Amplificadores
Páginas: 6 (1337 palabras)
Publicado: 12 de junio de 2012
“Amplificadores Sintonizados”
* Responsables: - Oscar Gómez - Juan Lobos - Ricardo Mendez *Profesor: - Sr. Pedro Rey Clericus
Valdivia, Martes 21 de Septiembre del 2010
Amplificadores sintonizados.
Los amplificadores sintonizados contienen circuitos resonantes en el circuito de entrada, en el circuito de salida, o en ambos. Se usan para amplificar señales de banda estrecha (es decir,señales cuyas componentes pertenecen a una estrecha banda de frecuencias), mientras que rechazan las señales de las bandas de frecuencia adyacentes. Por ejemplo, los receptores de radio y televisión utilizan amplificadores sintonizados para seleccionar una señal de entre las varias que llegan al receptor a través de la antena. En la imagen se muestra un amplificador sintonizado y el circuitoequivalente en pequeña señal.
Suponemos que el condensador de acoplo de salida Cc es un cortocircuito para la frecuencia de la señal. Obviamente, la función de Cc es evitar que la tensión continua de polarización en el drenador de J1 llegue a la carga RL. La resistencia Rp mostrada en el circuito equivalente representa las pérdidas en la bobina. La bobina L, el condensador C y la asociación enparalelo de RL, Rp y rd, forman un circuito resonante paralelo. Para simplificar, comenzaremos nuestro análisis despreciando las capacidades del dispositivo.
La tensión de salida del amplificador es: Donde Z es la impedancia del circuito resonante paralelo. Sustituyendo Vgs=Vin, tenemos que la ganancia de tensión es
Diseño de un amplificador sintonizado
Se debe diseñar un amplificadorsintonizado con el JFET 2N5485. La frecuencia central deberá ser de 10 MHz, y el ancho de banda de 200 kHz. La tensión de la fuente de - 3 alimentación es VDD = +15V . Suponga que g m = 6.03 x 10 S y rd = 20, 70 K W.Desprecie las capacidades parásitas del dispositivo en el diseño. Calcule la ganancia para la frecuencia central del amplificador. Desarrollo: En primer lugar calculamos el factor de calidadtotal del circuito:
A continuación, seleccionamos la bobina. Sabemos que los valores prácticos de inductancia se encuentran entre 0,5 kH y 20 kH para una frecuencia de 10 MHz. Suponga que seleccionamos una bobina de 1 kH, y que el factor de calidad de la bobina es Qbobina = 200 (éste es un valor típico para una bobina de alta calidad). Ahora despejamos la capacidad y sustituimos los valores:
Laresistencia paralelo que representa las pérdidas de la bobina es De igual forma, la resistencia efectiva en paralelo del circuito sintonizado es
Se observa que la resistencia efectiva en paralelo es Despejando RL y sustituyendo valores, tenemos
Para la frecuencia de resonancia, la impedancia del circuito es Z = R = 3.142 K W. Calculamos la ganancia en resonancia y tenemos que:
Elcircuito completo se muestra en la Figura. Hemos seleccionado CcAC. Esto garantiza que la impedancia del condensador de acoplo sea despreciable para la banda de frecuencias de interés.
Hemos simulado este circuito usando PSpice. Después de ejecutar la simulación, hemos trazado la magnitud de la ganancia que se muestra a continuación. El ancho de banda y la ganancia para la frecuencia central cumplenlas especificaciones del diseño. Sin embargo, la frecuencia central es ligeramente más baja.
Esto se debe a las capacidades parásitas del dispositivo, que se han despreciado en los cálculos del diseño. Los resultados del análisis del punto de trabajo dan como resultado los siguientes valores para las capacidades parásitas del dispositivo:
Puesto que la tensión de entrada es pequeñacomparada con la de salida, el nodo de la puerta puede considerarse que está puesto a masa (aproximadamente). Por tanto, Cgd está (aproximadamente) en paralelo con el condensador del circuito sintonizado. Debemos reducir C para compensar el efecto de la capacidad parásita del dispositivo. Si reducimos C en 0,992 pF hasta un nuevo valor de 252,3 pF la simulación de nuevo, comprobamos que la frecuencia de...
