+ All Categories
Home > Documents > CEF CAP1-studenti

CEF CAP1-studenti

Date post: 17-Nov-2015
Category:
Upload: georgiana-moscaliuc
View: 50 times
Download: 0 times
Share this document with a friend
Description:
cef
45
Capitolul I AMPLIFICATOARE - NOTIUNI GENERALE 1
Transcript
  • Capitolul I

    AMPLIFICATOARE - NOTIUNI GENERALE

    1

  • Capitolul I

    AMPLIFICATOARE - NOIUNI GENERALE

    1.1. Definiie

    1.2. Parametri electrici

    1.3. Caracteristicile amplificatorului

    1.4. Banda amplificatorului

    1.5. Distorsiuni

    1.6. Zgomotul n amplificatoare

    1.7. Clase de funcionare

    1.8. Clasificarea amplificatoarelor

    1.9. Amplificatoare ideale

  • 1.1. Definiie

    Amplificatorul lucreaz in gol

    RL

    g

    g2

    g

    P =V

    RP

    V

    Roo

    L

    2

    Generatorul de semnal

    Fig. 1.1a

    CEF

  • 1.1. Definiie

    Fig. 1.1b

    CEF

    Echivalena serie

    (Thevenin)

    Echivalena paralel

    (Norton)

    Rg

    Rg

    gV

    gI

    R

    VI

    g

    g

    g

  • CEF

    Capitolul I

    AMPLIFICATOARE - NOIUNI GENERALE

    1.1. Definiie

    1.2. Parametri electrici

    1.3. Caracteristicile amplificatorului

    1.4. Banda amplificatorului

    1.5. Distorsiuni

    1.6. Zgomotul n amplificatoare

    1.7. Clase de funcionare

    1.8. Clasificarea amplificatoarelor

    1.9. Amplificatoare ideale

  • 1.2. Parametri electrici

    Impedana de intrare (1.1a) i

    i

    i

    Z =V

    I

    Impedana de ieire (1.2a)

    Amplificarea de tensiune (1.3a)

    Amplificarea de tensiune (1.4a)

    raportat la generator

    0Vo

    oo

    g

    I

    V=Z

    vo

    i

    A =V

    V

    AV

    Vvo

    g,g

    CEF

  • 1.2. Parametri electrici

    Amplificarea de curent (1.5a)

    io

    i

    A =I

    I

    Amplificarea de curent (1.6a)

    raportat la generator

    Amplificarea transimpedan (1.7a)

    Amplificarea transimpedan (1.8a)

    raportat la generator

    AI

    Ii go

    g,

    zo

    i

    A =V

    I

    AV

    Iz,go

    g

    CEF

  • 1.2. Parametri electrici

    Amplificarea transadmitan (1.9a)

    Amplificarea transadmitan (1.10a)

    raportat la generator

    Amplificarea de putere (1.12a)

    raportat la generator

    Amplificarea de putere (1.11a)

    y o

    i

    A =I

    V

    AI

    y,go

    Vg

    p o

    i

    =AP

    P

    A =PPp

    o

    g,g

    CEF

  • 1.2. Parametri electrici

    Comentarii

    Amplificatorul contine si elemente reactive trebuie folosii

    fazori.

    - valoarea efectiv a tensiunii de ieire

    - faza tensiunii de ieire

    jexpVV oo

    oV

    tsinV2tv oo

    Puterea este o mrime real, pozitiv

    P Re V I Re V VR

    ReV

    R

    V

    Ro o o o

    o

    L

    o2

    L

    o2

    L

    CEF

  • 1.2. Parametri electrici

    A nu se confunda

    RV

    ILo

    o

    cu 0Vo

    oo

    g

    I

    VZ

    Amplificarea / ctigul n decibeli dB

    Ctigul de tensiune

    (1.13a)

    Ctigul de curent

    (1.13b)

    Ctigul de putere

    (1.13c)

    vo

    ivG = 20 lg

    V

    V= 20 lg|A |

    po

    ipG = 10 lg

    P

    P= 10 lgA

    io

    iiG = 20 lg

    I

    I= 20 lg|A |

    CEF

  • 1.2. Parametri electrici

    Amplificator in band

    Elementele reactive sunt neglijabile.

