amplificadores de pequeno sinal

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Introdução
No presente relatório, foi analisada a operação de um amplificador para pequenos sinais com BJT e AOP. Tendo como maior objectivo o maior aproveitamento deste, entender o seu funcionamento e ser capaz de ajustar segundo as nossas necessidades, ou desejos.
As partes experimentais apresentam os circuitos e mostram como deve ser o projectado: demonstra como calcular os resistores de alimentação de base e os capacitores, também a determinar a região de trabalho de modo a tirar pleno aproveitamento.
A primeira parte (BJT) aborda também questões sobre resposta em frequência do amplificador com BJT, tratando da variação do ganho em função da frequência e da determinação das frequências de corte (superior e inferior).
Objectivos
Projectar AMPLIFICADORES DE PEQUENO SINAL.
Projectar amplificadores usando BJT, FET e AOP.
Ser capaz de controlar o Ganho a frequência Ri, R0 (parâmetros do amplificador).
Entender o funcionamento dos amplificadores.
Projectar AOP com uma só fonte.
Resumo 
Circuito amplificador e um circuito que ao receber um sinal de uma fonte da entrada fornece na saída o mesmo sinal amplificado. O sinal da entrada geralmente e pequeno (alguns mili-volts).
Amplificadores operacionais são amplificadores diferenciais DC de alto desempenho: alto ganho, alta impedância de entrada, baixa impedância de saída e grande resposta em frequência. 
Os capacitores que existem incorporados no circuito (de acoplo e bypass) são componentes electrónicos que na presença de corrente continua funcionam como circuito aberto e na presença de corrente alternada como curto-circuito. Por isso de são alta importância porque impedem a corrente continua que vem do circuito auto-polarizado e permitem-nos estabelecer mais facilmente a nossa região de trabalho.
Resistor ou resistência e um componente que oferece resistência a passagem de corrente eléctrica e é muito importante neste circuito para se estabelecer a região de trabalho e ajustar o ganho assim como as frequências. [2: O relatório falara mais sobre isso adiante]
Polarização de um transístor: A polarização do transístor e necessária para assegurar a polarização directa da junção base – emissor, e a polarização inversa da junção base – colector. Um dos grandes problemas associados ao transístor e a sua polarização.
Um amplificador correctamente polarizado e preparado para funcionar a metade da gama de tensões compreendidas entre o corte e a saturação, quando não lhe e aplicada tensão de entrada.
Os efeitos exteriores, como a temperatura e a luz podem afectar a polarização do circuito, devendo haver uma compensação a estas alterações. Como um amplificador usando transístor pode funcionar na região activa, a polarização deve nos assegurar que o transístor esteja sempre a funcionar nessa região.
Existem alguns tipos de polarização do transístor mais a melhor o circuito auto polarizado (ou divisor de tensão). Porque ele nos da um alto grau de estabilidade, e resolve algumas das desvantagens dos outros métodos de polarização. A figura mostra os métodos de polarização e destaca a polarização por divisor de tensão (circuito auto polarizado).
Circuito autopolarizado: 
A polarização fixa e fornecida pela malha R1 R2.
A circulação da corrente através da malha, da terra parra o VCC, polariza a base relativamente ao emissor. R3 e ligada em serie com o emissor, para proporcionar auto – polarização. Se a corrente do emissor aumentar, a queda de tensão através de R3 aumenta, diminuído a tensão do colector. Para projectar a que ter em conta o seguinte:
	VCC= 15 *[3: * foi a tensão escolhida para este circuito. Porem pode variar de acordo com a vontade de cada um.]
	VCE=0.5VCC
	VRE=0.15VCC
	RB1=0.1RE
Amplificador de pequeno sinal com BJT
Procedimentos experimentais 
Amplificador de pequeno sinal com BJT ou FET:
Tarefa
Projete um amplificador de pequeno sinalcom o BJTou com o FET, com as seguintes características: /Av/≈50, fL≈100Hz e fH≈20KHz. Justifique seus critérios.Elabore um relatório do trabalho realizado..
Escolheu-se a arquitectura desejada. Fig 1
Ajustou-se os parâmetros tendo em conta os graus de liberdade. (/Av/≈50, fL≈100Hz e fH≈20KHz).
Material necessário:
	Qt.
	Designação 
	Descrição 
	
	1
	Placa 
	Placa para soldar os componentes 
	
	1
	Vcc
	Fonte de tensão
	15v
	1
	Vs
	Fonte de tensão alternada
	5mVrms/60hz
	5
	R
	Resistência
	varios
	1
	Transístor
	Transístor
	2N3904
	4 
	C
	Capacitores
	varios
Critérios a ter em conta ao seleccionar o material:
As combinações de resistências e que vão determinar em que região de trabalho o transístor vai operar e consequentemente o ganho.
Deve-se seleccionar e combinar as resistências de modo que obtenhamos o ganho desejado.
Parâmetros teóricos:
 
 
Calculo do ganho e das frequências de corte:
re - Resistência da união Pn. 
 
