1 1 Eletrônica II Germano Maioli Penello II _ 2015-1.html Aula 20.

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1 1 1 Eletrônica II Germano Maioli Penello gpenello@gmail.com http://www.lee.eng.uerj.br/~germano/Eletronica II _ 2015-1.html Aula 20

2 2 Resposta em baixa frequência 2 Configuração fonte comum Como determinar o ganho deste circuito para baixas frequências?

3 3 Resposta em baixa frequência 3 Configuração fonte comum Como determinar o ganho deste circuito para baixas frequências? Em baixas frequências, as capacitâncias não podem mais ser consideradas como curto circuitos. Teremos que incluir as reatâncias capacitivas nos cálculos. X c = 1 / j  C

4 4 Resposta em baixa frequência 4 Configuração fonte comum

5 5 Resposta em baixa frequência 5 Configuração fonte comum Ganho da banda central (considerando C 1, C 2 e C s como curto) Como determinar a frequência de corte? Três passa alta acoplados!

6 6 Determinando f L f L = w 01, w 02 ou w 03 ?

7 7 Determinando f L A frequência f L é definida quando o ganho cai um fator Relembrando: Um decibel (dB) representa a razão entre duas quantidades de potência. Ganho (bel) = log 10 (P 1 /P 2 ) Ganho (decibel) = 10 log 10 (P 1 /P 2 ) Quando aplicado à tensões e correntes Ganho(decibel) = 20 log 10 (V 1 /V 2 ) Ganho(decibel) = 20 log 10 (I 1 /I 2 ) Ganho(dB) = 20 log10(2 -1/2 ) = -10*log(2) = -3dB Por isso definimos  0 como a frequência de corte Quando  =  0, o ganho (função de transferência) cai um fator f L = w 01, w 02 ou w 03 ?

8 8 Determinando f L Matematicamente, podemos resolver essa equação para todo  e descobrir qual é o  responsável por fazer o ganho cair por um fator Assim, determinamos f L (lembrando que  = 2  f) Não é uma tarefa fácil ficar resolvendo a equação para cada  … Um computador ajudaria bastante neste cálculo! Se não tivéssemos computadores, qual outra maneira de determinar f L ?

9 9 Determinando f L Que tal tentarmos resolver esse problema graficamente? Vamos voltar para um circuito simples:

10 10 Determinando f L Voltando ao nosso problema: Se considerarmos que  01,  02 e  03 são frequências suficientemente separadas, podemos estimar um gráfico que representa esta equação. Se as frequências estão separadas por pelo menos um fator 4 (duas oitavas), os efeitos de cada uma delas é bem distinto. Nessas condições, f L é aproximadamente igual à maior frequência das três.

11 11 Determinando f L Normalmente, a maior frequência é a causada por C s. Isto porque C s está conectada com 1/ g m que é relativamente baixo.

12 12 Determinando f L Até agora, vimos duas maneiras diferentes de determinar f L, analiticamente ou graficamente. Uma terceira maneira de determinar f L é por inspeção direta do circuito Sabendo que um circuito RC tem uma frequência (ou um tempo) característico, podemos analisar o circuito e ver quais resistências se acoplam com quais capacitâncias. Assim, determinamos a a frequência de corte (ou constante de tempo) associada a cada capacitor.

13 13 Determinando f L Inspeção direta do circuito Curto circuitar V sig Analisar cada capacitor separadamente (considerar os outros capacitores como curto) Determinar a resistência vista pelos terminais de cada capacitor Calcular a frequência de corte (ou constante de tempo) associada ao capacitor em análise.

14 14 Determinando f L Inspeção direta do circuito Analisando C C1 Qual a resistência que C C1 vê ao olhar o circuito a sua esquerda e direita?

15 15 Determinando f L Inspeção direta do circuito Analisando C C1 C C1 está em série com R sig e R G Frequência angular associada a este circuito: Constante de tempo associada a este circuito: Frequência associada a este circuito:

16 16 Determinando f L Inspeção direta do circuito Analisando C C1 C C1 está em série com R sig e R G Frequência angular associada a este circuito: Constante de tempo associada a este circuito: Frequência associada a este circuito: Mesmo resultado do slide 32 Faz sentido!  01 aparece por causa da inclusão de C C1 no circuito!

17 17 Determinando f L Inspeção direta do circuito Analisando C C2 Qual a resistência que C C2 vê ao olhar o circuito a sua esquerda e direita?

18 18 Determinando f L Inspeção direta do circuito Analisando C C2 C C2 está em série com R L e R D Frequência angular associada a este circuito: Constante de tempo associada a este circuito: Frequência associada a este circuito:

19 19 Determinando f L Inspeção direta do circuito Analisando C S Qual a resistência que C S vê ao olhar o circuito a sua esquerda e direita?

20 20 Determinando f L Inspeção direta do circuito Analisando C S Qual a resistência que C S vê ao olhar o circuito a sua esquerda e direita? Como determinar esta resistência? Aplicando V e medindo I Corrente no sentido contrário do desenhado

21 21 Determinando f L Inspeção direta do circuito Analisando C S C S está em série com 1/ g m Frequência angular associada a este circuito: Constante de tempo associada a este circuito: Frequência associada a este circuito:

22 22 Exemplo 22 Comentamos que a capacitância que mais influencia na frequência f L é C S por causa da baixa resistência 1/ g m associada em série com o C S

23 23 Exemplo 23 Comentamos que a capacitância que mais influencia na frequência f L é C S por causa da baixa resistência 1/ g m associada em série com o C S

24 24 Exemplo 24 Comentamos que a capacitância que mais influencia na frequência f L é C S por causa da baixa resistência 1/ g m associada em série com o C S A próxima frequência de corte deve estar ao menos uma década menor

25 25 Exemplo 25 Comentamos que a capacitância que mais influencia na frequência f L é C S por causa da baixa resistência 1/ g m associada em série com o C S A próxima frequência de corte deve estar ao menos uma década menor