Tema 2

Curva de respuesta en frecuencia de un amplificador
en ca.
A
Amid
0.707 A mid
f1 10f1
0.1f2 f 2
Banda Media
La ganancia es max. en la Banda Media.
Thethe
cutoff
frequencies
Also called
half-power
frequencies
Logaritmos (repaso)
•
•
•
•
•
•
•
•
Un logaritmo es un exponente
Si x = 10y, entonces y = log10x
y = log 10 = 1
y = log 100 = 2
y = log 1000 = 3
y = log 0.1 = -1
y = log 0.01 = -2
y = log 0.001 = -3
f
Definición de GdB
• G = p out/pin
• GdB = 10 log G
• Memorizar:
–
–
–
–
if G = 2, GdB = +3
if G = 0.5, GdB = -3
if G = 10, GdB = +10
if G = 0.1, GdB = -10
Definición de AdB
• A = vout/vin
• Adb = 20 log A
• Memorizar:
> if A = 2, AdB = +6
> if A = 0.5, AdB = -6
> if A = 10, AdB = +20
> if A = 0.1, AdB = -20
• Etapas en Cascada: A = A1A2,
AdB = A1dB + A2dB
Más sobre el decibel
•
•
•
•
•
•
•
GdB = AdB sii impedancias adaptadas
G = antilog GdB/10
A = antilog AdB/20
PdBm = 10 log P/1 mW
P = antilog PdBm/10
VdBV = 20 log V
V = antilog VdBV/20
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10
Escala Lineal
1
2
3
4
5 6 7 8 9 10
Escala Logaritmica
Una escala logaritmica comprime valores grandes
y permite cubrir un rango grande sin perder
resolución para los valores pequeños.
Diagramas de Bode
• Usar papel semilogaritmico (el eje
horizontal es logaritmico; el vertical es
lineal)
• Graficar la ganancia en dB de tensión en
el eje vertical
• Graficar la frequencia en el eje
horizontal
• Octava refiere una relación de 2
• Decada refiere una relación de 10
Bode ideal de un amplificador de ac
Frecuencias de corte (-3dB)*
50 dB
Ganancia de
Banda Media
40 dB
30 dB
20 dB/decade
pendiente
20 dB
10 dB
0 dB
10 Hz
Ganancia
Unitaria
100 Hz
1 kHz
10 kHz 100 kHz 1 MHz 10 MHz
*también esquinas o
puntos de quiebre
Ganancia
Unitaria
Respuesta en amplitud de
un circuito de atraso RC
f2 =
R
1
2πRC
2π
C
1
A=
1+
f 2
f2
( )
f2
10f2
100f2
1000f2
0 dB
-20 dB
-40 dB
-60 dB
R
Respuesta en fase de un
circuito de atraso RC
φ = -arctan
f
f2
0.1f2
0o
-45 o
-90o
C
f2
10f2
Bode ideal de un amplificador de cc
con dos frecuencias de corte.
50 dB
40 dB
20 dB/decade
30 dB
20 dB
40 dB/decade
10 dB
0 dB
10 Hz
100 Hz
1 kHz
10 kHz 100 kHz
fb1
fb2
C
Inverting
amplifier
A
vin
vout
Amplificador Inversor con capacitor de realimentación
vin
Cin
Inverting
amplifier
A
Cout
vout
Circuito equivalente de Miller
Cin = C(A+1)
Cout = C
A+1
A
Compenzación en Frecuencia
• La mayoría de los A.O. son compenzados
internamente para prevenir oscilaciones
• Un capacitor interno de compenzación,
dominante reduce la ganancia a20
dB/decade
• Los capacitores en C.I. están limitados al
rango de los pF
• El efecto de Miller hace los capacitores
internos de compenzación equivalentes a
capacitores de gran valor
Respuesta a una onda cuadrada de un circuito con ancho
de banda limitado
R
V
C
0
TR = 2.2RC
fcutoff =
V
0.9V
0.35
TR
0.1V
0
TR
Frecuencia de corte del capacitor de acoplamiento
de entrada
zin(stage) = R1 R2 βre’
+VCC
1
2π
π(RG + zin(stage))C
RC
f1 =
R1
A
f
f1
RG
RL
C
vG
R2
RE
Frecuencia de corte del capacitor de
acoplamiento de salida
+VCC
f1 =
1
2π
π(RC + RL)C
R1
A
RC
f
f1
RG
C
RL
vG
R2
RE
Frecuencia de corte del capacitor de desacople
de RE
zout = RE
(
re’ +
R1 R2 RG
β
1
f1 =
2π
π zoutC
)
R1
+VCC
A
RC
f
f1
RG
RL
vG
R2
RE C
Respuesta global en frecuencia
• Los capacitores de acoplamiento de entrada, salida y
desacople de RE producen, cada uno, una frecuencia
de corte.
• Una es usualmete la frecuencia dominante (la mayor)
y produce una caída de 20 dB/decade cuando la
frecuencia decrece.
• Cuando la próxima frecuencia de corte es alcanzada,
la caída en la ganancia se incrementa a 40 dB/decade.
• Cuando se alcanza la tercera, se transforma en 60
dB/decade.
Circuitos de desacople parásitos en colector y
base
C’c
A
C’e
CMiller
CMiller
f
f2
Cdistrib.
C’e
Circuitos de desacople parásitos
• El circuito de desacople en base contiene
la capacitancia interna base-emisor (C’e)
y la de Miller debida a la realimentación
de la capacitancia interna colector-base
(C’M)
• El circuito de desacople en colector
contiene la capacitancia de Miller y la
capacidad distribuida (cables-tierra)