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APORTE INDIVIDUAL AMPLIFICADORES

PARTICIPANTE

CHRISTIAN ACERO BARRERA 1121840455

GRUPO 201425_22

 JAMES HERNAN BETANCOURT ROMO

TUTOR

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD INGENIERIA ENTELECOMUNICACIONES MARZO DE 2016

ACACIASMETA

INTRODUCCI!N

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El presente trabajo se realiza con el fn de comprender mejor el uncionamientode los amplifcadores tanto operacionales como los transistores bipolares,comprobando la teoría de ganancia con ejercicios reales. Además, se plasma elresultado de una actividad colaborativa que centra sus esuerzos en asimilar la

temática relacionada con el diseño de circuitos electrónicos

n amplifcador es todo dispositivo que, mediante la utilización de energía,magnífca la amplitud de un enómeno. Amplifcar es agrandar la intensidad dealgo, por lo general sonido. !ambi"n podría ser luz o magnetismo, etc. Ent"rminos particulares, #amplifcador#, es un aparato al que se le conecta undispositivo de sonido $ aumenta la magnitud del volumen. %a necesidad deamplifcar las señales es casi una necesidad constante en la ma$oría de lossistemas electrónicos. En este proceso, los transistores desarrollan un papelundamental, pues bajo ciertas condiciones, pueden entregar a una

determinada carga una potencia de señal ma$or de la que absorben.

&racias a los transistores e'isten los amplifcadores, que nos permitenaprovec(ar de la mejor manera la intensidad de los sonidos $ de las señales engeneral, de la misma manera con el paso del tiempo $ la evolución tecnológica,la electrónica analógica se (a visto enriquecida con la incorporación de unnuevo componente básico) el amplifcador operacional *A.+., El objeto de unamplifcador electrónico, es elevar el valor de la tensión, corriente o potenciade una señal variable en el tiempo, procurando mantenerla lo más fel posible,tiene dos o más entradas $ una salida. %a salida es la dierencia de las entradasmultiplicada por un actor *& *ganancia.

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OBJETIVOS

• -dentifcar, entender $ e'plicar cómo se realiza un diagrama de ode

para un circuito tanto de amplitud como de ase.

• -dentifcar, clasifcar $ e'poner las clases de confguraciones compuestas

que e'isten para los transistores.

• /elacionar las confguraciones básicas del amplifcador operacional $e'plicar de una orma sencilla sus ecuaciones matemáticas.

• Entender, analizar $ solucionar problemas cotidianos relacionados con el

uso de transistores $ amplifcadores.

• Auto evaluar nuestros conocimientos en temas relacionados al curso

amplifcadores a trav"s de lecturas proporcionadas por la universidad.

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CONTENIDO

1" #E$%&'()* *& +,-./. % 3* *& /'+ /* B./* /* )3'3)'-. --. *& /* +%&'-)/ 3.+. *& /* 7*

DIAGRAMA DE BODE

0onsta de dos trazados)

1 2iagrama del logaritmo del módulo de una unción de transerencia

sinusoidal.

1 2iagrama del ángulo de ase.

Ambos representados en unción de la recuencia en escala logarítmica./epresentación de la amplitud logarítmica de &*j3 o logaritmo de la magnitudde &*j3

%m 4 56 log 76 8&*j38 9 d :

;entajas de usar diagrama logarítmico)

< =ultiplicación de amplitudes > adición

< ?e dispone de un m"todo simple para trazar una curva apro'imada del log dela amplitud.

Esta representación gráfca que sirve para caracterizar la respuesta enrecuencia de un sistema. @ormalmente consta de dos gráfcas separadas, unaque corresponde con la magnitud de dic(a unción $ otra que corresponde conla ase.

/ecibe su nombre del científco que lo desarrolló, endriB Cade ode.

E& Diagrama De Magnitud De Bode

dibuja el módulo de la unción de transerencia*ganancia en decibelios enunción de la recuencia *o la recuencia angular en escala logarítmica. ?esuele emplear en procesado de señal para mostrar la respuesta en recuenciade un sistema lineal e invariante en el tiempo.

