Amplificador multietapa
Páginas: 6 (1360 palabras)
Publicado: 23 de agosto de 2010
EL AMPLIFICADOR MULTIETAPA
Cuando nos referiremos a un amplificador, estamos hablando de un circuito capaz de procesar las señales de acuerdo a la naturaleza de la aplicación. El amplificador sabrá extraer información de toda señal, de tal manera, que permita mantener o mejorar las características del sensor o transductor utilizado para nuestra aplicación. Por ejemplo: Si nuestra aplicaciónestá inmersa en algún tipo de ruido, el amplificador no deberá amplificar el ruido, es más, debe atenuarlo de toda la señal y/o del medio imperante. La tarea se deberá realizar sin distorsionar la señal, sin perder información, ni inteligencia. Un criterio universal al plantearse el diseño de un amplificador, consiste en, seleccionar la primera etapa de este como un pre amplificador, es decir, como unamplificador que permita preparar adecuadamente la fuente de señal para ser posteriormente procesada y amplificada. Una segunda etapa, consistirá netamente en obtener amplificación de o las variable involucradas. En muchos casos, y con el fin de evitar niveles de saturación, se reserva más de una etapa para esta tarea. Por regla general, la etapa final será exclusivamente un etapa de potencia.Esta etapa, es en realidad la que permite la materialización de nuestra aplicación en un ambiente completamente ajeno a las pequeñas señales. Comúnmente, es un ambiente industrial, agroindustrial, del ámbito de la medicina o simplemente un ambiente bajo el dominio de la electrónica de consumo. No debe dejarse de lado, el hecho de que las etapas iniciales y finales, también son las responsables delas características de impedancia que ofrecerá nuestro amplificador.
En síntesis, un amplificador no es un sistema simple de analizar y diseñar. Es un sistema complejo, pero con notables facilidades para el diseñador, si este ha logrado una buena metodología en el marco teórico - practico de los circuitos electrónicos elementales.
Para la interconexión de las etapas se debe tener en cuenta larelación entre la ganancia y el ancho de banda, cuyo producto es constante.
TIPOS DE ACOPLAMIENTO
En cuanto al dispositivo que utilicemos para interconectar las etapas, nos permitirá definir el tipo de acoplamiento a utilizar. Los dispositivos usuales de acoplamiento son: Cable, condensador, y transformador.
ACOPLAMIENTO DIRECTO
Consiste básicamente en interconectar directamente cada etapamediante un cable. Presenta buena respuesta a baja frecuencia. Típicamente se utilizan para interconectar etapas de emisor común con otras de seguidor de emisor. Ejemplo:
La etapa 1, se diseña según los criterios ya vistos, por lo tanto, conocemos el punto de operación para cada una de las variables del circuito. Para diseñar la segunda etapa se debe considerar:
ACOPLAMIENTOCAPACITIVO
Permite desacoplar los efectos de polarización entre las etapas. Permite dar una mayor libertad al diseño. Pues, la polarización de una etapa no afectará a la otra. En AC:
ACOPLAMIENTO POR TRANSFORMADOR
Muy popular en el dominio de las radiofrecuencias (RF). Seleccionando la razón de vueltas en el transformador permite lograr incrementos de tensión o de corriente.
Podemos utilizar:CONFIGURACIÓN DARLINTONG
Corresponde a dos etapas seguidor emisor. Presenta alta impedancia de entrada, además produce un efecto multiplicativo sobre la corriente de emisor de la etapa final.
Sea el siguiente circuito y su equivalente en continua:
AMPLIFICADOR DIFERENCIAL
Se define así, a la configuración amplificadora en que la señal de salida corresponde a la diferencia entre dosseñales de entrada:
En un amplificador ideal, las salidas deben cumplir lo siguiente:
En un amplificador real, la salida es:
Nota:
Ad- Ganancia en Modo Diferencial.
Ac- Ganancia en Modo común.
Para que un amplificador diferencial sólo responda a la entrada diferencial, lógicamente debe ocurrir:
Ad >>Ac.
