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CAP. 3 REALIMENTAÇÃO

CAP. 3 REALIMENTAÇÃO. Positiva (regenerativa) Negativa (degenerativa). Realimentação:. Vantagens da realimentação negativa. Estabilização do ganho Redução da distorção não linear Redução do efeito do ruído Controle das impedâncias de entrada e saída Extensão da largura de banda.

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CAP. 3 REALIMENTAÇÃO

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Presentation Transcript

  1. CAP. 3REALIMENTAÇÃO TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES

  2. Positiva (regenerativa) Negativa (degenerativa) Realimentação: Vantagens da realimentação negativa • Estabilização do ganho • Redução da distorção não linear • Redução do efeito do ruído • Controle das impedâncias de entrada e saída • Extensão da largura de banda Desvantagens da realimentação negativa • Diminuição do ganho • Tendência à oscilação INTRODUÇÃO Realimentação: uma “amostra” do sinal de saída é incorporada à entrada TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES

  3. xs xi xo + A : fator de realimentação A: ganho do amplificador - xf  xi=xs-xf xo=Ax xf =xo 3.1 ESTRUTURA GERAL DA REALIMENTAÇÃO A = ganho de malha 1+ A = quantidade de realimentação Af = ganho de malha fechada TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES

  4. Se A >> 1  Af 1/  O ganho é totalmente determinado pelo elo de realimentação Se A >> 1  xf xs ( xf é uma réplica de xs.) TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES

  5. xs xi xo + Zin =  ZO=0 A  - i=0 xf xo i=0  xs RL R2 xf R = 1 β + R R R1 1 2 A A = = Af AR + 1 A β + 1 1  + R R 1 2 Exemplo: TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES

  6. xs xo 9R xf R 3.2 ALGUMAS PROPRIEDADES DA REALIMENTAÇÃO NEGATIVA a) Dessensibilidade do ganho Exemplo A=10000 =0.1 TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES

  7. xs xo A(s) R2 op amp R1 amp malha fechada ( ) = + » ω 1 A β ω A βω 3dBf O 3dB O 3dB ω 3dBf ω 3dB b) Extensão da largura de banda Freqüência de corte do amplificador realimentado Freqüência de corte do amp. op. TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES

  8. Si S So + a - Sfb  So a3=0 So2 a2 So1 S inclinação a1 a2 -So1 a3=0 -So2 c) Redução na distorção Característica de transferência do amplificador básico TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES

  9. So Característica de transferência do amplificador básico So2 A3=0 A2 So1 Si Slope A1 A2 -So1 A3=0 -So2 TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES

  10. 3.3 AS QUATRO TOPOLOGIAS BÁSICAS DA REALIMENTAÇÃO a) Realimentação série-paralelo b) Realimentação paralelo-série TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES

  11. c) Realimentação série-série d) Realimentação paralelo-paralelo TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES

  12. 3.4 AMPLIFICADOR COM REALIMENTAÇÃO SÉRIE-PARALELO Situação ideal TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES

  13. Situação real: • a malha de realimentação carrega o amplificador básico • a malha de realimentação afeta os valores de A, Ri,, e Ro • considerar o efeito de Rs e RL Problema: Determinar o circuito A e o circuito  Parâmetros h são adequados para representar a rede de realimentação pois as variáveis independentes são a corrente de entrada e a tensão de saída TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES

  14. I2 I1 h11 + + h22 V1 V2   h21I1 - h12V2 - Parâmetros h Nota: h11: V/A impedância de entrada h22: A/V admitância de saída h12: V/V ganho de tensão reverso h21: A/A ganho de corrente TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES

  15. TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES

  16. Conclusões: • O efeito de carregamento da malha de realimentação é representado pelos parâmetros h11 e h22 • Observações: • Ri e Ro são as resistências de entrada e de saída do circuito A • Rif e Rof são as resistências de entrada e de saída do amplificador realimentado incluindo Rs e RL TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES

  17. TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES

  18. Exemplo TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES

  19. 10,7 V Exemplo: Determinar a corrente CC em cada TBJ, VO, A, , Af, Rin, Rout TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES

  20. 3.5 AMPLIFICADOR COM REALIMENTAÇÃO SÉRIE-SÉRIE Situação ideal TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES

  21. Situação real Parâmetros z são adequados para representar a rede de realimentação pois as variáveis independentes são a corrente de entrada e a corrente de saída TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES

  22. I1 z11 z22 + + V1   V2   z21I1 z12I2 - - Parâmetros z I2 TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES

  23. TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES

  24. Conclusões: • O efeito de carregamento da malha de realimentação é representado pelos parâmetros z11 e z22 • Observações: • Ri e Ro são as resistências de entrada e de saída do circuito A • Rif e Rof são as resistências de entrada e de saída do amplificador realimentado incluindo Rs e RL TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES

  25. TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES

  26. Exemplo 8.2 (Sedra) TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES

  27. 3.6 AMPLIFICADOR COM REALIMENTAÇÃO PARALELO-PARALELO Situação ideal TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES

  28. Situação real Parâmetros y são adequados para representar a rede de realimentação pois as variáveis independentes são a tensão de entrada e a tensão de saída TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES

  29. I1 I2 + + y11 y22 V1 V2 y12 V2 y21V1 - - Parâmetros y TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES

  30. Conclusões: • O efeito de carregamento da malha de realimentação é representado pelos parâmetros y11 e y22 • Observações: • Ri e Ro são as resistências de entrada e de saída do circuito A • Rif e Rof são as resistências de entrada e de saída do amplificador realimentado incluindo Rs e RL TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES

  31. TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES

  32. Exemplo 8.3 (Sedra): Determinar o ganho de tensão, Rin e Rout. VCC=12 V RC = 4,7 k RB = 47 kW RS = 10 kW TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES

  33. 3.7 AMPLIFICADOR COM REALIMENTAÇÃO PARALELO-SÉRIE Situação ideal TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES

  34. Situação real Parâmetros g são adequados para representar a rede de realimentação pois as variáveis independentes são a tensão de entrada e a corrente de saída TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES

  35. I1 I2 g22 + + g11 V2 V1   g12I2 g21V1 - - Parâmetros g TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES

  36. Conclusões: • O efeito de carregamento da malha de realimentação é representado pelos parâmetros g11 e g22 • Observações: • Ri e Ro são as resistências de entrada e de saída do circuito A • Rif e Rof são as resistências de entrada e de saída do amplificador realimentado incluindo Rs e RL TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES

  37. TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES

  38. Exemplo 8.4 (Sedra): Determinar o ganho de corrente, Rin e Rout. TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES

  39. Modelo de pequenos sinais Circuito A TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES

  40. Circuito para determinar b Circuito para determinar Rout TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES

  41. Vo Vi Vs + A(s) S - RL RIS + Vx - (s) b + Vr RIS - 2. Abrir o elo de realimentação em um ponto arbitrário 3.8 DETERMINAÇÃO DIRETA DO GANHO DE MALHA 1. Zerar a fonte 3. Inserir uma fonte de teste 4. Ligar à saída do elo de realimentação uma impedância igual àquela vista antes de abrir a realimentação TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES

  42. Análise TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES

  43. v + v + O O R A A ID v S R 2 R ID P + R 2 v r R R 1 R 3 1 - v x Exemplo TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES

  44. 3.9 ESTABILIDADE Função de transferência de malha fechada • Hipóteses: • ganho CC constante • pólos e zeros em altas freqüências • (s) constante em baixas freqüências • A(s)(s) constante e positivo em baixas freqüências TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES

  45. ANÁLISE EM ALTAS FREQÜÊNCIAS Em regime permanente senoidal Ganho de malha A estabilidade do amplificador realimentado é determinada pelo modo como o ganho de malha varia com a freqüência TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES

  46. Freqüência na qual a fase é 180º é um número real negativo  Realimentação positiva Ainda estável Oscilação sustentada em Oscilação com amplitude crescente TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES

  47. DIAGRAMA DE NYQUIST Gráfico polar de L(j) com a freqüência como parâmetro TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES

  48. plano s j  j  j  3.10 O EFEITO DA REALIMENTAÇÃO SOBRE OS PÓLOS TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES

  49. Os pólos de um amplificador realimentado são as raízes de sua equação característica: AMPLIFICADORES COM PÓLO SIMPLES TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES

  50. Lugar das raízes plano s j  Graficamente TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES

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