ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRÓNICOS INFORME
TRABAJO PREPARATORIO
x
Práctica No.09 Tema: Realimentación Negativa Realizado por: Alumno (s): Mauricio Yuquilema
Grupo:
Andrés Naranjo
(Espacio Reservado) Fecha de entrega: ____ / ____ / ____ ______________________ año
mes
f.
día
Recibido por:
Sanción:
________________________________________________ Semestre:
Sep - Feb Abr - Ago
____ __X _
2017
GR1
Tema: Realimentación Negativa Objetivo: Revisar los criterios fundamentales de realimentación negativa, analizar la respuesta de circuitos en lazo abierto y lazo cerrado.
1. Consultar. ¿Qué es realimentación negativa?
La realimentación negativa es tomar una parte (una muestra) de la señal de salida y realimentarla (sumarla) con la señal de entrada.
. Consulte sobre cómo identificar y obtener las ganancias de lazo abierto y lazo cerrado de un circuito que cuente con Realimentación Negativa de Voltaje en Serie.
Consulte sobre las ventajas y desventajas de la Realimentación Negativa. Ventajas
estabilización de la ganancia del amplificador frente a variaciones de los dispositivos, temperatura, variaciones de la fuente de alimentación y envejecimiento de los componentes. Otro beneficio es el de permitir al diseñador ajustar la impedancia de entrada y salida del circuito sin tener que realizar apenas modificaciones. La disminución de la distorsión y el aumento del ancho de banda hacen que la realimentación negativa sea imprescindible en amplificadores de audio y etapas de potencia. Desventajas
presenta dos inconvenientes básicos. En primer lugar, la ganancia del amplificador disminuye en la misma proporción con el aumento de los anteriores beneficios. Este problema se resuelve incrementando el número de etapas amplificadoras para compensar esa pérdida de ganancia con el consiguiente aumento de coste. El segundo problema está asociado con la realimentación al tener tendencia a la oscilación lo que exige cuidadosos diseños de estos circuitos. - Estabilización de la ganancia - Cambio en las impedancias de entrada y salida - Extensión de la respuesta de frecuencia (ampliación del Ancho de Banda) - Disminución de la distorsión no lineal o de amplitud, y en algunos casos del ruido.
2. Para los circuitos de las Figuras 1, 2 y 3, expresar mediante diagrama de bloques el circuito realimentado con sus respectivas expresiones (G,H,Gc).
1 = 1+2 →0 = 1 + ∗ = 1 = 1+2
= − 4 3 →0 = 1 + ∗ = = − 3 4
+ =−∗ + === 1 + 1 + 1 =−3∗∗∗ = − 3 ∗ ∗ 1 + 1 + 1 = →0 = 1 + ∗
= = − 3 ∗ ∗ 1 + 1 + 1 = 3. Analizar el circuito de la Figura 4 (en lazo abierto y lazo cerrado). Determinar analíticamente G, Gc y H. Presentar el diagrama de bloques del circuito realimentado. G = Ganancia de lazo abierto, Gc = Ganancia de lazo cerrado, H= Realimentación.
→ = + ∗ +ǁ15+ ǁ 5 4. Diseñar un amplificador multietapa EC-EC con acoplamiento capacitivo, y con realimentación Negativa de Voltaje en Serie, que cumpla con las siguientes condiciones:
Vin = 150 mV (Voltaje pico para todos los días). Frecuencia de trabajo para todos los días = 1 KHz.
∆ = 1 ∆ 1+ 1 20 1 = 1+ 1+=20
= 19 1 = 1+ = 54 20 =2,7 19 = 19 = 54 =0,35
Diseño segunda etapa
= 560 8.11,2 ≥ ≥ 381.82
= 14.5 = = 14.5 560 = 0.026 26 = 1Ω = 0.026 = − = 381.82 6 −1=62Ω ≥++=11.5 =1+= =2.5 = + + = 28.5 = − =33Ω = 0.00026 =10 = 0.0026 =11 = 0.00286
= 1.2 Ω = 9.1 Ω = + 1 + || = 908.8Ω Diseño Primera Etapa
> = 9100Ω ≥ ||
= 23.4 = = 0.0026 26 =10Ω = 0.0026 = − = 82ℎ ≥ + + = 3.6 =1.5 = + + = 28.5 = 510 Ω = 0.000026 =11 = 0.000286 = 10 = 0.00026 = 8.2 Ω = 91 Ω
Para la realimentación
≫ = + = = + 0,35 = 82 → = 150ℎ + 82 Capacitores
≪ + 10 = 10 ≥ 2( = 10 ) 2 1000 150 ≪ 10 10 ≥ = 2 + 1 + || 2 1000 5114+150|27|6,8 = 0,48 → = 1 ≪ + 10 ≥ = 2 1000 10 = 9,7 → = 10 14+150 2( + ) ≪ 2
10 ≥ 210 = 2 1000 2,57 = 0,61 → = 1 < ≥ 210 = 2 1000101,2 = 1,33 uF → C = 3,33 uF XE ≪ re + RE 10 ≥ 2( 10+ ) = 2 1000 91+15,3 = 14,97 → = 47
5. Realizar la simulación del circuito diseñado en un software computacional y presentar las formas de onda de los terminales de todos las TBJs. Presentar en una tabla los voltajes y corrientes de polarización obtenidos para cada etapa.
Figura 10. Formas de Onda, entrada-salidas sin realimentación.
Figura 11. Formas de Onda, entrada-salidas con realimentación.
R8(2)
R10
R1 9.1k
R4
R8
91k
560
9.1k
C5
C2
2.2uF
C1
2.2uF
Q1
Q2
2N3904
2N3904
R7 1.2k
1uF
+88.8 AC Volts
R11
R2
8.2k
82
R5 62
C4
R9
V1
C3
1.2k
VSINE
3.3uF
R3
47uF
R6
510
33
C6 10uF
R12 150
Figura 9. Simulación del circuito diseñado.
Primera Etapa I. emisor [A]
0.0026A
I. colector [A]
0.0026A
I. base [uA]
0.000026A
V. emisor [v]
1.5V
V. base [v]
2.2V
V. C-E [v] V. RC [v]
6.63
V. R1 [v]
9.18
V. B-E [v]
0,65
Segunda Etapa I. emisor [A] 0.026 A I. colector [A] 0.026 A I. base [uA] 0.00026 A V. emisor [v] 2.5 V V. base [v] 3.2 V V. C-E [v] 8.4 V. RC [v] 2,05 V. R1 [v] 9.52 V. B-E [v] 0,7
