p09deea
DESCRIPTION
cursTRANSCRIPT
Exemple de probleme rezolvate pentru cursul 09 DEEA
Amplificatoare liniare
Problema 1 Se consideră ca amplificarea în tensiune a unui amplificator LINIAR are expresia:Av=5exp(j180). Dacă la intrarea acestuia se aplică o tensiune sinusoidală cu componenta medie nulă şi amplitudinea Vi=1[V], să se precizeze:a. Modulul amplificării în tensiune a amplificatorului.b. Amplitudinea tensiunii de ieşire Vo.c. Defazajul dintre tensiunea de ieşire şi cea de intrared. Să se deseneze formele de undă ale celor 2 tensiuni.
1805 jexpAV
Modulul amplificarii in tensiune
Defazajul dintre vo si vi
5VA
VVVAV iVo 515 i
oV V
VA
0180φ
amplitudinea tensiunii de ieşire
amplitudinea tensiunii de intrare
0 2
Defazaju
l de sau 1800
0
5
-5
1
-1
volti
Tensiune de ieşire
Tensiune de intrare
Problema 2: Se consideră un amplificator liniar. În urma măsurătorilor, se constată că acesta are amplificare ideală în tensiune Av=100, o impedanţă de intrare de Zi=400Ω şi o impedanţă de ieşire de Zo=10kΩ. Să se determine amplificarea reală în tensiune a amplificatorului, dacă la intrarea acestuia se conectează un generator de tensiune sinusoidală cu impedanţa de ieşire Zg=600Ω, iar la ieşirea acestuia se conectează o impedanţă de sarcină de ZL=10kΩ.
oL
L
gi
iVVG ZZ
Z
ZZ
ZAA
Amplificarea reala in tensiune
kk
k
k,k,
k,AVG 1010
10
6040
40100
5040100 ,,AVG
Pierderile de tensiune la intrare
Pierderile de tensiune la iesire
20VGAValoarea amplificării reale in tensiune
Problema 3: se consideră 2 amplificatoare liniare de tensiune. La bornele de intrare ale primului se aplică o tensiune sinusoidală de amplitudine Vg=100mV si componenta medie nulă.
a. să se determine amplitudinea tensiunii obţinute pe impedanţa de sarcină ZL a celui de-al 2lea
amplificator, notată Vo2, pentru cazul în care amplificatoarele au următoarele valori pentru parametrii circuitelor echivalente: Zg=500Ω, Zi1=500Ω, Av1=10, Zo1=100Ω, Zi2=400Ω, Av2=5, Zo2=4kΩ, ZL=1kΩ.b. să se determine Vo2, pentru cazul în care impedanţele de intrare şi de ieşire satisfac condiţiile ideale de proiectare: Zi si Zo0.
a. Pentru determinarea amplitudinii tensiunii de pe impedanţa de sarcină ZL, trebuie calculat modulul factorului de amplificare în tensiune real al întregului circuit, definit de relaţia următoare:
Raportul de mai sus se poate rescrie astfel:
G
I
I
O
O
O
G
OVG v
v
v
v
v
v
v
vA 1
1
22
G
OVG v
vA 2
G
I
I
O
O
O
G
OVG v
v
v
v
v
v
v
vA 1
1
22
Primul raport din relaţia de mai sus se determină observând că impedanţele ZL şi Zo2 formează un divizor de tensiune pentru tensiunea Av2Vo1, generată de generatorul de tensiune comandat în tensiune a celui de-al 2lea amplificator liniar:
221
2
122
2
VoL
L
O
O
OVoL
LO
AZZ
Z
v
v
vAZZ
Zv
Al 2lea raport din relaţia de mai sus se determină observând că impedanţele Zi2 şi Zo1 formează un divizor de tensiune pentru tensiunea Av1VI, generată de generatorul de tensiune comandat în tensiune a primului amplificator liniar:
112
21
112
21
Voi
i
I
O
IVoi
iO
AZZ
Z
v
v
vAZZ
Zv
