Tecnología Electrónica

Transcripción

1 Tecnología Electrónca Tema : Realmentacón y establdad. Realmentacón con efectos de carga. (/3) Versón: 015/03/05

2 Índce general del Tema 1. Introduccón.. Teoría básca de realmentacón 1. Fundamentos y defncones. Ventajas de la realmentacón negata 3. Topologías de realmentacón 3. Realmentacón con efectos de carga 1. Efectos de carga.. Métodos de resolucón de crcutos realmentados 4. Establdad en crcutos realmentados 1. Análss de la establdad.. Métodos de compensacón Tecnología Electrónca Tema -: Realmentacón con efectos de carga -

3 Índce 3. Realmentacón con efectos de carga 3.1 Efectos de carga: alteracones de la teoría básca 3. Parámetros prlegados Sgnfcado. Aproxmacones razonables 3.3 Resolucón práctca Estmacón de los parámetros de Ejemplos genércos de resolucón 3.4. Análss de amplfcadores realmentados reales 3.5. Ejerccos Tecnología Electrónca Tema -: Realmentacón con efectos de carga - 3

4 3.1. Realmentacón en amplfcadores reales Los efectos de carga modfcan las ganancas A y. Éstas dependen de R s, R o, R, R L... No se cumplen las condcones dealzadas con las que llegamos a la ecuacón fundamental: A 1 A A? f A?? A? f f f ( R s ( R s, R, R L L,...),...) Caracterzacón formal del problema: Medante la teoría general de cuadrpolos Tecnología Electrónca Tema -: Realmentacón con efectos de carga - 4

5 3.. Topologías y parámetros prlegados Fundamento teórco suma de parámetros prlegados A realmentado Red A generador real Conexón sere o paralelo A fa f ra oa r o Conexón sere o paralelo carga real Red Asocacón Sere-Paralelo Paralelo- Paralelo Sere-Sere Paralelo-Sere Parámetros del A total h y Total j z g Total j Total j Total j h y z g A j A j A j A j h y z g j j j j Sgnfcado de los parámetros: mpedanca de entrada o mpedanca de salda f transferenca drecta r transferenca nersa Tecnología Electrónca Tema -: Realmentacón con efectos de carga - 5

6 3..1. Aproxmacones razonables En la teoría general de cuadrpolos las redes se modelan: Con cuatro parámetros: [] T = [] A + [] Trabajoso de analzar ( cálculo de parámetros; asocacón, asgnacón ) Pero en amplfcacón se tene un problema smplfcable... Parámetros de un amplfcador típco: La transferenca drecta es grande en la red A (amplfcador) El amplfcador no tene una transferenca nersa notable. [ ra 0] De hecho, hemos modelado A con solo tres parámetros La red : Es pasa y blateral (transfere señal en los dos sentdos) Pero en sentdo drecto NO AMPLIFICA [ fa» f ] Y solo consderamos la transferenca nersa debda a la red Estas aproxmacones (razonables) permten smplfcar mucho el análss de un amplfcador realmentado práctco. Tecnología Electrónca Tema -: Realmentacón con efectos de carga - 6

7 3... Topologías práctcas resultantes Ejemplos práctcos de modelado, para cada topología Las redes A y β son más smples operata más manejable S-P [h] S-S [z] P-S [g] P-P [y] Tecnología Electrónca Tema -: Realmentacón con efectos de carga - 7

8 3..3. Idealzacón del problema Para poder aplcar la teoría básca: dealzamos el problema A realmentado generador deal Conexón sere o paralelo Red dealzada: A A 0 fa oa 0 r 0 0 Conexón sere o paralelo carga deal cambo Red deal cambo El msmo Total A A' deal cambo La red total (el A realmentado) resulta equalente a: Una red dealzada con un únco parámetro de transf. nersa El resto de elementos no deales (todas las cargas: en generador, red, etc.) se asgnan a un nueo amplfcador dealzado: A Tecnología Electrónca Tema -: Realmentacón con efectos de carga - 8