E& Diagrama De Fase De Boderepresenta la ase de la unción de transerencia en unción de la recuencia *orecuencia angular en escala logarítmica. ?e puede dar en grados o enradianes. Dermite evaluar el desplazamiento en ase de una señal a la salidadel sistema respecto a la entrada para una recuencia determinada. Dorejemplo, tenemos una señal A sin*3t a la entrada del sistema $ asumimosque el sistema atena por un actor  x   $ desplaza en ase FG. En este caso, lasalida del sistema será * AH x  sin*3t F G. &eneralmente, este desase es

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unción de la recuencia *G4 G*I esta dependencia es lo que nos muestra elode. En sistemas el"ctricos esta ase deberá estar acotada entre

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  CASCADA

na cone'ión popular entre etapas de amplifcador es la cone'ión encascada. ásicamente una cone'ión en cascada es aquella en la cual lasalida de una etapa se conecta a la entrada de la segunda etapa. %afgura 7 muestra una cone'ión en cascada de dos etapas de amplifcadora ME!. %a cone'ión en cascada proporciona una multiplicación de laganancia en cada una de las etapas para tener una ma$or ganancia en

total. %a ganancia total del amplifcador en cascada es el producto de lasganancias de las etapas Av7 $Av5.

%a unción principal de las etapas en cascada es conseguir la ma$organancia total. Duesto que la polarización de cd $ los cálculos de ca paraun amplifcador en cascada se siguen de aquellos deducidos para lasetapas individuales, un ejemplo demostrará los diversos cálculos paradeterminar la polarización de cd $ la operación de ca.

• %a amplifcación de la señal se eecta por etapas) la salida de una

e'cita la entrada de la etapa siguiente.• %a ganancia general del amplifcador en cascada es el producto de las

ganancias de las etapas

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  AMPLIFICADOR DIFERENCIAL;

El amplifcador dierencial es la etapa de entrada característica de unamplifcador operacional. @o tiene capacitores de acoplamiento ni de paso, loque implica que está directamente acoplado. Dor esto, puede amplifcarcualquier recuencia inclu$endo la señal de 20, que es equivalente a una señal

de recuencia cero.

%a corriente de cola en un amplifcador dierencial se divide e'actamente entrelos transistores cuando estos son id"nticos. 0aracterísticas de las dos entradas0uando los dos transistores de un amplifcador dierencial no son id"nticos, lasdos corrientes de base son dierentes.

%a corriente de desajuste de la entrada se defne como la dierencia entre lasdos corrientes de base. %a corriente de polarización de la entrada se defnecomo el promedio de las dos corrientes de base. %as (ojas de datos especifcan- en *desajuste e - en *polarización.

  FUENTE DE CORRIENTE;

?on ampliamente utilizadas como elementos de polarización $ como cargasactivas en etapas amplifcadoras.

 

ESPEJO DE CORRIENTE;

Este circuito acta como una uente de corriente, cu$o valor es un reNejo de lacorriente que pasa por una resistencia de polarización $ un diodo. Droporciona

corriente constante.

 

AMPLIFICADORES DE CONTIN

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difcultades las cuales son) un deecto se propaga por todo el circuito, es mu$diícil el cálculo para la polaridad.

=" #CU>LES SON LAS CONFIGURACIONES B>SICAS DELAMPLIFICADOR OPERACIONAL CON SUS RESPECTIVASE?PRESIONES MATEM>TICAS DE SALIDA

CONFIGURACIONES B>SICAS DEL AMPLIFICADOR OPERACIONAL

%os amplifcadores operacionales se pueden conectar segn dos circuitosamplifcadores básicos) las confguraciones *7 inversora $ *5 no inversora.0asi todos los demás circuitos con amplifcadores operacionales están basados,de alguna orma, en estas dos confguraciones básicas. Además, e'istenvariaciones estrec(amente relacionadas de estos dos circuitos, más otrocircuito básico que es una combinación de los dos primeros) el amplifcadordierencial .

• EL AMPLIFICADOR I!ER"OR

%a fgura 5 ilustra la primera confguración básica del A+. El amplifcadorinversor. En este circuito, la entrada *O está a masa, $ la señal se aplica a laentrada *

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F'" 2

Aplicando las propiedades anteriormente establecidas del A+ ideal, lascaracterísticas distintivas de este circuito se pueden analizar como sigue.

Duesto que el amplifcador tiene ganancia infnita, desarrollará su tensión desalida, ;6, con tensión de entrada nula. Pa que, la entrada dierencial de A es)

V/ @ V%  V @@ V/ @ 0" Y 7' V/ @ 0

entonces toda la tensión de entrada ; i, deberá aparecer en /7, obteniendo unacorriente en /7

;n está a un potencial cero, es un punto de tierra virtual 

 !oda la corriente - que circula por /7 pasará por /5, puesto que no se derivaráninguna corriente (acia la entrada del operacional *-mpedancia infnita, asípues el producto de - por /5 será igual a < ;6

 por lo que:

luego la ganancia del amplifcador inversor ;

2eben observarse otras propiedades adicionales del amplifcador inversorideal. %a ganancia se puede variar ajustando bien /7, o bien /5. ?i /5 varíadesde cero (asta infnito, la ganancia variará tambi"n desde cero (asta infnito,puesto que es directamente proporcional a /5. %a impedancia de entrada es

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igual a /7, $ ;i $ /7 nicamente determinan la corriente -, por lo que la corrienteque circula por /5 es siempre -, para cualquier valor de dic(a / 5.