Al 3lea raport din relaţia de mai sus se determină observând că impedanţele Zi1 şi Zg formează un divizor de tensiune pentru tensiunea VG, generată de generatorul de tensiune sinusoidala aplicat la intrarea circuitului:
gi
i
G
I
Ggi
iI
ZZ
Z
v
v
vZZ
Zv
1
1
1
1
221
2V
oL
L
O
O AZZ
Z
v
v
1
12
21V
oi
i
I
O AZZ
Z
v
v
gi
i
G
I
ZZ
Z
v
v
1
1
gi
iV
oi
iV
oL
L
G
OVG ZZ
ZA
ZZ
ZA
ZZ
Z
v
vA
1
11
12
22
2
2
21212
2
1
12VV
oL
L
oi
i
gi
i
G
OVG AA
ZZ
Z
ZZ
Z
ZZ
Z
v
vA
Pierderile tensiune la intrare
Pierderile tensiune la conectarea
celor 2 amplificatoare
Pierderile tensiune la iesire
G
I
I
O
O
O
G
OVG v
v
v
v
v
v
v
vA 1
1
22
21212
2
1
12VV
oL
L
oi
i
gi
i
G
OVG AA
ZZ
Z
ZZ
Z
ZZ
Z
v
vA
51041
1
1040
40
5050
50
kk
k
k,k,
k,
k,k,
k,AVG
510208050 ,,,AVG
Pierderile tensiune la intrare
Pierderile tensiune la conectarea
celor 2 amplificatoare
Pierderile tensiune la iesire
42 G
OVG v
vA
mVmVVAV gVGo 40010042 mVVo 4002
b. Dacă impedanţele amplificatoarelor satisfac condiţiile ideale de proiectare, atunci:
21212
2
1
12VV
oL
L
oi
i
gi
i
G
OVG AA
ZZ
Z
ZZ
Z
ZZ
Z
v
vA
51001
1
050
,
AVG
510111 VGA
Nu mai exista pierderi de tensiune in circuit
502 G
OVG v
vA
VmVmVVAV gVGo 55000100502 VVo 52
Concluzie
Datorită pierderilor de tensiune generate prin conectarea amplificatoarelor împreună, respectiv la generatorul de semnal şi la sarcină, amplitudinea tensiunii de ieşire s-a redus de 12,5 ori!
Acestă problemă poate fi rezolvată numai prin proiectarea corectă a impedanţelor de intrare, respectiv de ieşire a amplificatoarelor.
Probema 4: să se determine amplificarea transadmitanţă reală obţinută prin conectarea unui amplificator de tensiune la intrarea unui amplificator transadmitanţă. Se consideră că la intrarea amplificatorului de tensiune se conectează un generator de tensiune vG a cărui rezistenţă internă este Rg=600Ω, iar la ieşirea amplificatorului de transadmitanţă se conectează rezistenţa de sarcină RL=10kΩ. Se consideră că cele 2 amplificatoare au parametrii:
Amplificatorul de tensiune: rezistenţa de intrare = 1,8kΩ , rezistenţa de ieşire = 2kΩ, amplificarea în tensiune ideală = 5
Amplificatorul de tensiune: rezistenţa de intrare = 3kΩ, rezistenţa de ieşire = 10kΩ, amplificarea transadmitanţă ideală = 20mA/V
Să se determine amplitudinea curentului de ieşire din circuit, dacă amplitudinea tensiunii de intrare este Vg=0,25V
Amplificatorul de tensiune: Ri1 = 1,8[kΩ] Ro1 = 2[kΩ] Av = 5
Amplificatorul transadmitanţă: Ri2 = 3[kΩ] Ro2 = 10[kΩ] Ay = 20[mA/V]
1. Stabilirea parametrilor amplificatoarelor
2. Stabilirea circuitului de calcul
3. Calculul amplificării transadmitanţă reale
G
I
I
I
I
O
G
OYG v
v
v
v
v
i
v
iA 1
1
2
2
YLo
o
I
O
IYLo
oO
ARR
R
v
i
vARR
Ri
2
2
2
22
2
12
2
1
2
112
22
oi
i
I
I
IVoi
iI
RR
R
v
v
vARR
Rv
gi
i
G
I
Ggi
iI
RR
R
v
v
vRR
Rv
1
11
1
11
Lo
o
oi
i
gi
iYV
G
OYG RR
R
RR
R
RR
RAA
v
iA
2
2
12
2
1
1
5060750100 ...V
mAAYG
V
mAAYG 5.22
kk
k
kk
k
kk
k
V
mA
v
iA
G
OYG 1010
10
23
3
6,08,1
8,1205
4. Calculul amplitudinii curentului de ieşire
gYGo VAI
VV
mAIo 25,05,22
mAIo 625,5