?

Como determinar as impedâncias de entrada e saída em um circuito em bloco?

Vs

Medindo Vi, determinamos Zi

Impedância

?

Como determinar as impedâncias de entrada e saída em um circuito em bloco?

Vs

Impedância

?

Como determinar as impedâncias de entrada e saída em um circuito em bloco?

Vs

Impedância

?

Como determinar as impedâncias de entrada e saída em um circuito em bloco?

Vs

Qual seria o valor de Vi se Zi fosse infinitamente alto?

Impedância

?

Como determinar as impedâncias de entrada e saída em um circuito em bloco?

Um procedimento similar pode ser realizado para se determinar a impedância de saída Zo.

ImpedânciaComo determinar as impedâncias de entrada e saída em um circuito em bloco?

Impedância “vista” da saída para a entrada com Vs substituído por um curto (repetindo o exemplo anterior, Vs agora é um curto).

Zo

?

ImpedânciaComo determinar as impedâncias de entrada e saída em um circuito em bloco?

? V

R

ImpedânciaComo determinar as impedâncias de entrada e saída em um circuito em bloco?

? V

R

ImpedânciaComo determinar as impedâncias de entrada e saída em um circuito em bloco?

? V

R

Modelo de circuitoIndependente da complexidade do amplificador, podemos modelar o funcionamento do amplificador olhando apenas para seus terminais de entrada e saída.

Modelo de circuitoIndependente da complexidade do amplificador, podemos modelar o funcionamento do amplificador olhando apenas para seus terminais de entrada e saída.

Ganho de tensão

Modelo de circuitoIndependente da complexidade do amplificador, podemos modelar o funcionamento do amplificador olhando apenas para seus terminais de entrada e saída.

Ganho de tensão

Se RL Ganho de tensão do amplificador sem carga.

Modelo de circuitoIndependente da complexidade do amplificador, podemos modelar o funcionamento do amplificador olhando apenas para seus terminais de entrada e saída.

Ganho de tensão

Se R0 0 Tensão de saída independe da carga.

Modelo de circuitoIndependente da complexidade do amplificador, podemos modelar o funcionamento do amplificador olhando apenas para seus terminais de entrada e saída.

Se Ri

Ri introduz mais um divisor de tensão, apenas parte do sinal é aplicado nos terminais do amplificador.

Todo o sinal é aplicado nos terminais do amplificador.

Parâmetros importantes

• Resistência de entrada• Resistência de saída• Ganho do amplificador

Até o momento!

Parâmetros importantes

• Resistência (impedância) de entrada• Resistência (impedância) de saída• Ganho do amplificador

Modelo de circuitoIndependente da complexidade do amplificador, podemos modelar o funcionamento do amplificador olhando apenas para seus terminais de entrada e saída.

Ganho total de tensão

Modelo de circuitoIndependente da complexidade do amplificador, podemos modelar o funcionamento do amplificador olhando apenas para seus terminais de entrada e saída.

Divisor de tensão na entrada

Divisor de tensão na saída

Modelo de circuitoIndependente da complexidade do amplificador, podemos modelar o funcionamento do amplificador olhando apenas para seus terminais de entrada e saída.

Existem casos que é desejável ter um ganho de potência, em vez de tensão. Nesses casos, pode-se projetar um amplificador com alta impedância de entrada e baixa de saída (amplificador seguidor de tensão, também chamado de buffer de tensão).

Cascata de amplificadores

Idealmente, só precisamos de um amplificador perfeito.Alto ganho, alta impedância de entrada e baixa impedância de saída.

Não é possível projetar um amplificador ideal! As impedâncias de entrada, de saída e o ganho de um amplificador são correlacionados.

Precisamos acoplar diversos amplificadores para otimizar o circuito final.

Cascata de amplificadores

Característica de cada estágio:

Estágio 1

Alta impedância de entradaAlta impedância de saídaGanho moderado

Estágio 2

Média impedância de entradaAlta impedância de saídaAlto ganho

Estágio 3

Baixa impedância de entradaBaixa impedância de saídaGanho unitário

Por que não ligar estágio 2 diretamente no sinal e remover o estágio 1?

Cascata de amplificadores