9 3..3. Idealzacón del problema: ejemplo Un ejemplo de dealzacón del problema: topología P-P. Parametrzamos β: mpedancas de carga y transferenca nersa. Se asgnan a A todas las cargas exstentes: R del generador, de la carga y parámetros de mpedanca de Obtenemos así un nueo amplfcador A, que llamaremos A Así: generador, carga y red son las deales para la topología dada Tecnología Electrónca Tema -: Realmentacón con efectos de carga - 9

10 3.3. Ejemplos de dealzacón: caso S-P (1/) 1 h h h h 1 Todas las cargas A Accones sobre la red : h 1 desprecable frente a A h 11 y h? h 1 (esto es: )? Tecnología Electrónca Tema -: Realmentacón con efectos de carga - 10

11 Sere-Paralelo (/). Parámetros [h] * Atentos a las arables bajo estudo! Anulamos arable común en la salda Anulamos arable común en la entrada R11 h h R h 1 1 f o * 1 h h h h 1 Tecnología Electrónca Tema -: Realmentacón con efectos de carga - 11

12 3.3.. Sere-Sere (1/). Parámetros [z] 1 z 11 1 z 1 z 1 1 z Generalzamos el método para hallar los parámetros de : R 11 anular la arable común en la salda y R anular la arable común en la entrada Tecnología Electrónca Tema -: Realmentacón con efectos de carga - 1

13 3.3.. Sere-Sere (/). Parámetros [z] * Anulamos arable común en la salda R 11 z * 1 z z z z 1 Anulamos arable común en la entrada R Z z z 1 f Tecnología Electrónca Tema -: Realmentacón con efectos de carga - 13

14 3.3.. Paralelo-Paralelo. Parámetros [y] * Anulamos arable común en la salda R * y f o 1 0 Anulamos arable común en la entrada R 1 0 Tecnología Electrónca Tema -: Realmentacón con efectos de carga - 14

15 3.3.. Paralelo-Sere. Parámetros [g] * Anulamos arable común en la salda R * f o 1 0 Anulamos arable común en la entrada R 0 1 Tecnología Electrónca Tema -: Realmentacón con efectos de carga - 15

16 3.3.. Resumen: análss en ctos. práctcos Identfcar la topología: Ella mpone los tpos de ganancas A y correspondentes, y la asgnacón en sere o paralelo de los efectos de carga sobre A Idealzar la estructura: Conertr todo, salo A, en deal. Para ello... Asgnar las mpedancas de fuente y carga a A. Obtener el efecto de carga sobre A en la entrada (R 11 ) Anular la arable común a la salda en la red Efecto de carga en la salda (R ) y alor de Anular la arable común a la entrada en la red El nueo amplfcador resultante será: A Aplcar la teoría general de realmentacón sobre A y deal Comprobar que A es admensonal y posto Interpretar los resultados sobre el crcuto orgnal Tecnología Electrónca Tema -: Realmentacón con efectos de carga - 16

17 3.3.. Resumen: análss en ctos. práctcos Sempre necestaremos determnar la topología: En análss, para poder reconocer las redes A y En dseño, según nuestro objeto Para reconocer la topología hay que buscar: Un restador de señales a la entrada (arables que se suman...) Un muestreador de señales a la salda (arable común) La topología fuerza las condcones concretas del análss: Tpo de parámetros, tpo de ganancas, etc. Esto puede exgr transformar el cto. orgnal en un equalente [Nota: no se necestan conocmentos formales de la teoría de cuadrpolos] En consecuenca, los datos buscados pueden no ser los msmos que los obtendos en el análss dealzado. Por ello, s se necestan saber datos sobre las redes orgnales hay que dentfcar los datos requerdos sobre ellas! Tecnología Electrónca Tema -: Realmentacón con efectos de carga - 17