RL – resistência resultante do paralelo entre a R5 e Rc. 
Como: então e 
 
 
R5
Calculo dos capacitores:
 
 
 
 
 
Amplificador de pequeno sinal construído com um amplificador operacional
Amplificador de pequeno sinal construído com amplificador operacional:
Tarefa
Projete um amplificador de pequeno sinal com as seguintes características: /Av/ ≈50, Ri>5KΩ. Solo pode utilizar uma fonte de alimentação. Justifique seus critérios. Proponha um método para projetar amplificadores desse tipo.Elabore um relatório do trabalho realizado
Escolheu-se a arquitectura desejada. Fig 1
Ajustou-se os parâmetros tendo em conta os graus de liberdade. (/Av/≈50, Ri> 5KΩ). Tendo em conta que somente se pode usar uma fonte.
Material necessário:
	Qt.
	Designação 
	Descrição 
	
	1
	Placa 
	Placa para soldar os componentes 
	
	1
	Vcc
	Fonte de tensão
	15v
	1
	Vs
	Fonte de tensão alternada
	5mVpk/1khz
	4
	R
	Resistência
	Varios
	1
	AOP
	Amplificador operacional
	741
Como o amplificador e inversor o seu ganho sera:
Ganho obtido atraveis de simulacao: 
Critérios a ter em conta ao seleccionar o material:
Se não tivermos a nossa disposição o amplificador operacional 741 pode usar equivalentes. Como:
Os amp operacionais acima listados podem servir como alternativa ao 741. E todos tem um slew rate superior ao slew rate do aop 741
Foi indicada que a Ri deveria ser superior a 5k, porem usou-se uma muito acima para evitar que houvesse desfasagem.
Deve-se seleccionar e combinar as resistências de modo que obtenhamos o ganho desejado. (R4 e R3)
Tarefa
Projete um amplificador que multiplique por 50 a soma de três sinais de amplitude máxima 100mV e freqüência compreendida entre 0 e 10KHz. Proponha um método para projetar amplificadores desse tipo. Registre em um relatório os resultados e os critérios que utilizou.
Escolheu-se a arquitectura. Fig 3
Escolheram-se os componentes e ajustou-se os parâmetros.
Para projectar circuitos desse tipo temos que ter em conta que os sinais que queremos somar devem ter o mesmo sinal, ou seja, devem todos entrar pela mesma entrada. (neste caso foi usada a entrada inversora) .
O ganho deve ser 50. Para que multiplique por 50 a soma de sinais:
Conclusão 
Pode-se concluir que nos amplificadores de pequenos sinais usando BJT as frequências de corte (superior e inferior), FL e FH podem ser facilmente ajustados: porque o FH e altamente influenciado pelo pólo dominante – capacitor conectado em paralelo com a união base - colector. E FL maioritariamente ligado ao capacitor de bypass – capacitor ligado a resistência do emissor do circuito, e que também serve para podermos controlar mais o ganho. Porem se quisermosainda mais controle sobre o ganho podemos dividir em 2 a nossa resistência no emissor assim o ganho não dependera muito da corrente que passa pelo emissor. Se queremos um alto desempenho podemos usar um amplificador de pequenos sinais com amplificadores operacionais. Pois eles têm maior ganho, alta impedância de entrada e menos impedância de saída e tem também uma alta resposta em frequência.
Bibliografia
TOMO 2. Dispositivos básicos e analógicos, McGraw-Hill, seriem electricidade/electrónica. 2000.(pagina 163).
MILLMAN, microelectronica. TERCERA PARTE – circuitos y sistemas amplificadores. (pagina 379 para. 1-).
SIMONE FACE, PROFOC, Projectos de formação e consultoria Lda., Polarização do transístor < http://elearning.iefp.pt> acesso em 20/09/2014.
PETER J. VIS, vis Labs 
<http://www.petervis.com/741_pin_compatible_equivalent_OP_Amps> acesso em 25/09/2014.
O Grupo de laboratório 
	
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