Se define Razón de Rechazo en Modo Común a la cantidad:
RRMC =Ad/ Ac...
Cuando nos referiremos a un amplificador, estamos hablando de un circuito capaz de procesar las señales de acuerdo a la naturaleza de la aplicación. El amplificador sabrá extraer información de toda señal, de tal manera, que permita mantener o mejorar las características del sensor o transductor utilizado para nuestra aplicación. Por ejemplo: Si nuestra aplicaciónestá inmersa en algún tipo de ruido, el amplificador no deberá amplificar el ruido, es más, debe atenuarlo de toda la señal y/o del medio imperante. La tarea se deberá realizar sin distorsionar la señal, sin perder información, ni inteligencia. Un criterio universal al plantearse el diseño de un amplificador, consiste en, seleccionar la primera etapa de este como un pre amplificador, es decir, como unamplificador que permita preparar adecuadamente la fuente de señal para ser posteriormente procesada y amplificada. Una segunda etapa, consistirá netamente en obtener amplificación de o las variable involucradas. En muchos casos, y con el fin de evitar niveles de saturación, se reserva más de una etapa para esta tarea. Por regla general, la etapa final será exclusivamente un etapa de potencia.Esta etapa, es en realidad la que permite la materialización de nuestra aplicación en un ambiente completamente ajeno a las pequeñas señales. Comúnmente, es un ambiente industrial, agroindustrial, del ámbito de la medicina o simplemente un ambiente bajo el dominio de la electrónica de consumo. No debe dejarse de lado, el hecho de que las etapas iniciales y finales, también son las responsables delas características de impedancia que ofrecerá nuestro amplificador.
En síntesis, un amplificador no es un sistema simple de analizar y diseñar. Es un sistema complejo, pero con notables facilidades para el diseñador, si este ha logrado una buena metodología en el marco teórico - practico de los circuitos electrónicos elementales.
Para la interconexión de las etapas se debe tener en cuenta larelación entre la ganancia y el ancho de banda, cuyo producto es constante.
TIPOS DE ACOPLAMIENTO
En cuanto al dispositivo que utilicemos para interconectar las etapas, nos permitirá definir el tipo de acoplamiento a utilizar. Los dispositivos usuales de acoplamiento son: Cable, condensador, y transformador.
ACOPLAMIENTO DIRECTO
Consiste básicamente en interconectar directamente cada etapamediante un cable. Presenta buena respuesta a baja frecuencia. Típicamente se utilizan para interconectar etapas de emisor común con otras de seguidor de emisor. Ejemplo:
La etapa 1, se diseña según los criterios ya vistos, por lo tanto, conocemos el punto de operación para cada una de las variables del circuito. Para diseñar la segunda etapa se debe considerar:
ACOPLAMIENTOCAPACITIVO
Permite desacoplar los efectos de polarización entre las etapas. Permite dar una mayor libertad al diseño. Pues, la polarización de una etapa no afectará a la otra. En AC:
ACOPLAMIENTO POR TRANSFORMADOR
Muy popular en el dominio de las radiofrecuencias (RF). Seleccionando la razón de vueltas en el transformador permite lograr incrementos de tensión o de corriente.
Podemos utilizar:CONFIGURACIÓN DARLINTONG
Corresponde a dos etapas seguidor emisor. Presenta alta impedancia de entrada, además produce un efecto multiplicativo sobre la corriente de emisor de la etapa final.
Sea el siguiente circuito y su equivalente en continua:
AMPLIFICADOR DIFERENCIAL
Se define así, a la configuración amplificadora en que la señal de salida corresponde a la diferencia entre dosseñales de entrada:
En un amplificador ideal, las salidas deben cumplir lo siguiente:
En un amplificador real, la salida es:
Nota:
Ad- Ganancia en Modo Diferencial.
Ac- Ganancia en Modo común.
Para que un amplificador diferencial sólo responda a la entrada diferencial, lógicamente debe ocurrir:
Ad >>Ac.
Se define Razón de Rechazo en Modo Común a la cantidad:
RRMC =Ad/ Ac...
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