Baixe Realimentaçao Negativa Amp Op e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia de Manutenção, somente na Docsity! 6/4/2011 1 IFBA CELET – Coordenação do Curso Técnico em Eletrônica Professor: Edvaldo Moraes Ruas, EE Vitória da Conquista, 2010 A realimentação Negativa estabiliza o ganho de tensão, diminui a distorção e aumenta a resposta em frequência. Existem quatro tipos de Realimentação Negativa (Ideal) O tipo mais básico é a Realimentação de Tensão Não-Inversora. Ent Saída Circuito zin zout Conversão Razão Símbolo Tipo de Amp V V VCVS ∞ 0 - vout/vin Av de tensão I V ICVS 0 0 i para v- vout/iin rm de transresistência V I VCIS ∞ ∞ v para i- iout/vin gm de transcondutância I I ICIS 0 ∞ - iout/iin Ai de corrente 6/4/2011 2 Tensão de Erro v2 = vout . R1 v1 = vin R1 + Rf verro = v1 – v2 vout = Averro Sendo que, tipicamente A é muito grande; verro é muito pequeno. Ganho de Tensão Exato em Malha Fechada A figura mostra um amplificador não-inversor. A fração ou fator de atenuação de realimentação B de qualquer circuito VCVS é definida como: B = v2 . vout v2 = R1 . vout v2 = R1 . B = R1 . R1 + Rf vout R1 + Rf R1 + Rf 6/4/2011 5 Impedância de Entrada vin = verro + Bvout , como vout = Averro, temos: vin = verro + BAverro = (1 + AB)verro, como verro = iinzin, temos vin = (1 + AB)iinzin ou vin = (1 + AB)zin iin vin = zin(CL), temos: iin zin(CL) = (1 + AB)zin Como geralmente AB >> 1, logo zin(CL) >> zin Impedância de Saída zout(CL) = zout . 1 + AB Distorção Grandes oscilações na corrente fazem com que o r’e de um transistor varie o que implica na variação do ganho de tensão, que é a origem da distorção não-linear; A distorção não-linear produz harmônicos do sinal de entrada, que são múltiplos da frequência fundamental; Pela figura a seguir podemos notar que sem a realimentação negativa, toda a tensão de distorção vdist apareceria na saída; Porém, com a realimentação negativa, uma fração de tensão de distorção é realimentada na entrada inversora; Essa tensão é amplificada e cancela quase completamente a distorção original de saída. 6/4/2011 6 Distorção vout = Averro + vdist Como verro = vin – Bvout, então: vout = A(vin – Bvout) + vdist vout = Avin – ABvout + vdist vout + ABvout = Avin + vdist (1 + AB)vout = Avin + vdist Resolvendo: vout = A vin + vdist . 1 + AB 1 + AB A distorção em malha fechada é: vdist(CL) = vdist . 1 + AB Redução da Tensão de Compensação de Saída A fonte de Tensão de Compensação de Saída representada na figura é sem realimentação; A Tensão de Compensação de Saída com realimentação é muito menor. A razão é semelhante àquela dada para a distorção; Após a amplificação, parte da Tensão de Compensação de Saída é realimentada para entrada não-inversora, cancelando a maior parte dessa tensão; voo(CL) = voo(OL) . 1 + AB 6/4/2011 7 O projetista pode reduzir a Tensão de Compensação Reduzindo o ganho de tensão de malha fechada; Utilizando um Amp Op melhor; Colocando um potenciômetro entre os pinos 1 e 5, com o cursor conectado a alimentação negativa. Dessensibilidade Na equação de ganho de tensão de malha fechada: Av(CL) = A . 1 + AB A quantidade 1 + AB é a chamada dessensibilidade ou fator de sacrifício, pois representa o quanto que o ganho foi reduzido ou sacrificado; Outros Benefícios Grandeza Símbolo Efeito Fórmula Ganho de tensão Av(CL) diminui 1/B Impedância de entrada zin(CL) aumenta (1+AB) zin Impedância de saída zout(CL) diminui zout /(1+AB) Distorção vdist(CL) diminui vdist /(1+AB) Compensação de saída voo(CL) diminui Voo /(1+AB) 6/4/2011 10 Análise Matemática Av(CL) = Av . onde: B = RF . 1 + AvB RL + RF A corrente de saída é iout = vout = Av(CL) vin RL + RF RL + RF ou seja, iout = Av(CL) . vin RL + RF Quando o ganho de malha é alto, Av(CL) ≈ 1 . B substituindo iout = (RL + RF)/RF = 1 . vin RL + RF RF Transcondutância gm = 1 . conversor tensão-corrente iout = vin RF RF Outros Benefícios Grandeza Símbolo Efeito Fórmula Transcondutância iout/vin diminui 1/RF Impedância de entrada zin(CL) aumenta (1+AB)/zin Impedância de saída zout(CL) aumenta (1+A) RF Distorção vdist(CL) diminui vdist /(1+AB) Compensação de saída voo(CL) diminui Voo /(1+AB) 6/4/2011 11 Uma ICIS tende a funcionar como um amplificador ideal de corrente, que tem impedância de entrada zero, impedância de saída infinita e um ganho de corrente constante. Ganho de corrente iout = R1 + 1 iin R2 A realimentação de corrente inversora é chamado de amplificador de corrente porque o ganho de corrente foi estabilizado. B = R2 . R1 + R2 Grandeza Símbolo Efeito Fórmula Ganho de corrente iout/iin Estável 1/B Impedância de entrada zin(CL) diminui R1/(1+AB) Impedância de saída zout(CL) aumenta (1+A) R2 Distorção vdist(CL) diminui vdist /(1+AB) Compensação de saída voo(CL) diminui Voo /(1+AB) Outros Benefícios 6/4/2011 12 Mais sobre a Largura de Banda de Malha Fechada Suponha que um amplificador tenha uma frequência crítica inferior e uma superior. A realimentação negativa melhora cada uma dessas frequências. f1(CL) = f1 . e 1 + AB f2(CL) = (1 + AB)f2 Tipo f1(CL) f2(CL) VCVS f1/(1 + AB) (1 + AB)f2 ICVS f1/(1 + AB) (1 + AB)f2 VCIS f1/(1 + A) (1 + A)f2 ICIS f1/(1 + A) (1 + A)f2 B = f2 – f1 Como o Amp Op tem acoplamento direto, ele não tem uma frequência inferior, então: B = f2 Largura de Banda de Malha Fechada f2(CL) = (1 + AB)f2 AB = ganho de malha