Amplificador Simétrico Complementario Complementario Cristhian Roman Vicharra Diego Peñaloza Aponte Rocío Amanqui Punil Facultad de ngeniería !léctrica " !lectr#nica$ %ni&ersidad 'acional de ngeniería (ima$ Per) *+,-.*
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Resumen: En la experiencia experiencia de laboratorio laboratorio tuvimos que implementar el circuito en protoboard para la parte amplificadora y la parte de potencia lo implementamos en una; el programa usado para el diseño de la placa impresa fue Eagle.
Circuito ,/a Amplificador simétrico complementario 01ultisim2
Primero, se verificó la polariación polariación de los transistores de acue acuerd rdo o al dise diseño ño.. !ueg !uego, o, se veri verifi ficó có la amplificación de los mismos. Para la respuesta en frecuencia se "io un barrido de frecuencias y se anotaron anotaron los respectivos respectivos volta#es. volta#es.
I. CIRCUITO A UTILIZAR
Circuito ,/3 Amplificador Amplificador simétrico complementario 0(a3oratorio2
II. CUADROS CUAD ROS Y TABLAS TABLAS OBTENIDOS EN EL LABORATORIO
PR4C!D1!'54 a2
Verifica erificamos mos independi independiente entemente mente que cada fuente tenga el mismo m#dulo de &olta6e7
Tabla 1. Voltajes de la fuente doble simétrica. V8 V. ,*V .,*V 32
V0*$,-2 ,/<-V V0;$-2 */9>V
Aplicando las fuentes DC al al circuito " &erificando los &olta6es de polarizaci#n conforme al diseño7 Tabla 2. Voltajes de polarización. V09$,-2 V0:$;2 V,, +/=>V ,+/9
c2
Conectamos la fuente V, con una señal de &olta6e de +/;Vp " ,?@z$ " anotamos en AC 0Vp2
V* ,/,V V0;$=2 ,>+mV d2
9/
Tabla 3. Voltajes de amplificación. V9 V; V,, ,/+>V =/9
mV >-,mV
Presentar en papel semilogarítmico el diagrama de Eode de V,,V, " V*V; a2
V,,V,
!fectuamos el 3arrido de frecuencias " anotamos7 De las eperiencias pasadas$ con&enimos en no tomar en cuenta a las frecuencias mBs 3a6as 0>@z " *+@z2 para el 3arrido de frecuencias$ "a que el ruido a estas frecuencias es mBs nota3le " los resultados serían incorrectos/
Figura 2. Diagrama de ode de !mplitud V11"V1.
Tabla 4. Voltajes del barrido de frecuencias. V* V9 V; :+@z +/>= +/>> -/* +/=+/=+ ;/;< *++@z ,/+< ,/+< =/+-++@z ,/+= ,/+< =/-:++@z ,/,+ ,/+: =/*: *?@z ,/,,/,+ :/: -?@z ,/+,/+* ;/<: ,+?@z +/=< +/=< -/<: *+?@ +/=9 +/=+ 9/9< 9+?@z -+?@z +/=> +/=9 */<9 / ,/
32
V*V;
C%!S54'AR4
!n funci#n de los datos eperimentales$ determinamos en DC7
C; ,+/*mA */
Se puede o3ser&ar de la figura que la respuesta en frecuencia de la relaci#n V,,V, tiene el comportamiento de un filtro pasa 3anda con una ganancia para frecuencias medias de *,/-:dE/
VC!; =/
VR9 ,+/*V
%sando la ta3la en 0d2$ determinamos en AC7
V(2,3) 0.05V V11 .!V
V3 1.05V V2 1.1V
Figura 3. Diagrama de ode de !mplitud V2"V#
Se puede o3ser&ar de la figura que la respuesta en frecuencia de la relaci#n V*V; tiene el V7 comportamiento de un filtro pasa alto$ o al menos 9.36V eso podemos predecir por la forma de la cur&a/ V1 AdemBs que cuenta con una ganancia mínima de 0.7V .,:/;>dE/
V. IMGANES DEL LABORATORIO
Señal de entrada sin distorsi#n
VI. OBSERVACIONES Y
Circuito amplificador simétrico complementario
CONCLUSIONES
De la ta3la o3tenida con el 3arrido de frecuencias o3tenemos el siguiente diagrama de 3ode resumido/
20
10
Volta6es de alimentaci#n DC
0
50
5
5000 500 50000
Ganancia (dB) "10
V2
V3
V7
V11
"20
Volta6e V; a , ?@z
"30
"!0 Frecuencia (Hz)
Señal de entrada con distorsi#n De donde puede o3ser&arse que7
5odas las grBficas tienen el mismo comportamiento en 3a6a frecuencia$ aunque con magnitudes de ganancia diferente/
De esto concluimos que el comportamiento en 3a6a frecuencia es dependiente principalmente del capacitor C, que se encuentra en la entrada/ !stimamos la frecuencia de corte inferior7
Al o3ser&ar en el osciloscopio la onda de salida/ 'otamos la presencia de ruido$ que se presenta como manchas oscuras en la cima de los picos senoidales cuando se pasa cierto ni&el de &olta6e en la señal de entrada/
f L ≅ 160 Hz
f C 1 =
!sto de3e concordar con el hecho que reemplazamos el capacitor cu"o &alor te#rico de3i# ser de ,uF$ con uno de -;+nF$ que sí pudo conseguirse/ Con ello o3tenemos una frecuencia de cortocircuito de7 1 2 π R eq C 1
=
1 2 π × 1.6 k × 475 nF
f L ≈ 209 Hz
Señal con distorsi#n en la entrada
43tenemos el &alor de -;>nF luego de usar un instrumento de medici#n para el capacitor/ !stimamos la frecuencia de corte superior7
Para solucionarlo colocamos capacitores de gran &alor 0-;.,++ uF2 para filtrar el &olta6e de alimentaci#n/ !sto aten)a considera3lemente la GmanchaH/
f H ≅ 10.5 kHz
Comparamos con el &alor te#rico/ Se ha reemplazado el capacitor de ,*nF por uno de ,>nF$ que sí conseguimos/
f c 2=
1 2 π R eq C 2
=
1 2 π × 0.84 k × 17.43
f H ≈ 10.9 kHz Se ha empleado el teorema de 1iller para o3tener la capacitancia equi&alente/ !ste )ltimo resultado presenta menos error que el cBlculo en 3a6a frecuencia/
!stimamos las ganancias a frecuencias medias7
Capacitores en la entrada de la fuente
(ogramos li3erarnos de este ruido sin atenuar la señal de salidacolocando un capacitor de ,*nF en paralelo a la carga/ '#tese que la frecuencia de corte de este capacitor es mu" alta 0,/<1@z2 por lo que no afecta al desempeño del amplificador/
A vdB ≅ 16.4 dB A v ≅ 6.6 V / V A i ≅
A v Z ¿ R L
Z ¿ =1.6 K ; R L =8 Ω Capacitor paralelo a la carga
A i ≅ 1320 A / A
Señal sin distorsi#n en la entrada
Carga de : I Para lograr una carga de :I$ construimos un pequeño 3o3inado 0,< &ueltas.,9+ cm apro/2 de do3le alam3re de micr#n 0usado en cocinas eléctricas2$ que se enrolla en una pieza de ma"#lica/ !l dispositi&o presenta ser resistente a la corriente que se le ha aplicado$ no se calienta mucho/
Prue3as posteriores 0en casa2$ demuestran gran fidelidad al aplicar señales de audio/ 'o se o"en zum3idos ni ronquidos/ Su ancho de 3anda es adecuado/ B ≈ 10.2 kHz
