AULA 5- REALIMENTAÇÃO POSITIVA

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1 UNIESIDADE TECNOLÓGICA FEDEAL DO PAANÁ DEPATAMENTO ACADÊMICO DE ELETOTÉCNICA ELETÔNICA ET74BC Prof.ª Elisabete Nakoneczny Moraes AULA 5- EALIMENTAÇÃO POSITIA Curitiba, 06 de setembro 06. Amp-Op com realimentação positiva: COMPAADO EGENEATIO as propriedade do Curto Circuito irtual (CC) NÃO são válidas Nesta forma de operação, o AmpOp é denominado como comparador EGENEATIO. Significado: COMPAADO: propriedade do ganho EGENEATIO: a realimentação soma-se ao sinal de entrada

2 INTODUÇÃO Conhecido nas aplicações como Schmitt Trigger (ST). Símbolo ST Neste modo de operação o componente caracterizase por apresentar dois níveis de disparo: I) Disparo Inferior DI = tensão de disparo inferior ou LT= low threshold voltage out Laço de DI histerese DS in II) Disparo Superior DS = tensão de disparo superior ou HT= high threshold voltage Histerese=atraso 3 CAACTEÍSTICAS Arquitetura que combina a capacidade do AmpOp de comparar um sinal de entrada com uma referência e a realimentação positiva. Usado para manter o sinal de saída após a tensão de entrada ter atingido um certo nível de tensão. O seu funcionamento apresenta um retardo (atraso) em sua reação, que é denominada de histerese. Um circuito possui a característica de histerese quando o mesmo apresenta um atraso na mudança do seu estado de saída (efeito), apesar das condições de entrada (causas) haverem sido alteradas. Uma das principais aplicações está em inibir o disparo de circuitos digitais devido a presença de ruídos. 4

3 COMPAADO INESO EGENEATIO i DS DI H tensão histerese sat sat o 5 SENTIDO DA HISTESE DO COMPAADO INESO EGENEATIO: Para caracterizar o sentido do caminho do laço de histerese: -erificar qual é o terminal em que in está conectado Este terminal define o tipo do comparador regenerativo: COMPAADO INESO EGENEATIO -Estabeleço a analogia com o comparador original, ou seja, sem realimentação para definir a função que estabelece o out. Use ref=0; sat se in 0 O sat se in 0 3-Traçar a característica de transferência; 4-Calcular os valores de DS e DI; DI +sat out DS in 5-Desenhar o laço de histerese; 6-O sentido do laço decorre do atraso na mudança no comportamento da tensão de saída que ocorrerá no próximo valor de disparo. -sat 6 3

4 EENDO O COMPAADO INESO EGENEATIO i DS DI H tensão histerese sat sat o 7 COMPAADO NÃO INESO EGENEATIO DS DI sat sat DS i DI o 8 4

5 EXECÍCIOS ) Um AmpOp opera como comparador inversor regenerativo, em que =0k e =47k. Está alimentado com 5. Admitir queda interna de,5. a. Calcule a tensão de disparo superior e inferior (+,37 e -,37) b. Calcule a margem da tensão de histerese (4,74) c. Supondo que i seja uma senóide de 5p, desenhe a forma de onda resultante. ) epita o exercício anterior porém para um comparador não inversor regenerativo. (,87; 5,7) 3)O AmpOp a seguir está alimentado com 8 e a queda de tensão interna máxima é de Os resistores têm os seguintes valores: = 0k =0k =40k. O sinal de entrada é indicado na tela do scope. in CH em /div out CH em 0/div 9 Exercício do roteiro 3 AmpOp com realimentação negativa na configuração inversor: Out f in in T º ptc out ptc in ntc T º ptc Portanto se a temperatura aumentar a relação ptc/ntc aumenta em módulo, porém no sentido negativo. Este potencial negativo polariza reversamente o terminal de porta do MOSFET, limitando a intensidade da corrente que circula pelo motor. Esta sequência de ações restringe o aumento da temperatura que possa estar sendo causado pelo aumento da corrente. 0 5

6 EISÃO MOSFET: CUAS GS< 0 e DS= DD > 0: Curva de Transferência ID=f(GS) Curva Característica (família) ID=f(DS) Equação de Shockley: I D I DSS GS p TOPOLOGIAS DE EALIMENTAÇÃO ) a 3) a r r EALIMENTAÇÃO EM TENSÃO (SÉIE) AMOSTAGEM EM TENSÃO (PAALELO) AMPLIFICADO DE TENSÃO EALIMENTAÇÃO EM TENSÃO (SÉIE) AMOSTAGEM EM COENTE (SÉIE) AMPLIFICADO DE TANSCONDUTÂNCIA (GM) ) a 4) a r r EALIMENTAÇÃO EM COENTE (PAALELO) AMOSTAGEM EM TENSÃO (PAALELO) AMPLIFICADO DE TANSESISTÊNCIA EALIMENTAÇÃO EM COENTE (PAALELO) AMOSTAGEM EM COENTE (SÉIE) AMPLIFICADO DE COENTE 6

