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CAP. 3 REALIMENTAÇÃO TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES
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INTRODUÇÃO Realimentação: uma “amostra” do sinal de saída é incorporada à entrada Realimentação: Positiva (regenerativa) Negativa (degenerativa) 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 TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES
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3.1 ESTRUTURA GERAL DA REALIMENTAÇÃO A xf xs xo xi + - : fator de realimentação A: ganho do amplificador xi=xs-xf xo=Ax xf =xo A = ganho de malha 1+ A = quantidade de realimentação Af = ganho de malha fechada TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES
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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
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Exemplo: Zin = ZO=0 xs xf R2 R1 RL xo i=0 2 1 R AR A β Af + = A xf xs xo xi + - TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES
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3.2 ALGUMAS PROPRIEDADES DA REALIMENTAÇÃO NEGATIVA a) Dessensibilidade do ganho Exemplo A=10000 =0.1 xs xf R 9R xo TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES
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b) Extensão da largura de banda xs R1 R2 xo A(s) op amp amp malha fechada ( ) βω A ω β 1 3dB O 3dBf + = Freqüência de corte do amplificador realimentado ω 3dBf ω 3dB Freqüência de corte do amp. op. TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES
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Característica de transferência do amplificador básico
c) Redução na distorção Sfb Si So + - a S So1 So2 -So1 -So2 a2 a3=0 inclinação a1 S So Característica de transferência do amplificador básico TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES
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So1 So2 -So1 -So2 A2 A3=0 Slope A1 Si So Característica de transferência do amplificador básico TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES
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3.3 AS QUATRO TOPOLOGIAS BÁSICAS DA REALIMENTAÇÃO a) Realimentação série-paralelo b) Realimentação paralelo-série TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES
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c) Realimentação série-série d) Realimentação paralelo-paralelo TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES
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3.4 AMPLIFICADOR COM REALIMENTAÇÃO SÉRIE-PARALELO Situação ideal TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES
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Problema: Determinar o circuito A e o circuito
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
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Parâmetros h h11 h12V2 h21I1 h22 V1 V2 I1 I2 + - 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
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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
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Exemplo TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES
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Exemplo: Determinar a corrente CC em cada TBJ, VO, A, , Af, Rin, Rout 10,7 V TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES
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3.5 AMPLIFICADOR COM REALIMENTAÇÃO SÉRIE-SÉRIE Situação ideal TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES
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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
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Parâmetros z z11 z12I2 z21I1 z22 V1 V2 I1 + - I2 TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES
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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
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Exemplo 8.2 (Sedra) TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES
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3.6 AMPLIFICADOR COM REALIMENTAÇÃO PARALELO-PARALELO Situação ideal TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES
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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
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Parâmetros y y21V1 y22 V2 I2 + - y12 V2 y11 V1 I1 TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES
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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
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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
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3.7 AMPLIFICADOR COM REALIMENTAÇÃO PARALELO-SÉRIE Situação ideal TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES
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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
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Parâmetros g I2 g12I2 g11 V1 I1 + - g22 g21V1 V2 TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES
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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
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Exemplo 8.4 (Sedra): Determinar o ganho de corrente, Rin e Rout. TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES
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Modelo de pequenos sinais TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES
Circuito A TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES
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Circuito para determinar b
Circuito para determinar Rout TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES
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3.8 DETERMINAÇÃO DIRETA DO GANHO DE MALHA 1. Zerar a fonte S A(s) b (s) + - RL Vs Vx RIS Vi Vo Vr 3. Inserir uma fonte de teste 2. Abrir o elo de realimentação em um ponto arbitrário 4. Ligar à saída do elo de realimentação uma impedância igual àquela vista antes de abrir a realimentação TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES
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Análise TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES
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Exemplo R 1 2 + S v O P A ID v x O + R ID r 1 3 2 - A TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES
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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
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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
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Freqüência na qual a fase é 180º TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES
é um número real negativo Realimentação positiva Ainda estável Oscilação sustentada em Oscilação com amplitude crescente TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES
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DIAGRAMA DE NYQUIST Gráfico polar de L(j) com a freqüência como parâmetro TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES
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3.10 O EFEITO DA REALIMENTAÇÃO SOBRE OS PÓLOS
plano s j TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES
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Os pólos de um amplificador realimentado são as raízes de sua equação característica: AMPLIFICADORES COM PÓLO SIMPLES TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES
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Graficamente Lugar das raízes plano s j TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES
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Equação característica TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES
AMPLIFICADORES COM DOIS PÓLOS Equação característica Os pólos de malha fechada são dados por TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES
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Lugar das raízes j Forma da equação característica j 0 TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES
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Módulo da resposta em freqüência Q < 0.5 pólos reais Q = 0.5 pólos reais e iguais Q > 0.5 pólos complexos conjugados TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES
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Exemplo 8.5 (Sedra) TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES
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Lugar das raízes TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES
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AMPLIFICADORES COM TRÊS OU MAIS PÓLOS TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES
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3.11 ESTABILIDADE USANDO AS CURVAS DE BODE Margens de ganho e de fase TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES
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3.12 COMPENSAÇÃO EM FREQÜÊNCIA TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES
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