Sistemas Realimentados

Apresentação em tema: "Sistemas Realimentados"— Transcrição da apresentação:

1 Sistemas Realimentados
Prof. Jader A. De Lima

2 amostrar o sinal de saída e retorná-lo à entrada.
O que é realimentação? amostrar o sinal de saída e retorná-lo à entrada. O que é realimentação negativa? amostrar o sinal de saída e retorná-lo à entrada, de modo que cancele parcialmente o sinal de entrada. O ganho não é, portanto, reduzido? A complexidade do circuito não aumenta? Sim; Então, por quê utilizar a realimentação? Permite uma série de vantagens: aumento da banda passante. estabiliza o valor do ganho face a variações de parâmetros dos componentes, polarização, temperatura, etc. aumenta a relação sinal-ruído. aumenta a linearidade do circuito

3 Topologia Básica de um Sistema Realimentado
sinal de erro função de transferência em malha aberta função de transferência em malha fechada ganho de malha

4 Se bA(s) >> 1, Y/X independe de A(s);
circuito ativo circuito passivo Se bA(s) >> 1, Y/X independe de A(s); A função de transferência em malha fechada é determinada apenas pelo circuito de realimentação b; A variabilidade dos parâmetros elétricos em circuitos ativos é, portanto, contornada;

5 Sistemas de Controle Automático: Exemplos
Controle de temperatura residencial Controle de velocidade de cruzeiro

6 Exemplo de Realimentação Negativa

7 Produto Ganho x Banda-Passante
sem realimentação GBW = constante !!! com realimentação

8 Qual o valor dessa constante?
Na frequência de transição wT, para wT >> w0, GBW = constante = wT

9 realimentação frequência de ganho unitário GBW = constante = wT

10 sem realimentação com realimentação (b=0.01) Realimentação negativa aplicada para redução da distorção de um amplificador.

11 Topologia Básicas de Amplificadores (em malha aberta)
amplificador de tensão amplificador de corrente amplificador de transcondutância amplificador de transresistência

12 Topologia Básicas de Realimentação
(a) tensão/tensão (série-paralelo); (b) corrente/corrente (paralelo–série); (c) tensão/corrente (série–série); (d) corrente/tensão (paralelo–paralelo).

13 I. Realimentação tensão/tensão (série-paralelo);
Caso Ideal:

14 Ganho de tensão em malha fechada Avf
No caso Ro << RL para Ri >> Rs

15 Resistência de Entrada (Rif)
corrente fornecida por Vi

16 Resistência de Saída (Rof)
seja Vi = 0 e Vx aplicada à saída: corrente fornecida por Vx

17 Circuito equivalente de um circuito com realimentação série-paralelo (amplificador de tensão)

18 Caso real:

19 Exemplo 1 de Realimentação tensão/tensão (série-paralelo)
função de transferência em malha fechada subtraída da tensão de entrada tensão de saída amostrada

20 função de transferência
em malha aberta Ex: Av = 100K, b = 0.1 (R2 = 18KW, R1 = 2KW) Ri = 5KW; Ro = 50W bAv = 10K; Avf = 9.999; Rif = 50MW; Rof = 5mW

21 Exemplo 2 de Realimentação tensão/tensão (série-paralelo)

22 II. Realimentação corrente/corrente (paralelo-série);

23 Ganho de corrente em malha fechada Aif
No caso Ri << Rs, tem-se Ii  Ie

24 Resistência de Entrada (Rif)
ou

25 Resistência de Saída (Rof)
seja Ii = 0 e Ix aplicada à saída:

26 Circuito equivalente de um circuito com realimentação paralelo-série (amplificador de corrente)

27 Exemplo 1 de Realimentação corrente-corrente (paralelo-série)
Configuração Base-Comum (buffer de corrente) RL Io Ii I Ifb função de transferência em malha aberta fator de realimentação

28 III. Realimentação tensão/corrente (série-série);

29 Ganho de transcondutância em malha fechada Agf
Admitindo a saída em curto-circuito e Rs → ∞:

30 Resistência de Entrada (Rif)
ou

31 Resistência de Saída (Rof)
seja Ii = 0 e Ix aplicada à saída:

32 Circuito equivalente de um circuito com realimentação série-série (amplificador de transcondutância)

33 Exemplo 1 de Realimentação tensão/corrente (série-série)
Admitindo opamp ideal e IC = IE:

34 seja IE  IC e Ri   função de transferência em malha aberta
função de transferência da realimentação

35 Exemplo 2 de Realimentação tensão/corrente (série-série)
função de transferência em malha aberta realimentação

36 IV. Realimentação corrente/tensão (paralelo-paralelo);

37 Ganho de transresistência em malha fechada Azf
Admitindo a saída em aberto e Rs = :

38 Resistência de Entrada (Rif)
ou

39 Resistência de Saída (Rof)
seja Vi = 0 e Vx aplicada à saída: corrente fornecida por Vx

40 Circuito equivalente de um circuito com realimentação paralelo-paralelo (amplificador de transresistência)

41 Exemplo de Realimentação corrente/tensão (paralelo-paralelo)

42 seja VRi ≈ 0 função de transferência em malha aberta
da realimentação

43 REFERÊNCIAS: • Microelectronic Circuits, A. Sedra and K. Smith, Oxford university Press, 5th Edition, 2003 • Fundamentals of Microelectronics, B. Razavi, John Wiley and Sons, 2006 Analysis and Design of Analog Circuits, Gray, Hurst, Lewis and Meyer, 5th Edition, 2009