7 IDENTIFICAÇÃO DAS TOPOLOGIAS Créditos: Prof. Flavio Alencar ego Barros a) ealimentação (Mistura) a.) ealimentação derivação: conexões da rede de realimentação no terminal de entrada do primeiro dispositivo ativo no amplificador, ou seja, se o elemento de realimentação está em paralelo com a entrada. Na base do TJB para o º estágio emissor comum (EC) ou coletor comum (CC); No emissor do TJB para o º estágio CC; Na porta (gate) do JFET para fonte (source) comum (SC) ou dreno comum (DC), º estágio; Na fonte (source) do FET para g a.) ealimentação série: se realimentação em série com vbe (TJB) ou vgs (FET) e com o sinal de entrada. Em resumo, se o elemento de realimentação está em série com a entrada. b) Amostragem b.) amostragem derivação: se a quantidade de realimentação cessa para carga em curto, neste caso tensão deve ser amostrada. b.) amostragem série :se a quantidade de realimentação cessa para coletor ou dreno em aberto, neste caso corrente deve ser amostrada. 3 ) EXEMPLO Créditos: Prof. Flavio Alencar ego Barros 4 7

8 EXEMPLO Créditos: Prof. Flavio Alencar ego Barros ) 5 EXEMPLO 3 Créditos: Prof. Flavio Alencar ego Barros 3) 6 8

9 EXEMPLO 4 Créditos: Prof. Flavio Alencar ego Barros 4) a)como ocorre a realimentação? 7 5) EXEMPLO 5 Créditos: Prof. Flavio Alencar ego Barros 8 9

10 EXEMPLO 8.3 Boylestad p EXEMPLO 8.3 Boylestad p

11 SOLUÇÃO DO EXEMPLO 8.3 CICUITO do JFET ELEMENTA: Ig s D A tensão GS deve polarizar reversamente a junção drenoporta. Is Id CD o DD Características básicas do JFET: -Tensão entre porta e fonte (GS) controla corrente de dreno (Id). GS I D I DSS P Equação de Shockley Idss e p (GSoff) são parâmetros do datasheet. - A corrente de porta (Ig) 0 - A corrente Is Id Ig s D Id CD DD o SOLUÇÃO DO EXEMPLO 8.3 Sequência para a determinação do ganho com realimentação: Ganho sem realimentação A f a ar Fator de realimentação º-Cálculo de a =out/in.-modelo elétrico do JFET ;.-Análise CA em que os capacitores são curto circuito, fontes de tensão=curto, fonte de corrente =circuito aberto;.3-avaliar o valor da Zequivalente;.4-Cálculo da tensão de saída;.5-cálculo do ganho a º-Análise do circuito realimentado.-identificar e calcular na realimentação a variável de saída e de entrada;.-calcular o fator de realimentação r ;.3-Considerar sinal - da realimentação no cálculo do ganho..-modelo elétrico do JFET I G I 0 Z in G S D g m GS L D I S gm transcondutância parâmetro do datasheet indicado por yfs. O ganho do circuito sem out realimentação é calculado por : a in O valor de out O valor de in out g gs m gs L

12 SOLUÇÃO DO EXEMPLO 8.3.-O valor de L é a impedância equivalente do circuito AC. Para esta análise os capacitores são considerados como curto. As fontes de tensão são curto circuitadas. Ig D Id CD DD.3-O cálculo de L: L 0k //0k 5k.4-O valor de out: out g m gs out 0s out (4000)( s)(5k) L s Is o.5-o valor do ganho a SEM EALIMENTAÇÃO 0s a 0 s // L D o 3 SOLUÇÃO DO EXEMPLO CICUITO COM EALIMENTAÇÃO Id D DD.a- Identificação da variável de entrada e de saída realimentação. Ig s CD o Caracterização da topologia: Amostragem por tensão em paralelo ealimentação por tensão em série Ganho com realimentação: A f a ra out_f v r v out _ f in _ f in_f 4

13 SOLUÇÃO DO EXEMPLO 8.3.b-Determinação das tensões na rede r Id D DD Ig CD s v r v out _ f in _ f r o out_f r 0,.-Cálculo do fator de realimentação: o. o 0k 80k 0k in_f o out_f = o. /+.3-Cálculo do ganho com a realimentação: A A f f a 0 ra ( 0,)( 0) 4 5 SOLUÇÃO DO EXEMPLO 8.3 =-0 = =-0, in=o 6 3