 |
|
 |  |
|
|
| |
 | Aeronautica | Comunicatii | Constructii | Electronica | Navigatie | Pompieri |
| Tehnica mecanica |
AMPLIFICATOARE CU CUPLAJ RC
Frecvent, circuitele electronice se cupleazǎ intre ele printr-un condensator care blocheazǎ o eventualǎ componentǎ continuǎ a semnalului si lasǎ sǎ treacǎ numai componenta variabilǎ.
Etaj
E1 E2
- cuplaj RC (cuplaj prin condensator);
1. Amplificator inversor cu cuplaj RC
Un asemenea etaj, include un amplificator inversor cu AO si un condensator de cuplaj conectat la intrare.
Schema: R2 sursǎ
pozitivǎ
S-
C R1
ui uo
sursǎ negativǎ
Observatie 1 :
Deoarece componenta continuǎ a semnalului dupǎ condensator este nulǎ, atat semnalul de la intrarea inversorului cat si semnalul de iesire al acestuia, vor avea variatii in domeniul tensiunilor pozitive cat si negative. In aceastǎ situatie, AO trebuie alimentat de la douǎ surse, una pozitivǎ si cealaltǎ negativǎ.
Observatie 2 :
Prezenta condensatorului de cuplaj C, are ca dezavantaj faptul cǎ limiteazǎ banda de trecere la frecvente joase a amplificatorului. Aceasta inseamnǎ cǎ, pe mǎsurǎ ce scade frecventa, scade amplificarea etajului.
1.1. Influenta condensatorului de cuplaj
In lipsa condensatorului de cuplaj C, amplificarea inversorului este datǎ de relatia :
R2 R1
A = - (1) ;
- dacǎ se are in vedere si influenta lui C, relatia 1 devine :
1
jωC
A(jω) = - = - = - ·
jωT1
1 + jωT1
A(jω) = Au (2)
; T1=R1·C ;
Pe baza relatiei 2 se poate afirma, pe de o parte cǎ amplificarea depinde de frecventǎ, pe de altǎ parte, deoarece amplificarea este o mǎrime complexǎ, adicǎ are un modul si o fazǎ, rezultǎ cǎ amplificatorul introduce si un defazaj intre tensiunea de iesire fatǎ de tensiunea de intrare.
Variatia modulului amplificǎrii cu frecventa, respectiv variatia defazajului introdus de amplificator cu frecventa, este ilustrat de asa numitele caracteristici de frecventǎ si anume : - amplificare - frecventǎ |A(jω)| ;
- fazǎ - frecventǎ arg(A(jω)) (argument);
Vor fi reprezentate in continuare, cele douǎ caracteristici de frecventǎ corespunzǎtoare reletiei 2. Deoarece o reprezentare exactǎ a acestor caracteristici este complicatǎ, se va face simplificarea cu ajutorul diagramelor BODE.
ωT1
√1 + (ωT1)2
|A(jω)| = |A|
Reprezentare se face de regulǎ in coordonate logaritmice.
|A(jω)| - [dB] - decibelul - 20 log|A(jω)|
20 log|A(jω)| = 20 log|Au| + 20 log(ωT1) -
20 log (√1 + (ωT1)2) ;
Avem trei termeni.
+20dB/dec
|A(jω)| 3dB 1
[dB]
20log Au
2 0.707·20log
Au
+20dB/dec
1
T1
ω (logω)
-20dB/dec
reprezentarea exacta
20log(ωT1) - reprezinta o variatie liniara cu log(ωT1);
T1
Pentru ca al doilea termen sa fie 0, (log(1) = 0) : ωT1
= 1 ω = ;
Variatia intre doua frecvente : 10ω ω
decada (dec)
Pentru 10ω 20log(10 ωT1);
Pentru ω 20log(ωT1);
10 ωT1
ωT1
Variatia la o decada :
20log(10·ωT1) - 20log(ωT1) = 20log = 20log10 = 20dB/dec ; (log10 = 1);
Pentru termenul 3 : Bode - se poate neglija unul din termenii de sub radical :
T1
Atata timp cat ωT1 < 1 ω < (log1 = 0) ;
T1
Cand ω > ωT1
> 1 ;
Caracteristica obtinuta, reflecta faptul ca amplificarea scade la frecvente joase. Mai mult decat atat, aceasta scadere se caracterizeaza printr-un parametru numit limita inferioara a benzii de trecere.
Din considerente aplicative, aceasta limita corespunde punctului de frangere a caracteristicii de frecventǎ.
T1
ωj = - ; ωj
- omega jos;
Observatie :
1
T1
Corespunzǎtor lui
ω = , diferenta
amplificǎrilor aferente reprezentǎrilor : exactǎ, respectiv
aproximativǎ, este de 3 decibeli.
3 dB 0.707 Au.
CURS 4
30 - Oct - 2008
Caracteristica fazǎ - frecventǎ
jωT1
1 + jωT1
AUg(jω) = AU (1) T1
= R1·C1
|
AUg(jω)| [dB] - amplificare frecventǎ
Caracteristici de frecventǎ
Arg(AUg(jω)) - fazǎ frecventǎ
arg(AUg(jω)) 0.1ωj 10 ωj
ωj = T1
2
ω
(logω)
reprezentarea exactǎ
arctg (0) = 0; arctg (1) = ; arctg
(∞) = ;
B A
A + j·B; modul :
√A2 + B2 ; f
= arctg - fazǎ
jωT1
1 + jωT1
arg (AUg(jω)) = arg (AU ) = arg AU
+ (arg jωT1 - arg(1 + jωT1) =
= 0 + -
arctg(ωT1);
2. Amplificator cu cuplaj RC de la o singurǎ sursǎ
+Ec 2 +Ec uo ui C2 C1 R4 R3 R2 R1 s
Schema de amplificare cu o
singurǎ sursǎ de alimentare este importantǎ din punct de vedere
aplicativ datoritǎ costului mai redus.
+Ec +Ec +Ec 2 +Ec 2
R3 = R4 uo
+Ec
In lipsa semnalului la iesire avem tot .
Observatie :
+Ec
Se constatǎ cǎ tensiunea la iesire
variazǎ numai in domeniul tensiunilor pozitive, fapt ce permite alimentarea
de la o singurǎ sursǎ (+Ec).
Amplitudinea maximǎ a semnalului la iesire nu poate depǎsi valoarea .
Rezistenta R4 din divizorul R3-R4, este decuplatǎ cu un condensator pentru a asigura un potential continuu, constant, la intrarea neinversoare.
3. Alte tipuri de amplificatoare cu cuplaj RC
|
R2
uo ui C1
R1
T1
T1 = C1·R3 ; ωj = ; f j = ;
Exemplu :
R3 = 100 KΩ ; C1 = 10 μF ; f j = ? (frecventǎ jos);
ωj = = = = = 1
f j= = 0.16 Hz
Copyright © 2024 - Toate drepturile rezervate
