Baixe Circuito elétrico de um amplificador de vários estágios e outras Esquemas em PDF para Eletrônica Analógica, somente na Docsity!
Índice
- Introdução...................................................................................................................................................
- Objectivos................................................................................................................................................... - Objectivo Geral....................................................................................................................................... - Objectivos específicos.............................................................................................................................
- Amplificadores de n estágios......................................................................................................................
- Vantagens e Desvantagens desse tipo de amplificadores se comparado a um de 1 estágio....................... - Vantagens................................................................................................................................................ - Desvantagens...........................................................................................................................................
- Principais tipos de acoplamento.................................................................................................................. - Acoplamento RC..................................................................................................................................... - Acoplamento Directo.............................................................................................................................. - Acoplamento a Transformador................................................................................................................
- Circuito eléctrico de um amplificador de vários estágios........................................................................... - Esquema equivalente............................................................................................................................. - Parâmetros.............................................................................................................................................
- Conclusão..................................................................................................................................................
- Bibliografia...............................................................................................................................................
- Figura 1- Representação de amplificador de n estágios............................................................................. Lista de Figuras
- Figura 2-Acoplamento RC..........................................................................................................................
- Figura 3-Acoplamento directo....................................................................................................................
- Figura 4- transformador usado para polarizar o transístor..........................................................................
- Figura 5- transformador usado como sintonizador.....................................................................................
- Figura 6- Circuito de n estágios..................................................................................................................
- Figura 7- Esquema equivalente.................................................................................................................
Introdução Segundo Henrique Mattede (componentes electronicos), os amplificadores são dispositivos eletrônicos muito utilizados. Eles têm como função principal, como o próprio nome sugere, amplificar os sinais elétricos recebidos na entrada de variados equipamentos, sejam eles quais forem. Entre os amplificadores mais usados, estão os amplificadores de som ou de áudio, eles são equipamentos capazes de amplificar e aumentar os sinais elétricos de tensão recebidos. Ao se criar sistemas de amplificação existem casos em que a saída desejada não e obtida, para tal se recorre a outros recursos, por isso a existência dos amplificadores com mais de um estágio. Por definição um amplificador com n estágios trata da criação de circuitos amplificadores mais complexos, e que normalmente resultam em um maior ganho, podendo ser de tensão ou de corrente.
Amplificadores de n estágios Segundo Nhantumbo Júnior, Amplificadores de vários estágios, ou em cascata (ou ainda em n etapas) são associações de “n”estágios de circuitos amplificadores, onde a saída de um amplificador é a entrada de um outro estágio. São acoplados de diversas formas com o objectivo único de obter maior ganho na saída, ou seja, nos amplificadores em cascata o ganho sofre influência dos elementos activos e passivos do sistema. Podemos ver a figura 1 que ilustra esse tipo de amplificadores, nesse caso o amplificador possui apenas 3 estágios. Figura 1 - Representação de amplificador de n estágios Vantagens e Desvantagens desse tipo de amplificadores se comparado a um de 1 estágio
Vantagens
Um amplificador de vários estágios oferece diversas vantagens em comparação com um de único estágio:
- Ganho Maior: Como o ganho total é distribuído entre os vários estágios, um amplificador de vários estágios pode fornecer um ganho total maior do que um de único estágio, permitindo amplificar sinais de entrada mais fracos.
- Menor Distorção: Dividir o ganho entre vários estágios pode reduzir a distorção do sinal, já que cada estágio opera com uma amplitude de sinal menor. Isso ajuda a preservar a fidelidade do sinal original.
- Resposta em Frequência Melhorada: Cada estágio pode ser projetado para amplificar eficientemente uma faixa específica de frequência, o que permite um melhor desempenho em uma variedade de frequências.
- Maior Impedância de Entrada e Saída: Um amplificador de vários estágios pode ter uma impedância de entrada mais alta e uma impedância de saída mais baixa em comparação com um amplificador de único estágio, o que pode facilitar a conexão com outros circuitos.