    0vo

    oo

    g

    i

    v=R

    vo

    i

    A =v

    v

    A =vv

    =vv

    vv

    = AR

    R + Rv go

    g

    o

    i

    i

    gv

    i

    i g,

    (1.1b)

    (1.2b)

    (1.3b)

    (1.4b)

    Rv

    iii

    i

    CEF

    Se utilizeaz valori instantanee. Relatiile (1.1.a) - (1.12.a) devin :

  • 1.2. Parametri electrici

    io

    i

    o

    o

    o

    i

    i

    i Lv i v

    i

    LA =

    i

    i=

    i

    v

    v

    v

    v

    i=

    1

    RA R = A

    R

    R

    R+R

    R

    R

    RA=

    i

    i

    i

    i=

    i

    i=A

    gi

    g

    L

    iv

    g

    i

    i

    o

    g

    og,i

    zo

    i

    o

    i

    i

    iv iA =

    vi

    =vv

    vi

    = A R

    givg

    g

    g

    i

    i

    o

    g

    og,z R||RA

    i

    v

    v

    v

    v

    v

    i

    vA

    (1.5b)

    (1.6b)

    (1.7b)

    (1.8b)

    CEF

  • 1.2. Parametri electrici

    RA=

    v

    v

    v

    i=

    v

    i=

    L

    v

    i

    o

    o

    o

    i

    o

    y

    1A

    R|=AA=|

    P

    P=

    L

    i2

    viv

    i

    o

    p

    RAA

    (1.9b)

    (1.10b)

    (1.11b)

    (1.12b)

    R+R

    R

    R

    1A=

    v

    v

    v

    v

    v

    i=

    v

    i=A

    gi

    i

    Lv

    g

    i

    i

    o

    o

    o

    g

    og,y

    L

    gi2v

    g

    og,p

    R

    R||RA

    P

    PA

    CEF

  • 1.2. Parametri electrici

    AARZRZooii

    ; 0 ; 0

    g,ppg,ig,viv A,A,A,A,A,A sunt adimensionale

    A Ay y g, ,se exprim n iar se exprim n 1

    Relaiile (6.4b) - (6.12b) se deduc pe baza ecuaiilor

    Lo

    o

    R =v

    i- i

    v

    Rgg

    g

    ii

    i

    R =v

    i

    R+R

    R=

    v

    v

    gi

    i

    g

    i

    gi

    g

    g

    i

    RR

    R

    i

    i

    A Az z g, ,

    Dac se cunosc etc,...A,AA,R,R,Rigv,vLgi

    CEF

  • CEF

    Capitolul I

    AMPLIFICATOARE - NOIUNI GENERALE

    1.1. Definiie

    1.2. Parametri electrici

    1.3. Caracteristicile amplificatorului

    1.4. Banda amplificatorului

    1.5. Distorsiuni

    1.6. Zgomotul n amplificatoare

    1.7. Clase de funcionare

    1.8. Clasificarea amplificatoarelor

    1.9. Amplificatoare ideale

  • 1.3. Caracteristicile amplificatorului

    Caracteristicile amplificatorului sunt :

    , >1

    Liniaritate

    Unidirectionalitate

    Stabilitate

    Factor de zgomot redus

    Insensibilitate la zgomotul extern

    Banda optima.

    CEF

    g,pA Ap

  • CEF

    Capitolul I

    AMPLIFICATOARE - NOIUNI GENERALE

    1.1. Definiie

    1.2. Parametri electrici

    1.3. Caracteristicile amplificatorului

    1.4. Banda amplificatorului

    1.5. Distorsiuni

    1.6. Zgomotul n amplificatoare

    1.7. Clase de funcionare

    1.8. Clasificarea amplificatoarelor

    1.9. Amplificatoare ideale

  • 1.4. Banda amplificatorului

    CEF

    Fig. 1.4

    Banda = f fs j

    2

    1=

    P

    P

    )fsf(

    ff0,o

    o

    j

    2

    1

    A

    A

    0g,v

    g,v 3dB=

    2

    1lg20=

    A

    Alg20

    g0v,

    g,v

    La fs (fj) puterea la iesire scade de 2 ori, iar amplificarea cu 3dB.

  • CEF

    Capitolul I

    AMPLIFICATOARE - NOIUNI GENERALE

    1.1. Definiie

    1.2. Parametri electrici

    1.3. Caracteristicile amplificatorului

    1.4. Banda amplificatorului

    1.5. Distorsiuni

    1.6. Zgomotul n amplificatoare

    1.7. Clase de funcionare

    1.8. Clasificarea amplificatoarelor

    1.9. Amplificatoare ideale

  • 1.5. Distorsiuni

    1.5.1. Distorsiuni liniare

    CEF

    Sunt introduse de elementele reactive ale amplificatorului

    )+(tcosV2=)+tcos(V2=(t)v kg,kkg,n

    1=kkg,kkg,

    n

    1=kg

    )++(tcosV2=(t)v ka,kg,kko,n

    1=ko

    k

    k,gk,g

    k

    k,ak,a

    i

    a,k a,k/ - defazajele/ntrzierile introduse de amplificator.

