Electrónica II. Jorge Guilherme 2008 #35

Transcrição

1 Jorge Guilherme 008 #35

2 Tube amplifier Electrónica II Jorge Guilherme 008 #36

3 Amplificadores áudio comutados Jorge Guilherme 008 #37

4 Jorge Guilherme 008 #38

5 Amplificador classe D Electrónica II Jorge Guilherme 008 #39

6 Tendências da tecnologia Electrónica II Amplificador misto Jorge Guilherme 008 #40

7 Amplificador em classe D Electrónica II V 0 V TON + T DD TON OFF V DD D Jorge Guilherme 008 #4

8 Realimentação utilizando noise shaping Jorge Guilherme 008 #4

9 Operação em montagem ponte Jorge Guilherme 008 #43

10 Amplificador em classe C +Vcc Electrónica II Ip RFC IC I Cc Vo Id ic L C Vi RL Q ( ωt) Ipsin Id para θ < ωt < θ Ic 0 restantes valores Id Ip sin(θ) Ip>Id θ θ θ π θ θ Valor médio da corrente Ic θ / ω Ic T Ic Ic θ / ω Ipcos Ip [ Ipsin( ωt) Id ] ( θ) Id( θ θ) [ sin( θ ) θ cos( θ )] π π dt Jorge Guilherme 008 #44

11 Vcc. Ip Ps Vcc. Ic θ π I RL Po ( sin( θ ) θ cos( )) I componente fundamental da corrente θ / ω 4 I T 0 Ip π ( Ipcos( ωt) Id ) cos( ωt) dt ( θ sin(θ )) Vce Vcc + I RL Vcc max max η Po Ps Vcc. I Vcc. Ic 4 θ sin(θ ) ( sin( θ ) θ cos( θ )) Para θ90º η78.5% P max V P Dmax O max I Dmax Capacidade de potência θ sin(θ ) 8π ( cos( θ )) Jorge Guilherme 008 #45

12 Exemplo de um amplificador em classe C Electrónica II Jorge Guilherme 008 #46

13 Amplificador em classe D para RF Va +Vcc +Vcc Filtro Componente fundamental 4Vcc V -Série Fourier π Id Va L C Vo -Vcc Valor médio da corrente -Vcc 8Vcc Ps Vcc. Id π RL V 4Vcc 8Vcc Po η 00% RL π RL π RL RL Id 4Vcc 4Vcc sin( ωt) dt π π RL 4Vcc. RL Considerando o efeito de Ron Vo sin( ωt) π ( RL + Ron) 4Vcc 8Vcc RL Id Ps π ( RL + Ron) η π ( RL + Ron ) RL + Ron ) Jorge Guilherme 008 #47 T. RL T / 0 O filtro deixa passar apenas a componente fundamental da corrente

14 Amplificador em classe D push pull Jorge Guilherme 008 #48

15 Amplificador em classe E Electrónica II Funcionamento em comutação Circuito sintonizado para a saida Jorge Guilherme 008 #49

16 Transistores de potência RF Electrónica II Jorge Guilherme 008 #50

17 Amplificadores monolíticos compensação LM74 Vd gm -K K Vo Jorge Guilherme 008 #5

18 TL07 Electrónica II Entradas com JFET Jorge Guilherme 008 #5

19 Jorge Guilherme 008 #53

20 Resposta de frequência Electrónica II Produto ganho largura de banda Ao Ao ω GBW Afo A( s) Ao s + ω ω ωa Aoω ω Af ( s) A( s) + β. A( s) Afo s + ωa Ao ω Afo. ωa GBW Afo Ao + β. Ao lim Afo Ao β ω a ω( + βao) Jorge Guilherme 008 #54

21 Modelo incremental do amplificador Resposta de frequência 74 Jorge Guilherme 008 #55

22 Multiplicadores analógicos Jorge Guilherme 008 #56

23 Multiplicador de transcondutância variável V R V Q3 Rc Q V0 Vo Q4 V0 Q +Vcc Rc -Vcc Vo gm. Rc. V gm Ic4 VT V Vbe V Ic 4 se V >> Vbe R R Vo Rc R V. V VT Multiplicador de quadrantes V V Jorge Guilherme 008 #57

