Amplificador de Sinais

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Amplificador 
Característica externa. 
 
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Professor: Flavio Bispo 
Curso: Eletrônica Analógica 
Objetivos 
• Introduzir alguns conceitos básicos e 
terminologias básicas com relação a 
 
– sinal, 
– amplificação e 
– Circuitos integrados. 
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• Sinal 
– Extrair informações de um ou mais sinais 
• Processamento →circuitos eletrônicos → Transdutores 
 
– Exemplo 
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Sinais analógico e digital 
 
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Amplificação: introdução 
• A necessidade de amplificar algum sinal chega 
por que os transdutores fornecem sinais que 
são ditos “fracos” (na ordem de uV ou mV) e 
processam pouca energia. 
• Linearidade do sinal - Deseja-se que a forma 
de onda do sinal de saída do amplificador seja 
uma réplica do sinal de entrada com a 
amplitude multiplicada pelo ganho. 
– Vo(t) = A. Vi(t) 
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• Bloco representando a amplificação do sinal 
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• Bloco representando os estágios para amplificação 
 
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Distorção 
• Qualquer divergência da forma de onde de 
entrada com relação a saída é considerada 
uma distorção. 
 
• Símbolos de circuito amplificador 
 
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Ganho de Voltagem 
• No amplificador linear, um sinal de entrada 
Vi(t) é aplicado nos terminais do amplificador 
e fornece na saída, a qual cruza com uma 
carga RL, um sinal Vo(t). 
 
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Ganho de Potência e ganho de 
corrente 
• Um amplificador fornece a carga potência 
maior que a recebida nos terminais de 
entrada. 
 
 
 
• O ganho de corrente é definido como: 
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Ganho em db 
 
 
 
 
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Fonte de alimentação do amplificador 
• Amplificadores precisam de fonte de 
alimentação para operarem. 
 
 
• O amplificador da imagem 
necessita de duas fontes V+ 
e V-. 
 
Representação convencional. 
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Balaço do amplificador 
• Potência CC entregue ao amplificador: 
 
• Equação de balaço do amplificador: 
Potência da fonte de sinal 
(geralmente pequena) 
Potência da carga 
Eficiência do Amplificador (parâmetro mais utilizado 
para amplificadores de potência) 
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Exercício 
 
Av = 19.1 bd 
Io = 9mA 
Ai = 39.1 bd 
PL = 40.5 mW 
Pi = 0.05mW 
Ap = 29.1 bd 
Pdc = 190mW 
Pdiss = 149.6mW 
N = 21.3% 
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Saturação – Caso linear 
Para operar em um regime linear o 
amplificador está limitado a rampa 
como é vista na figura ao lado. 
 
Uma pequena variação na entrada 
produz uma grande variação na 
saída. 
 
Para evitar distorções do sinal, a 
variação do sinal de entrada deve ser 
mantido dentro dos valores limites 
de operação linear. 
 
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Caso não-linear 
• A não-linearidade é característica de todos amplificadores. 
 
• Para “linearizar”, uma técnica chamada de polarização é a 
dotada. 
 
• Tal técnica tem como função trazer o ponto de operação Q 
mais próximo da função não-linear. Isso é atingido acoplando 
uma fonte CC no circuito. 
 
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Função Característica 
• O valor a ser Amplifi- 
cado Vi(t) é sobreposto 
na fonte cc VI. Logo, 
 
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Exercício 
 
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Relembrar 
• Exemplo com e. 
19 
Relembrar 
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Circuito divisor de Tensão 
Modelo de circuito com amplificador 
• Amplificador de tensão (Interior do circuito). 
1. Consiste de uma fonte de tensão controlada por 
tensão. 
2. Possui uma resistência interna Ri associada à 
entrada. 
3. Possui uma resistência interna Ro associada à 
saída. 
 
 
 
 
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1 2 
3 
Amplificador de tensão 
• Amplificador de tensão (Análise de saída). 
– A resistência de saída não-zerada Ro toma 
somente uma fração de v0. 
– Para não perder o ganho do amplificador após 
associar uma carga na sua saída, a resistência Ro 
deve ser muito menor que RL. 
 
Fonte de 
sinal de 
entrada 
Carga acoplada 
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Amplificador de tensão 
• Modelo ideal de amplificador de tensão 
(Análise de saída). 
 
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Onde é o ganho de tensão para um amplificador sem carga acoplada. 
Deve ficar claro que na especificação do ganho de voltagem do amplificador 
Se deve especificar também o valor de resistência da carga em que este gan- 
ho é calculado. 
Caso a resistência não seja adicionada, o valor do ganho de tensão é o ganho 
De circuito aberto . 
Modelo ideal de amplificador de tensão 
(Análise de entrada). 
Amplificador de tensão 
• Amplificador de tensão (Análise de entrada). 
• De modo análogo, afim de não perder uma importante 
porção de sinal de entrada ao acoplar uma fonte de 
alimentação na entrada do amplificador, tal projeto deve 
possuir uma resistência interna Ri muito maior que a 
resistência interna da fonte Vs. 
 
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Amplificador de tensão 
• Amplificador de tensão (Análise de entrada). 
• De modo análogo, afim de não perder uma importante 
porção de sinal de entrada ao acoplar uma fonte de 
alimentação na entrada do amplificador, tal projeto deve 
possuir uma resistência interna Ri muito maior que a 
resistência interna da fonte Vs. 
 
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Amplificador de tensão 
• Ganho de tensão total: 
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Onde é a tensão amplificada aplicada à carga. 
 é a tensão de entrada aplicada aos terminais do amplificador. 
Exercício 
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Outros tipos de Amplificador 
• Em um projeto eletrônico, o sinal de interesse, 
seja na entrada ou na saída, pode ser tanto a 
tensão quanto a corrente. 
• Ex.: 
– Um transdutor que possui uma resistência muito 
alta na saída devido a sua construção deve ser 
modelado como uma fonte de corrente. 
– No entanto, Amplificadores de tensão são mais 
populares. 
 
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Exemplo simples para modelo ideal 
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Ganho de 3 
Vg = 1Vpk 
Análise equivalente 
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Relações 
• Obs.: Qualquer um dos quatro pode ser usado 
para modelar o amplificador. Logo, relações 
simples podem ser deduzidas para relacionar 
os parâmetros dos vários modelos. 
 
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Exercício 
 
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