...Ubisse aplicada..completo. pdf

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1 Introdução1
2 Objectivos1
2.1 Objectivos gerais1
2.2 Objectivos específicos1
3 Amplificador de vários estágios2
3.1 Características do amplificador de vários estágios2
3.1.1 Ganho2
3.1.2 Resposta em frequência2
3.1.3 Número de estágios2
3.1.4 Imunidade ao ruido2
3.1.5 Tipos de acoplamento3
3.1.6 Acoplamento RC3
3.1.7 Acoplamento por transformador4
3.1.8 Acoplamento directo6
4 Circuitos eléctrico de um amplificador de “n” etapas7
Fig.5 Esquema equivalente de um amplificador de “n” etapas7
5 Parâmetros de interesse de um amplificador de “n” etapas8
6 Conclusões9

Índice pagínas 7 Bibliográfia ................................ ................................ ................................ ......... 10

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ESCN- Amplificadores de vários estágios

1 Introdução

Como é sabido um amplificador é um dispositivo electrónico que apresenta dois sinais, um sinal de entrada e um sinal de saída. Cujo sinal de entrada é de menor amplitude e o sinal de saída é de maior amplitude sem alteração das suas características iniciais. Como um simples estágio amplificador, normalmente não é suficiente nas aplicações em aparelhos receptores, transmissores e outros equipamentos electrônicos, é necessário que estes tenham um ganho elevado. É possivel obter este efeito, pelo acoplamento de vários estágios amplificadores.

O presente trabalho tem como tema amplificadores transistorizados de vários estágios ou em cascata. E surge necessariamente como material de consolidação da cadeira de electrónica analógica e electrónica aplicada.

No presente trabalho a analise é feita apenas usando dois estágios, o que já serve de modelo geral para amplificadores de “n” estágios.

2 Objectivos

2.1 Objectivos gerais

Abordar sobre os circuitos transistorizados de vários estágios bem como as suas características, o tipo de acoplamento e o seu princípio básico.

2.2 Objectivos específicos

Abordar sobre os amplificadores de vários estágios; Montar o amplificador de varios estágios;

Caracterizar cada tipo de montagem;

Descrever os seus parametros de interesse;

Analisar os circuitos eléctricos e equivalentes;

Garantir que o trabalho tenha ou sirva de base para o conhecimento e montagem de um amplificador de vários estágios.

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3 Amplificador de vários estágios

Amplificadores de vários estágios ou em cascata ( ou ainda n etapas) é a associção de “n” estágios de circuitos amplificadores, onde a saída de um amplificador é a entrada de um outro estágios acoplados de diversas formas com o objectivo único de obter maior ganho na saída.

3.1 Características do amplificador de vários estágios

As principais características que definem o desempenho de um amplificador com mais de um estágio são:

Ganho; Resposta em frequência;

Número de estágios;

Malha de realimentação;

Distorção para grandes excursões de sinal;

Tipo de acoplamento entre estágios;

Imunidade a ruído.

É o resultado que se deseja obter na saída de um amplificador. Este pode ser ganho de tensão, ganho de corrente, e ou ganho de potência.

3.1.2 Resposta em frequência

Para um amplificador de um ùnico estágio, apresenta uma resposta em frequência que pode ser dividida em três regiões: na região intermediária,também conhecida como região de meia-faixa ou de frequências médias, no qual a amplificação e o atraso do sinal são constantes bem como a sua desfasagem.

3.1.3 Número de estágios

Define o número de acoplamentos no qual o circuito é submetido. Ou seja o número total de amplificadores.

3.1.4 Imunidade ao ruido

É a capacidade ou sensibilidade no qual o circuito amplificador é imune à interferências externas que podem alterar as propriedades do sinal a ser amplificado;

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3.1.5 Tipos de acoplamento

Para os amplificadores de vários estágios ou em cascata os sistemas de acoplamento princípais podem ser:

- Acoplamento RC (resistência-capacitância);

- Acoplamento a transformador;

- Acoplamento directo.

Para cada um dos acoplamentos, podem ser usados diferentes transistores em cada estágio, ou seja TBJ-TBJ, FET-FET, TBJ-FET, FET-TBJ no primeiro e segundo estágio respectivamente.

3.1.6 Acoplamento RC

A tensão CA (corrente alternada) na saída do primeiro estágio é aplicada ao terminal de entrada do próximo estágio por meio de um capacitor de acoplamento. O sinal que sai do primeiro estágio, desenvolve-se no resistor RB. O capacitor C3 e os resistores R3 e R4 constituem a rede RC de acoplamento entre os dois estágios.

Como é sabido, o capacitor tem a propriedade de bloquear a passagem de corrente continua (C) e deixar passar a corrente alternada(CA). Deste modo, o capacitor tem como função:

Isolar a tensão de C presente no coletor do primeiro estágio, para que ela não apareça na base do transistor do estágio seguinte, mantendo as condições de polarização inalteradas;

Transferir o sinal de um estágio para o outro.

