CIRCUITS I COMPONENTS ELECTRONICS. Tema 3 CIRCUITS ACTIUS

Transcripción

1 CCUTS COMPONENTS ELECTONCS Tema CCUTS CTUS

2 NDEX Definició de circuit actiu. Fonts controlades. Tipus de fonts controlades. Circuits amb fonts controlades. L amplificador operacional ideal. Modelat. plicacions lineals. plicacions no lineals.

3 Circuit ctiu Definició : Es aquell circuit que és capaç de donar a la càrrega més potència de la que rep de la font de senyal. limentació Font de senyal Circuit actiu Càrrega

4 Principi de conservació de l energia i o FONT DE SENYL i CCUT CTU o CEG Potència entrada i i Potència sortida o o cc cc Potència sortida >> Potència entrada Potència sortida Potència entrada Potència alimentació 4

5 mplificació cció de l amplificador : Modelar la tensió o ntensitat de la Font d alimentació en funció de la tensió o intensitat de la font de senyal. m i t o000 i o t t cc 5

6 Elements amplificadors Components amplificadors : Transistor (amplificador de corrent). mplificador operacional (amplificador de tensió). POBLEM!! Com podem modelar els components actius?? MB FONTS CONTOLDES 6

7 Fonts controlades Definició : Són fonts de tensió o intensitat que el seu valor depèn d un altre variable del circuit (tensió o corrent). Són elements que serveixen per modelar els components actius. mplícitament tenen associada una font d alimentació encara que no la dibuixem. pliquem superposició. Estudiem per separat el senyal i l alimentació. El resultat final és la suma dels dos. Normalment sols s estudia el senyal i se suposa que el circuit està alimentat. 7

8 Tipus de fonts controlades i c µ v x Font de tensió controlada per tensió i c r m i x Font de tensió controlada per corrent v i c ß i x Font de corrent controlada per corrent v i c g m v x Font de corrent controlada per tensió 8

9 Característiques Definició dels paràmetres : µ v v c x Guany de tensió r m v i c x Tranresitè ncia( Ω) β i i c x Guany de corrent g m i v c x Transcondu ctancia( Ω ) mportant : Una Font controlada només produeix voltatge o corrent quan una font independent (font de senyal) activa la variable de control. La font controlada està alimentada ( cc ) 9

10 Característica Font independent : Font controlada : i µ v x 0

11 esolució de circuits amb fonts controlades Plantejar les equacions com si fossin fonts independents. Per cada font controlada necessitem una equació auxiliar que ens relacioni la variable de control de la font amb una variable de circuit triada. D una resistència si coneixem la tensió sabem la intensitat (llei de Ohm). D una font independent només tenim una incògnita, però d una font controlada en tenim dues incògnites ( i ) que no estan relacionades per cap llei.

12 Exemple de resolució d un circuit amb una font controlada Trobar quan val. x 0 Ohm 0 Ohms 5 Ohms c x 0 X 0 node 0 5 C 5 C malla exterior malla interior equació auxiliar 4 Equacions amb 4 incògnites

13 Teoremes amb fonts controlades Teorema de superposició : Les fonts controlades no s eliminen. Teorema de thevenin i norton : El circuit del que es fa l equivalent ha de contenir la variable de control. Càlcul de la resistència equivalent : th th / N. Desconnectar les fonts i aplicar una tensió o intensitat de prova.

14 L amplificador operacional ideal Definició : Es un circuit integrat format per molts elements: resistències, transistors etc... Té dos entrades de senyal( i ) i una sortida de senyal(o). Te dos terminals d alimentació( cc i cc) Es un amplificador de tensió : o [() ()], ( ). Símbol : cc N N 4 o cc 4

15 L amplificador operacional ideal Esquema bàsic de connexió : Llei de irchoff de nodes : p n 4 cc o o ( cc cc ) ( p n ) p n cc cc cc o Senyal de sortida limentació Senyal d entrada Permet l amplificació La connexió de l alimentació no es representa a l hora d estudiar els circuits amb.o. (està implícitament en el model que s utilitzarà). 5

16 Característiques del.o. Model de l amplificador operacional p d i n d o o o Característica de transferència (relació entrada/sortida) d màx. cc o. d màx. d.(m) Limitació fisica cc Saturació negativa Zona lineal Saturació positiva 6

17 Taula comparativa del.o. deal versus el real Paràmetre Nom alor ideal alor real Guany de tensió llaç obert i esistència d entrada o esistència de sortida ±cc Tensió d alimentació ±5 ±5 d màx. d màx per estar en zona línial cc/ 0 cc/0,0 5 m 7

18 Característiques del.o. ideal Model de l amplificador operacional ideal p n 0 d 0 d o o Característica de transferència (relació entrada/sortida) cc o. d.(m) cc Saturació negativa Zona lineal Saturació positiva 8

19 Circuits amb.o. ideals realimentats negativament s p n 0 d 0 d o o 0 n ealimentació negativa ealimentació negativa : n p o s n o 9

20 0 Circuits amb.o. ideals Circuits amb.o. ideals realimentats realimentats negativament negativament s o n p ) ( O O s S o s o o s o o o s o ( N ) P d O Circuit.O. S s S o lim lim lim ideal.o. S S O o < està acotada o < està acotada o d o

21 Circuits amb.o. ideals realimentats negativament o O d d O lim d < lim o 0 0 d CUT CCUT TUL P n Definició de curt circuit virtual : És el fet que entre dos punts a efectes de tensió és un curt circuit però que a efectes de corrent és un circuit obert.

22 esolució de circuits amb.o. esolució de circuits amb.o. aplicant curt circuit virtual aplicant curt circuit virtual mplificador no inversor : S O s S O O S O S S S O S ) ( O S ) ( MTEX ESULTT QUE BNS. MTEX ESULTT QUE BNS. CUT CCUT TUL CUT CCUT TUL 0 s o d0 s

23 Formes de treballar del.o. Formes de treballar : Lineal. No lineal. Lineal : cc < o < cc (condició) ealimentació negativa (condició). d 0 (conseqüència). Curt circuit virtual (conseqüència).

24 Formes de treballar del.o. No lineal : o cc o o cc (sols possibilitats) Es força que d 0 o d (físicament saturació) Exemples : o5 8 5 o5 5 4

25 Circuit comparador Esquema : 5 0 i i>5 o5 i<5 o5 Funcionament : mb el divisor de tensió fixem el valor de l entrada inversora. Per tant fixem el valor amb que compararem la tensió d entrada i. o plicacions :: larma Detector de de nivell i 5 O 5

26 plicacions lineals mplificador inversor d0 o i O i O O i Circuit sumador : d0 o o pliquem superposició: O ( ) O 6

27 Seguidor de tensió Esquema :: i Exemple : oi plicació :: daptar impedancies i d0 o o i i i d0 o o i i i oi 7

28 Exercici Enunciat : Tenim tensions d entrada ( i ). olem aconseguir una tensió que sigui o 0,5 o o0,5. NOT : es poden anar ajuntant etapes. La sortida d un.o. és una font de tensió ideal, no varia si s hi connecta càrrega. 8