Realimentación Negativa Tipos de Amplificadores

Realimentación Negativa
Tipos de Amplificadores
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La entrada puede ser una tensión
La entrada puede ser una corriente
La salida puede ser una tensión
La salida puede ser una corriente
Cuatro posibles combinaciones
(Amplificadores y Convertidores)
Description
Gain
Symbol
Transfer
Function
Voltage Amplifier
or
Voltage Controlled Voltage Source (VCVS)
Av
vo/vin
Current Amplifier
or
Current Controlled Current Source (ICIS)
Ai
io/iin
Transconductance Amplifier
or
Voltage Controlled Current Source (VCIS)
gm
(siemens)
io/vin
Transresistance Amplifier
or
Current Controlled Voltage Source (ICVS)
rm
(ohms)
vo/iin
VCVS circuito equivalente
Low zout
vin
High zin
AVvin
vout
El amplficador de tensión ideal:
• Impedancia de entrada muy alta
•Impedancia de salida muy baja
ICVS circuito equivalente
Low zout
iin
Low zin
rmiin
vout
• La impedancia de entrada muy baja
• La impedancia de salida muy baja
• Convierten una corriente en una tensión
• rm es la transresistencia
VCIS circuito equivalente
vin
High zin
High zout
gmvin
iout
• La impedancia de entrada es muy alta
• La impedancia de salida es muy alta
• Convierten una tensión en una corriente
• gm es la transconductancia
ICIS circuito equivalente
iin
Low zin
High zout
Aiiin
• La impedancia de entrada es muy baja
• La impedancia de salida es muy alta
•Amplificador de corriente ideal
iout
El no - inversor es un amplificador VCVS
verror
vout
vin
v2
Fracción de realimentación B = v
out
AOL
1
≅
ACL =
1 +AOLB
B
R
1
= 2 +1
R1
B
R2
v2
R1
Si la Ganancia de lazo AOLB es >>1
⇒ Ganancia ACL estable y previsible
Impedancia de entrada
vout
vin
R2
zin(CL) = (1+AOLB)Rin RCM
Ω for a 741)
Como: (RCM > 100 MΩ
zin(CL) ≅ (1+AOLB)Rin
R1
Rin = Resistencia de entrada del A.O.
RCM = Resistencia de entrada de modo común del A.O.
Impedancia de salida
vout
vin
R2
zout(CL) =
Rout
1 + AOLB
R1
(Rout = 75 Ω for a 741)
Rout = Resistencia de salida del A.O.
Distorsión no lineal
! La distorsión no lineal produce nuevas
frequencias de la señal de entrada (harmónicas).
• Total harmonic distortion (THD) es el porcentaje
de tensiones harmonicas en la señal de salida.
• THD = (total harmonicvoltage/fundamental
voltage) x 100%
THD CL
THD OL
=
1 + A OL B
El amplificador ICVS
R
R: transresistencia
vout
iin
AOL
≅ iin R
vout = iin R
1 +AOL
• Por Teorema de Miller
R
zin(CL) =
1 + AOL
zout(CL) =
Rout
1 + AOL
El amplificador VCIS
transconductance: gm =
vin
R2
R1
iout R2 es la carga
vin
vin
≅
iout =
R1
R1 + R2
R1 +
AOL
iout = gm vin
zin(CL) = (1+AOLB)Rin
1
R1
zout(CL) = (1+AOL)R1
El amplificador ICIS
iin
RL
AOL(R1+R2)
R2
≅
+1
Ai =
R1
RL+AOLR1
R2
R1
R1
B=
R1+R2
zin(CL) =
R2
1+AOLB
zout(CL) = (1+AOL)R1
Ancho de Banda del VCVS
• La realimentación negativa aumenta el
AB.
• El AB de lazo cerrado:
f2(CL) = (1+AOLB)f2(OL)
• El producto ganancia – ancho de banda
es constante:
ACLf2(CL) = funity
iout
Distorsión por Slew-rate
• La realimentación negativa no la afecta
• El A.O. no actúa en modo lineal por lo
que la realimentación no ayuda
• El AB en pequeña señal puede ser
suficiente, pero el AB en señal grande no
f 2(CL)∠f max
VP( max )
SR
=
2πf 2(CL)