  • 1.5. Distorsiuni

    Distorsiuni de amplitudine cu frecvena

    Amplificarea variaz cu frecvena

    CEF

    o,k

    g,k

    o,k+1

    g,k+1

    o,k+2

    g,k+2

    V

    V

    V

    V

    V

    V...

    Intrzierea este constant cu frecvena

    1k

    1+ka,1+ka,

    k

    ka,ka,

    Fig. 1.5a

  • 1.5. Distorsiuni

    CEF

    o,k

    g,k

    o,k+1

    g,k+1

    V

    V=

    V

    V= const. a,k a,k+1 a,k+2 ...

    Distorsiuni de faz cu frecvena

    Fig. 1.5b

    a 0(a) -

    a f~ ~(b) -

    a real (c) -

  • 1.5. Distorsiuni

    1.5.2. Distorsiuni neliniare

    CEF

    Sunt introduse de elementele active ale amplificatorului

    Distorsiuni armonice

    v 2V cos tg g

    o g oo

    gg

    2o

    g2 g

    2o 1 g 2 g

    2v (v ) = v (0) +vv

    v +12!

    v

    vv +...= v (0) + a v + a v +...

    v (t) V cosk to o,kk 0

    Vo,1V , V ...o,2 o,3

    - fundamentala

    - armonici

    V

    V

    V

    V=

    o,1

    2ko,

    2=k

    2ko,

    1=k

    2ko,

    2=k

    factorul de distorsiuni

  • 1.5. Distorsiuni

    Distorsiuni de intermodulaie

    CEF

    tcosVtcosV2tv 2g,21g,1g

    1k 1n21nk,oo nkcosVtv

  • CEF

    Capitolul I

    AMPLIFICATOARE - NOIUNI GENERALE

    1.1. Definiie

    1.2. Parametri electrici

    1.3. Caracteristicile amplificatorului

    1.4. Banda amplificatorului

    1.5. Distorsiuni

    1.6. Zgomotul n amplificatoare

    1.7. Clase de funcionare

    1.8. Clasificarea amplificatoarelor

    1.9. Amplificatoare ideale

  • 1.6. Zgomotul n amplificatoare

    CEF

    2Z

    2Z V/I - curent / tensiune de zgomot (valoare medie patratic)

    1.6.1. Surse de zgomot

    Brumul de reea

    Radiaii electromagnetice

    Surse externe

  • 1.6. Zgomotul n amplificatoare

    CEF

    Surse interne

    Elemente pasive - zgomot termic

    R

    fTk4I , RfTk4V

    2Z

    2Z

    Elemente active

    Zgomot termic - datorat zonelor neutre rezistive din dispozitiv

    Zgomot de alice - datorat naturii discontinue a curentului electric

    Zgomot 1/f - se manifest la frecvene joase

    fIq2I2Z

    2zV

    f

    1 ~

  • 1.6. Zgomotul n amplificatoare

    CEF

    Tensiunea de zgomot la ieire - z,oV

    1.6.2. Parametrii de zgomot

    Tensiunea echivalen de zgomot la intrare

    |A|

    V=V

    v

    zo,zi,

  • 1.6. Zgomotul n amplificatoare

    s,is,o

    z,iz,oz

    PP

    PP=F

    P Po s i s, ,/

    P Po z i z, ,/

    CEF

    Factorul de zgomot

    - puterea semnalului util la ieire / intrare

    s,is,o

    z,i"

    z,o

    s,is,o

    z,i"

    z,o

    s,is,o

    z,i'

    z,oz

    PP

    PP1

    PP

    PP

    PP

    PP=F

    - puterea de zgomot la iesire / intrare

    pentru c : P P Po z o z o z, ,'

    ,"

    P

    P

    P

    PA

    o z

    i z

    o s

    i sp

    ,'

    ,

    ,

    ,

  • 1.6. Zgomotul n amplificatoare

    CEF

    Raportul semnal util-zgomot la ieire

    S

    Z[dB] = 10 lg

    P

    P= 20 lg

    V

    Vo

    o,s

    o,z

    o,s

    o,z

    o,zo,z2

    LP =

    V

    R,

    o,so,s2

    LP =

    V

    R

    Raportul semnal util-zgomot la intrare

    S

    Z

    i

    i,s

    i,z

    i,s

    i,z

    [dB] = 10 lgP

    P= 20 lg

    V

    V

  • CEF

    Capitolul I

    AMPLIFICATOARE - NOIUNI GENERALE

    1.1. Definiie

    1.2. Parametri electrici

    1.3. Caracteristicile amplificatorului

    1.4. Banda amplificatorului

    1.5. Distorsiuni

    1.6. Zgomotul n amplificatoare

    1.7. Clase de funcionare

    1.8. Clasificarea amplificatoarelor

    1.9. Amplificatoare ideale

  • 1.7. Clase de funcionare

    CEF

    c - semiunghiul de conducie

    i I I tB B b sin

    i I I tC C c sin

    Funcionare n clasa A

    c

    Fig. 1.7a

    {

  • 1.7. Clase de funcionare

    c 2

    2 c

    CEF

    Funcionare n clasa B iC=FiB

    Funcionare n clasa AB

    Funcionare n clasa C c < 2

    iB

    iC

    Fig. 1.7b

  • 1.7. Clase de funcionare

    Comentarii

    Micorarea lui marete randamentul dar si distorsiunile.