* Responsables: - Oscar Gómez - Juan Lobos - Ricardo Mendez *Profesor: - Sr. Pedro Rey Clericus
Valdivia, Martes 21 de Septiembre del 2010
Amplificadores sintonizados.
Los amplificadores sintonizados contienen circuitos resonantes en el circuito de entrada, en el circuito de salida, o en ambos. Se usan para amplificar señales de banda estrecha (es decir,señales cuyas componentes pertenecen a una estrecha banda de frecuencias), mientras que rechazan las señales de las bandas de frecuencia adyacentes. Por ejemplo, los receptores de radio y televisión utilizan amplificadores sintonizados para seleccionar una señal de entre las varias que llegan al receptor a través de la antena. En la imagen se muestra un amplificador sintonizado y el circuitoequivalente en pequeña señal.
Suponemos que el condensador de acoplo de salida Cc es un cortocircuito para la frecuencia de la señal. Obviamente, la función de Cc es evitar que la tensión continua de polarización en el drenador de J1 llegue a la carga RL. La resistencia Rp mostrada en el circuito equivalente representa las pérdidas en la bobina. La bobina L, el condensador C y la asociación enparalelo de RL, Rp y rd, forman un circuito resonante paralelo. Para simplificar, comenzaremos nuestro análisis despreciando las capacidades del dispositivo.
La tensión de salida del amplificador es: Donde Z es la impedancia del circuito resonante paralelo. Sustituyendo Vgs=Vin, tenemos que la ganancia de tensión es
Diseño de un amplificador sintonizado
Se debe diseñar un amplificadorsintonizado con el JFET 2N5485. La frecuencia central deberá ser de 10 MHz, y el ancho de banda de 200 kHz. La tensión de la fuente de - 3 alimentación es VDD = +15V . Suponga que g m = 6.03 x 10 S y rd = 20, 70 K W.Desprecie las capacidades parásitas del dispositivo en el diseño. Calcule la ganancia para la frecuencia central del amplificador. Desarrollo: En primer lugar calculamos el factor de calidadtotal del circuito:
A continuación, seleccionamos la bobina. Sabemos que los valores prácticos de inductancia se encuentran entre 0,5 kH y 20 kH para una frecuencia de 10 MHz. Suponga que seleccionamos una bobina de 1 kH, y que el factor de calidad de la bobina es Qbobina = 200 (éste es un valor típico para una bobina de alta calidad). Ahora despejamos la capacidad y sustituimos los valores:
Laresistencia paralelo que representa las pérdidas de la bobina es De igual forma, la resistencia efectiva en paralelo del circuito sintonizado es
Se observa que la resistencia efectiva en paralelo es Despejando RL y sustituyendo valores, tenemos
Para la frecuencia de resonancia, la impedancia del circuito es Z = R = 3.142 K W. Calculamos la ganancia en resonancia y tenemos que:
Elcircuito completo se muestra en la Figura. Hemos seleccionado CcAC. Esto garantiza que la impedancia del condensador de acoplo sea despreciable para la banda de frecuencias de interés.
Hemos simulado este circuito usando PSpice. Después de ejecutar la simulación, hemos trazado la magnitud de la ganancia que se muestra a continuación. El ancho de banda y la ganancia para la frecuencia central cumplenlas especificaciones del diseño. Sin embargo, la frecuencia central es ligeramente más baja.
Esto se debe a las capacidades parásitas del dispositivo, que se han despreciado en los cálculos del diseño. Los resultados del análisis del punto de trabajo dan como resultado los siguientes valores para las capacidades parásitas del dispositivo:
Puesto que la tensión de entrada es pequeñacomparada con la de salida, el nodo de la puerta puede considerarse que está puesto a masa (aproximadamente). Por tanto, Cgd está (aproximadamente) en paralelo con el condensador del circuito sintonizado. Debemos reducir C para compensar el efecto de la capacidad parásita del dispositivo. Si reducimos C en 0,992 pF hasta un nuevo valor de 252,3 pF la simulación de nuevo, comprobamos que la frecuencia de...
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