Para que haja máxima transferência do sinal, é necessário que a sua reactância seja suficientemente baixa a fim de que a transferência do sinal se faça sem perda e sem distorção de fase. Donde pode-se analizar apartir da seguinte fórmula:

Xc = =

Onde: Xc = reactância capacitiva ;

= velocidade angular ( = 2 ; C = capacitância.

Deste modo, possivél concluir que a reactância capacitiva é inversalmente proporcional a capacitância. Assim sendo, se desejar diminuir a reactância, é necessário que a

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ESCN- Amplificadores de vários estágios capaidade seja elevada. A eficiência do amplificador acoplado mediante uma rede RC é baixa, por causa da dissipação de potência de C no resistor de carga.

Fig.1 Circuito eléctrico de dois estágios usando acoplamento RC.

Oferece uma boa resposta de frequência; Simples confecção;

Preço relativamente baixo.

Dificuldades em casar as impedâncias entre estágios; Apresenta grandes perdas quando usado em frequências muito baixas.

3.1.7 Acoplamento por transformador

A tensão de saída CA do primeiro estágio corresponde à queda de tensão no primeiro do transformador e o sinal é transferido para o próximo estágio pelo secundário do transformador. O enrolamento do primário do transformador (T1) é a impedância de carga do colector do primeiro estágio. O enrolamento secundário de T1 desenvolve o sinal de CA, para a base do transistor do segundo estágio e também age como caminho de retorno de C, da base.

Como não há resistor de carga de colector para dissipar potência, a eficiência do que a amplificador acoplado a transformador se reduz,teoricamente para 50%.

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XL =

A reactância inductiva é dada pela seguinte fórmula: Onde:

XL = reactância indutiva; L = indutância.

Nota-se que a reactância inductiva é directamente proporcional a inductância. Assim sendo é possível reduzir a sua reactância se reduzir-se a sua inductância.

Fig.2 Circuito eléctrico de dois estágios usando acoplamento por transformador.

Isolação C entre estágios; permite o casamento de impedância entre estágios.

Têm como principal desvantagem em termos de frequência e fase; Os transformadores são relativamente grandes e caros.

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3.1.8 Acoplamento directo

O acoplamento directo conciste na ligação directa da saída do primeiro estágio à entrada do próximo estágio sem utilizar elementos de acoplamento. Este tipo de acoplamento é utilizado em circuitos integrados onde não existe espaço disponível para capacitores ou outros elementos de acoplamento.

Fig.3 Circuito eléctrico de um amplificador de dois estágios por acoplamento directo.

O amplificador precisa de poucos componentes para a sua construção;

Apresenta uma boa resposta em frequência cujo não é afectada pelos elementos de acoplamento;

Máximo fidelidade de sinal.

O número de estágios que podem ser acoplados directamente é limitado;

Difícil estabelecer o ponto de polarização estáctica para cada estágio, porque a tensão de saída C de um estágio determina a tensão de entrada DC do estágio seguinte.

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4 Circuitos eléctrico de um amplificador de “n” etapas

Fig.4 Circuito eléctrico de um amplificador de 5 estágios (Com capacitor) 5. Esquema equivalente de um amplificador de “n” etapas

Fig.5 Esquema equivalente de um amplificador de “n” etapas.

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5 Parâmetros de interesse de um amplificador de “n” etapas Ganho de corrente (KIa)

KIaJKIanKIaKIaKIa I

KIa 1

Ganho de corrente (KI)

KIJKInKIKIKI nIb

Resistência de entrada

RiRp

Resistência de entrada)(ampRi )(ampRi1Ri em EC sem RE (amp) = hie

Ganho de tensão

KVaJKVanKVaKVa V

KVa 1

Resistência de saída)(ampRo

V ampRo na prática RcnRonampRo )(

Resistência de saídaRsaida RLampRoRsaida//)(

Ganho de tensão)(KVas

J KVasJKVasnKIasKVasKVasKVas 1

Ganho de CorrenteKIas

J KIasJKIasnKIasKIasKIasKIas 1

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6 Conclusões

No presente trabalho é possível concluir que cada tipo de acoplamento apresenta suas vantagens e desvantagens, não só para boa transportação do sinal, é necessário que haja casamento de impedâncias de modo a diminuir a distorção do sinal. Assim sendo, é necessário que o estágio de entrada deve ter a impedância equilibrada com a da fonte de sinal (microfone, antena etc); e o estágio final deve ter a impedância equilibrada com a da carga(fone,alto-falante, linha de transmissão etc). Da mesma forma, a impedância de saída de um estágio deve estar “casada” com a impedância de entrada do estágio seguinte.

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7 Bibliográfia

http://www2.joinville.udese.br/~dee2cjfa/Elal/Aulas/AmplificadoresdeMultipol Estagios.pdf: 26/08/13 pelas 21h31;

http://www.demic.gfee.unicamp.br/~elnatan/ee640/6a%20Aula.pdf 26/08/13 pelas 21h34;

Boylestad, Robert, Nashelsky,Louis, Electronic devices and circuit theory, seventh edition;

Malvino, electronica Volume I, 4a edição; Editora Pearson Education;

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