    Amplificatorul in clasa A are distorsiuni si randament minime.

    CEF

  • CEF

    Capitolul I

    AMPLIFICATOARE - NOIUNI GENERALE

    1.1. Definiie

    1.2. Parametri electrici

    1.3. Caracteristicile amplificatorului

    1.4. Banda amplificatorului

    1.5. Distorsiuni

    1.6. Zgomotul n amplificatoare

    1.7. Clase de funcionare

    1.8. Clasificarea amplificatoarelor

    1.9. Amplificatoare ideale

  • 1.8. Clasificarea amplificatoarelor

    Dup domeniul de frecven al benzii

    de audiofrecven : zeci Hz - 20 kHz

    de radiofrecven : zeci MHz - sute MHz

    de videofrecven : Hz - 30 MHz.

    CEF

    Dup limea benzii

    de band larg

    de band ngust

    selective, cu band redus in jurul unei frecvene.

    Dup mrimea semnalului de intrare de semnal mic

    de semnal mare

    de putere.

  • CEF

    Capitolul I

    AMPLIFICATOARE - NOIUNI GENERALE

    1.1. Definiie

    1.2. Parametri electrici

    1.3. Caracteristicile amplificatorului

    1.4. Banda amplificatorului

    1.5. Distorsiuni

    1.6. Zgomotul n amplificatoare

    1.7. Clase de funcionare

    1.8. Clasificarea amplificatoarelor

    1.9. Amplificatoare ideale

  • 1.9. Amplificatoare ideale

    Observaie

    Ctigul amplificatorului este independent de rezistena generatorului,

    Rg si respectiv de sarcina, RL.

    CEF

    1.9.1. Amplificatorul de curent

    Fig. 1.9a

    iRv iii vR

    1+iA=i o

    o

    i0,io

  • 1.9. Amplificatoare ideale

    Rezistena de intrare, cu ieirea n scurtcircuit

    CEF

    0vi

    ii

    o

    i

    v=R

    Rezistena de ieire, cu intrarea n gol

    0io

    oo

    i

    i

    v=R

    i ig

    g i

    gi =R

    R + Ri , o

    o

    o L

    i ii =R

    R + RA i,0

    )0R(0vi

    o0,i

    L

    oi

    i=A

    Amplificarea de curent, cu ieirea n scurtcircuit

  • 1.9. Amplificatoare ideale

    Amplificarea de curent, raportat la generator

    CEF

    i go

    g

    g

    g i

    o

    o L

    iA =i

    i=

    R

    R + R

    R

    R + RA, ,0

    A Ai g i, , 0 const, dac (1.14a) {

  • 1.9. Amplificatoare ideale

    1.9.2. Amplificatorul de tensiune

    CEF

    Fig. 1.9b

    R

    vi

    i

    ii

    o v i o ov = A v + R i,

  • 1.9. Amplificatoare ideale

    Amplificarea n tensiune cu ieirea in gol

    CEF

    0ii

    o,v

    o

    v

    v=A

    Rezistena de intrare cu ieirea in gol

    0ii

    ii

    o

    i

    v=R

    i

    Rezistena de ieire, cu intrarea in scurtcircuit

    0vo

    oo

    i

    i

    v=R

    ii

    i ggv =

    RR + R

    v oL

    L ov iv =

    RR + R

    A v,

  • 1.9. Amplificatoare ideale

    CEF

    Amplificarea de curent, raportat la generator

    v go

    g

    i

    i g

    L

    L ovA =

    vv

    =R

    R + RR

    R + RA, ,

    A Av g v, , const, dac {

    (1.14b)

  • 1.9. Amplificatoare ideale

    1.9.3. Amplificatorul transimpedan

    CEF

    A A constz g z, , . , dac {

    {

    (1.14c)

    1.9.4. Amplificatorul transadmitan

    .constAA 0,yg,y , dac (1.14d)

  • 1.9. Amplificatoare ideale

    Precizri :

    n toate situaiile s-a considerat c generatorul ofer semnal cu

    frecvena n banda amplificatorului; Ri si Ro sunt reale.

    Pentru fiecare din amplificatoarele discutate se pot utiliza oricare

    parametri de cuadripol : y, z, h sau g.

    CEF


Recommended