Info sobre amplificadores multietapa. circuitos amplificadores comunes transistorizados, modos de acoplamiento y usos.

1. Federico Laboratorio II 02/09/2011
Bascialla Circuitos multietapa.
Amplificador multietapa.
Introducción.
Es muy fácil imaginarse q es un amplificador multietapa. A primera impresión nos
damos cuentas q es un circuito que recibe una señal y devuelve una señal idéntica pero de otra
amplitud. (menor o mayor). Y que tiene más de una etapa en la que realiza dicha operación.
Ahora si bien es fácil ver de que estamos hablando el estudio es un poco más
complejo. Los 2 factores más importantes en un amplificador multietapa son: Las “etapas
amplificadoras” y los “modos de acoplamiento”.
Las etapas amplificadoras más conocidas y usadas son: Transistorizada con emisor
común, seguidor emisor (colector común), base común, diferencial, y amplificación con
operacionales.
Los modos de acoplamiento Más usuales son: Acoplamiento directo, Capacitivo, y por
transformador.
Estas configuraciones tienen sus ventajas y desventajas. Ya que por ejemplo recibimos
una mayor amplificación y podemos reducir los problemas por impedancias. Pero tenemos la
desventaja de agregar más componentes y perder ancho de banda de trabajo.
Conociendo estas distintas etapas, ventajas, y desventajas podemos realizar circuitos
amplificadores para diferentes utilidades.
Etapas amplificadoras.
Emisor común: La señal se aplica a la base del transistor y se
extrae por el colector. El emisor se conecta a las masas tanto de la
señal de entrada como a la de salida. En esta configuración se tiene
ganancia tanto de tensión como de corriente y alta impedancia de
entrada.
Base común: La señal se aplica al emisor del transistor y se
extrae por el colector. La base se conecta a las masas tanto de la señal
de entrada como a la de salida. En esta configuración se tiene
ganancia sólo de tensión. La impedancia de entrada es baja, la de
salida media alta y la ganancia de corriente algo menor que uno,
debido a que parte de la corriente de emisor sale por la base.
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Seguidor emisor (colector común): La señal se aplica a la base del
transistor y se extrae por el emisor. El colector se conecta a las masas
tanto de la señal de entrada como a la de salida. En esta configuración se
tiene ganancia de corriente, pero no de tensión que es ligeramente
inferior a la unidad. Esta configuración multiplica la impedancia de
salida por β. (dando una salida de alta impedancia).
Amplificador diferencial: Se llama amplificador diferencial a un amplificador cuya
salida es proporcional a la diferencia entre sus dos entradas
(Vi+
y Vi-
). La salida puede ser diferencial o no, pero en ambos
casos, referida a tierra. El amplificador diferencial (o par
diferencial) suele construirse con dos transistores que
comparten la misma conexión de emisor, por la que se inyecta
una corriente de polarización. Las bases de los transistores son las
entradas (I+
e I-
), mientras que los colectores son las salidas. Si se
terminan en resistencias, se tiene una salida también
diferencial. Se puede duplicar la ganancia del par con un
espejo de corriente entre los dos colectores.
Amplificador operacional: El valor de
amplificación esta dado por la relación (R2/R1) Es
decir nos da una amplificación bastante elevada y
dócil. Las impedancias de salida y entrada tienden a
ser. Muy baja y muy alta respectivamente.
Modos de acoplamiento.
Directo: La forma más simple y tal vez más usada es el
acoplamiento directo usando conectando directamente la salida
del primero a la entrada del segundo.
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Por capacitor: Permite quitar los errores de
polarización que dan las polarizaciones. Y quitar las
componentes de continuas. Aunque pueden reducir el ancho
de banda.
Por transformador: Es muy utilizada en RF.
Permite un buena transformación de impedancias. Y
hasta puede tener amplificación de tención.
Objetivo:
Conocer las ventajas de los diferentes circuitos y como unirlas para sacar un mayor
beneficio.
Aprender a separar en etapas y construir un esquema en bloques.
Materiales necesarios:
2 transistores bc 548.
1 amplificador operacional NE741.
1 protoboard.
1 generador de funciones.
1 fuente partida.
Varias resistencias y capacitores para polarización del circuito y acoplamiento.
1 osciloscopio de 2 canales o mas.
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Procedimiento
Esquema
Circuito.
Señal de entrada senoidal de 4kHz y 15 mA de amplitud pico.
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Imagen del osciloscopio.
En esta imagen la señal 1 está configurada en 50mV/div la S2 y la S3 en 100mv/div y la S4 en
200mV/div.
S imple vista vemos que en la primera etapa tenemos una amplificación pero se invierte la
señal. En la segunda tenemos una amplificación menor a 1 y en la tercera volvemos a tener
amplificación.
Mediciones:
Generador
Emisor
com. Seguidor. Amp. Op.
N1 (mV) -14,987 133,029 116,959 468,012
N2 (mV) 14,997 -133,135 -116,93 -467,777
N3 (mV) -8,047 71,41 61,359 251,824
N4 (mV) 8,324 -73,87 -63,879 -261,773
Amplificaciones calculadas:
Emisor
com. Seguidor. Amp. Op. Total
N1 -8,876 0,879 4,002 -31,228
N2 -8,877 0,878 4,000 -31,191
N3 -8,874 0,859 4,104 -31,294
N4 -8,874 0,865 4,098 -31,448
Promedio -8,876 0,870 4,051 -31,290
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6. Federico Laboratorio II 02/09/2011
Bascialla Circuitos multietapa.
Analisis. Midiendo en diferentes puntos observamos las distintas amplificaciones.
Y la total que puede ser medida como el producto de todas las amplificaciones o como la
señal del generador sobre la señal a la salida de la última etapa. La mayor ventaja de este
circuito es que puede recibir una señal de baja corriente y entregar una amplificada varias
veces sin ningún tipo de ruido. Pero tiene como desventaja q al no ser acoplada por
transistores tiene componentes de continua que dificultan el trabajo.
Conclusiones.
Se aprendió las diferentes ventajas y desventajas de cada amplificador y sus
acoplamientos. Como así también el uso de varias etapas para optimizar al circuito usando las
ventajas de cada uno.
Bibliografia.
Apuntes tomados de internet:
http://es.wikipedia.org/wiki/Amplificador_operacional
http://es.wikipedia.org/wiki/Amplificador_diferencial
http://es.wikipedia.org/wiki/Transistor
Prácticas de Electrónica, Séptima Edición [Paul B Zbar Albert P Malvino Michael A
Miller].
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Bascialla Circuitos multietapa.
Analisis. Midiendo en diferentes puntos observamos las distintas amplificaciones.
Y la total que puede ser medida como el producto de todas las amplificaciones o como la
señal del generador sobre la señal a la salida de la última etapa. La mayor ventaja de este
circuito es que puede recibir una señal de baja corriente y entregar una amplificada varias
veces sin ningún tipo de ruido. Pero tiene como desventaja q al no ser acoplada por
transistores tiene componentes de continua que dificultan el trabajo.
Conclusiones.
Se aprendió las diferentes ventajas y desventajas de cada amplificador y sus
acoplamientos. Como así también el uso de varias etapas para optimizar al circuito usando las
ventajas de cada uno.
Bibliografia.
Apuntes tomados de internet:
http://es.wikipedia.org/wiki/Amplificador_operacional
http://es.wikipedia.org/wiki/Amplificador_diferencial
http://es.wikipedia.org/wiki/Transistor
Prácticas de Electrónica, Séptima Edición [Paul B Zbar Albert P Malvino Michael A
Miller].
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