Desvantagens
Embora os amplificadores de vários estágios tenham várias vantagens, também apresentam algumas desvantagens em comparação com os de único estágio:
- Complexidade: Amplificadores de vários estágios tendem a ser mais complexos do que os de único estágio devido ao número de componentes e interconexões necessárias. Isso pode tornar o projeto, a montagem e a manutenção mais desafiadores.
- Custo: A complexidade adicional resulta em um custo potencialmente mais alto tanto em termos de componentes quanto de mão de obra. Amplificadores de vários estágios podem exigir mais componentes e uma montagem mais cuidadosa, aumentando os custos de produção.
- Consumo de Energia: Com múltiplos estágios operando em sequência, o consumo de energia pode ser maior em um amplificador de vários estágios em comparação com um de único estágio, especialmente se não forem implementadas técnicas de otimização de eficiência.
- Sensibilidade a Variações de Componentes:
Esse tipo de acoplamento tem suas vantagens e desvantagens que são: Vantagens Opera com sinais de baixas e altas frequências; Amplamente usado em circuitos amplificadores de áudio e RF; Desvantagens O circuito bloqueia a corrente contínua de polarização, permitindo apenas a passagem dos sinais a serem amplificados; Limitado em alcance efetivo, pois a intensidade do campo elétrico diminui rapidamente com a distância; Desvanecimento para frequências médias;
Acoplamento Directo
Nesse caso temos um link directo na ligação de um estágio com o outro, sem nenhum elemento a mais a transferência é quase a 100%. Figura 3 -Acoplamento directo Vantagens Casamento de Impedâncias: O acoplamento direto permite que os circuitos se conectem diretamente, evitando reflexões de sinal e perdas de energia. Quando as características de saída de um circuito se alinham com as características de entrada do próximo, a transferência de sinal é otimizada.
Simplicidade: O acoplamento direto não requer componentes adicionais (como capacitores ou transformadores), tornando a implementação mais simples. Desvantagens Inversão de Fase: No acoplamento direto, ocorre uma inversão de fase do sinal a ser amplificado. Isso pode afetar a resposta de frequência e a fidelidade do sinal. Limitações de Ganho: O ganho do acoplamento direto é limitado pela configuração do circuito. A ausência de componentes de acoplamento pode restringir o ajuste fino do ganho.
Acoplamento a Transformador
Nesse caso o processo pode ser feito de duas formas, usando o transformador como caminho para alimentar o transístor ou também como um sintonizador. Isso pode ser facilmente entendido nas imagens abaixo: Figura 4 - transformador usado para polarizar o transístor Figura 5 - transformador usado como sintonizador
Esquema equivalente
Desactivando as fontes em CC e desenvolvendo a simplificação do circuito é possível chegar a esse esquema equivalente. Aqui podemos ver são dois esquemas de um amplificador em emissor comum juntos: Figura 7 - Esquema equivalente
Parâmetros
Os parâmetros podem ser determinados a partir : Em situações de n estágios o ganho final é multiplicação dos ganhos de cada estágio, por isso teremos: Assim sendo a fórmula única do ganho final pode ser descrita como: O restante dos parâmetros relativo aos ganhos obedece a mesma linha de raciocínio, bastando apenas multiplicar os ganhos e ter um ganho final único. Nesse caso usei o ganho de tensão por ser um dos mais simples. Esse processo pode também ser feito calculando cada estágio isoladamente.
Outros parâmetros: Resistência de entrada Re nt ( amp ) =
V 1 1
I 1 1
Rp 1. Ri 1 Rp 1 Ri 1 Resistência de entrada Ri ( amp ) Ri ( amp ) Ri 1em EC sem RE (amp) = hie Resistência de saída Rsaida Rsaida Ro ( amp ) // RL Resistência de saída Ro ( amp ) Ro ( amp )
V 2
na prática I 1 Ro ( amp ) Ron Rcn
Bibliografia http://www2.joinville.udese.br/~dee2cjfa/Elal/Aulas/AmplificadoresdeM ultipol Estagios; Boylestad, Robert, Nashelsky,Louis, Electronic devices and circuit theory, seventh edition; Malvino, electronica Volume I, 4a edição; Editora Pearson Education; Newton C. Braga, https://www.newtoncbraga.com.br/index.php/almanaque- tecnologico/7608-acoplamento-330-alm403;