24 Célula de Gilbert Electrónica II Rc V0 Vo V0 +Vcc Rc Ic Ic 3 4 Ic + e Ic + e V VT + V VT Ic Ic 5 6 Ic + e Ic + e + V VT V VT Ic Ic Iee + e Iee + e V VT + V VT V V Q3 Q Q4 Q5 Q Q6 Vo Rc Vo Rc ( Ic3 + Ic5 Ic4 Ic6) [( Ic3 Ic6) ( Ic4 Ic5) ] V V Vo Rc. Iee. Tanh Tanh VT VT Se V, V < 0mV Vo V. Rc. Iee 4VT V Iee V -Vcc Multiplicador 4 quadrantes V Jorge Guilherme 008 #58

25 Aumento da gama de entrada Electrónica II V Vbe 443 Vbe + 0 ( Ie Ie) Rx 443 Ic Ic V Q Rx Rx Q Ic Ic Ic + Ic V Rx Iee Ic Ic Iee V + Rx Iee V Rx Iee -Vcc Substituindo na Célula de Gilbert Rc V Vo V. Tanh Rx VT Jorge Guilherme 008 #59

26 Circuito que realiza Tanh - V Q7 Q9 Ry Electrónica II Ry Q8 Q0 +Vcc V3 Iee V Ic9 + Ry Iee V Ic0 Ry Iee V + Ry V3 VT.ln Iee V Ry Tanh + x ( x) ln x V3 Vbe7 - Vbe8 VT. Tanh V Ry Iee Iee -Vcc V3 VT. Tanh V Ry. Iee Substituindo na Célula de Gilbert Vo Rc Rx V. V Ry. Iee Jorge Guilherme 008 #60

27 Circuito completo do multiplicador +Vcc Q7 Q8 Rc V0 Vo V0 Rc Q3 Q4 Q5 Q6 V Q9 Ry Ry Q0 V Q Rx Rx Q Vo Rc Rx Iy -Vcc V. V Ry. Iy V < Rx. Ix 5 V < Ry. Iy 5 Jorge Guilherme 008 #6 Ix -Vcc Multiplicador 4 quadrantes V V

28 Aplicações de multiplicadores x x VoK.X.Y X y y V X x y Vo x Vi Vo K.Vi X y Vin V Vo K. Vo Vi K Vi X Z R V V k. Vo. X V R Z R R X Vo x y Z kx Vo Calculo do valor eficaz x R Vi X y C T Vo Vi t dt Vi T ( ) 0 RMS V X x y Vo Jorge Guilherme 008 #6

29 Detector de fase Rc V0 Electrónica II +Vcc Rc Vo V0 V V φ Q3 Q4 Q5 Q6 V Q Q Vo A +IeeRc V A -IeeRc V,V >> VT T Vo Vo( t) dt ( A A) π π 0 π φ Vo Iee. Rc π Iee -Vcc Iee. Rc. φ φ Iee. Rc π π (Vo)av -IeeRc π/ π +IeeRc φ Jorge Guilherme 008 #63

30 Modelador equilibrado Rc V0 Vo V0 Electrónica II +Vcc Rc sinal Vc V Q3 Q Q4 Rx Q5 Rx Q Q6 portadora An.cos π sin n An π n 4 ( ωct) ( ω t) Vc ( t) Vcm.cos V( t) Vm.cos Rc Vo( t) V ( t). S Rx S ( t) c n c ( t) ( nω t) c Iee -Vcc Vcm >> VT Portadora Vm << Rx.Iee Vo( t) Rc Rx Jorge Guilherme 008 # An [ cos[ ( nω + ω ) t] + [( nω ω ) t ] c cos n V m 0 Wc-W wc Wc+W 3wc c w

31 Exemplo de um multiplicador analogico Jorge Guilherme 008 #65