18 3.4. Análss de amps. realmentados reales. Aplcacón de las técncas estudadas. Ejemplo: Obtener el alor de la R n y R out del amplfcador no-nersor R n R out Amplfcador realmentado en sere-paralelo (tensón-tensón) Aplcaremos la teoría de realmentacón a este problema Tecnología Electrónca Tema -: Realmentacón con efectos de carga - 18

19 3.4. Análss de amps. realmentados reales. Hay que transformar el problema orgnal según la topología: Analzamos y obtenemos las R f y R of del amplfcador dealzado Redes A y equalentes Ojo! no son las que se pden R f R SR 1 A' V V R of R 1 A' osr V V Solucones: Rf=Rs+Rn Rof=RL Rout Tecnología Electrónca Tema -: Realmentacón con efectos de carga - 19

20 3.4. Topologías en amplfcadores dscretos Reconozca el tpo de realmentacón y la red usada en los sguentes amplfcadores: Tecnología Electrónca Tema -: Realmentacón con efectos de carga - 0

21 3.4. Topologías en amplfcadores dscretos Reconozca el tpo de realmentacón y la red usada en los sguentes amplfcadores: Tecnología Electrónca Tema -: Realmentacón con efectos de carga - 1

22 3.4. Realmentacón en DC, en AC o mxta Una red pasa puede nclur elementos C o L En este caso, esto es, la realmentacón es f() En otras ocasones buscamos dferencar entre realmentacón sólo en contnua (DC, 0), sólo en señal (AC,») o combnada Ejemplo típco: el C de emsor en el amplfcador en E.C. En DC es un c.a. R E realmenta en DC, con lo que establza el punto Q. En AC es un c.c. desacopla R E del cto. en señal, no hay realmentacón en señal arable. Tecnología Electrónca Tema -: Realmentacón con efectos de carga -

23 3.4. Realmentacón en DC, en AC o mxta Ejemplos: Supuesto C», dentfque la realmentacón DC, AC o mxta en los casos sguentes: Tecnología Electrónca Tema -: Realmentacón con efectos de carga - 3

24 3.5. Ejerccos: 1. Malk: ejemplo 9.6 Tecnología Electrónca Tema -: Realmentacón con efectos de carga - 4

25 3.5. Ejerccos:. Malk: ejemplo 9.8. Crcuto orgnal: Tecnología Electrónca Tema -: Realmentacón con efectos de carga - 5

26 3.5. Ejerccos:. Malk: ejemplo 9.8. Crcuto equalente en pequeña señal: Tecnología Electrónca Tema -: Realmentacón con efectos de carga - 6

27 Referencas Materal de estudo: Malk, capítulo 9, seccones 9.1 a 9.6. Teoría y ejerccos. Sedra-Smth capítulo 8, seccones 8.1 a 8.7. Estmacón de los efectos de carga. Materal complementaro Hambley, capítulo 8, seccones 8.1 y 8.; capítulo 1, seccón 1.10 Otros: Gráfcas extraídas de los textos detallados. Trabajos de documentacón y elaboracón de materales: Profesores del Dpto. de Electrónca de la UAH. En colaboracón con profesores del CEAN de la UPM. Tecnología Electrónca Tema -: Realmentacón con efectos de carga - 7

28 Anexo: parámetros [z] Tecnología Electrónca Tema -: Realmentacón con efectos de carga - 8

29 Anexo: parámetros [y] Tecnología Electrónca Tema -: Realmentacón con efectos de carga - 9

30 Anexo: parámetros [h] Tecnología Electrónca Tema -: Realmentacón con efectos de carga - 30

31 Anexo: parámetros [g] Tecnología Electrónca Tema -: Realmentacón con efectos de carga - 31

32 Resumen [z] 1 z z z z 1 [h] 1 h h h h 1 y y [y] y y [g] g g g g 1 1 Tecnología Electrónca Tema -: Realmentacón con efectos de carga - 3

33 Control de resones : ersón ncal. Tecnología Electrónca Tema -: Realmentacón con efectos de carga - 33