%a entra del amplifcador, o el punto de cone'ión de la entrada $ las señales derealimentación, es un nudo de tensión nula, independientemente de lacorriente -. %uego, esta cone'ión es un punto de tierra virtual, un punto en el

que siempre (abrá el mismo potencial que en la entrada *O. Dor tanto, estepunto en el que se suman las señales de salida $ entrada, se conoce tambi"ncomo nudo suma. Esta ltima característica conduce al tercer a'ioma básicode los amplifcadores operacionales, el cual se aplica a la operación en buclecerrado)

E )3&* 3*/. & *-/ 7* *)&/ & %.-*3'& /* *-/ . /* ***3'"

Esta propiedad puede an ser o no ser obvia, a partir de la teoría de tensión deentrada de dierencial nula. Es, sin embargo, mu$ til para entender el circuitodel A+, ver la entrada *O como un terminal de reerencia, el cual controlará elnivel que ambas entradas asumen. %uego esta tensión puede ser masa *comoen la fgura 5, o cualquier potencial que se desee.

• EL AMPLIFICADOR O I!ER"OR

%a segunda confguración básica del A+ ideal es el amplifcador no inversor,mostrado en la fgura Q. Este circuito ilustra claramente la validez del a'iomaQ.

F'" =

En este circuito, la tensión ; i se aplica a la entrada *O, $ una racción de laseñal de salida, ;o, se aplica a la entrada *

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/5. Duesto que, no Nu$e corriente de entrada en ningn terminal de entrada, $$a que ;d 4 6, la tensión en /7 será igual a ; i.

Así pues

 

$ como

tendremos pues que)

que si lo e'presamos en t"rminos de ganancia)

que es la ecuación característica de ganancia para el amplifcador no inversorideal.

 !ambi"n se pueden deducir propiedades adicionales para esta confguración. El

límite inerior de ganancia se produce cuando /5 4 6, lo que da lugar a unaganancia unidad.

En el amplifcador inversor, la corriente a trav"s de / 7 siempre determina lacorriente a trav"s de /5, independientemente del valor de /5, esto tambi"n escierto en el amplifcador no inversor. %uego /5 puede utilizarse como un controlde ganancia lineal, capaz de incrementar la ganancia desde el mínimo unidad(asta un má'imo de infnito. %a impedancia de entrada es infnita, puesto quese trata de un amplifcador ideal.

4" P *& %.&*+ %&-*/. /*7.&&* *& %7. 1 &'7'7 /*&*73*'. /*& ABP"

Droblema planteado

%a casa de cultura de un pequeño municipio solicita los estudiantes @A2asesoría para comprar o construir un amplifcador de audio que se usará en elauditorio durante las distintas actividades culturales que allí se desarrollan.

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 !enemos que tener en cuenta como premisa que la alcaldía dispone de pocopresupuesto para realizar la adecuación, pero que a la vez necesitan unamplifcador de mu$ buenas características $a que a los eventos que serealizan en esta casa de la cultura asisten constantemente personalidades decarácter nacional $ regional.

C7 /* & 3)&-) /*& +)'3'%'. /* M*7*-7

El municipio de =esetas

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• Es necesario tener en cuenta un suministro de energía o supresor de

picos para que cambios bruscos en la corriente no dañen loscomponentes del amplifcador.

• %os materiales del pro$ecto se deben transportar desde ciudadescapitales más cercanas, $a que el costo se aumentaría si se compran enel municipio $ en algunos casos puede que no se encuentren algunosmateriales.

6" P *& %.&*+ %&-*/. /*7.&&* *& %7. = /*73'%3' /*&%.&*+"

%a población de =esetas< =eta necesita probar e instalar un sistema deamplifcación para la casa de la cultura de este municipio, el cual debe

garantizar que todos los asistentes puedan escuc(ar claramente a lose'ponentes, para esto cuenta con un presupuesto mu$ estrec(o $ problemascon la acstica in(erentes a la construcción. Este amplifcador deberáproporcionar señales de audio a recuencias audibles para la comunidadademás de contener sistemas de limitación $ protección electrónicos paraotorgar una gran robustez $ fabilidad en su señal de audio.

?e pretende proponer Q opciones para el uncionario, donde (abrá 5alternativas, de dos

amplifcadores que sean comerciales *?on$, +nBio, Pama(aU, $ un diseñopropio, bajo

las condiciones de presupuesto que se tienen, dado el tamaño del auditorio seplantearan diseños de amplifcadores ma$ores a 566 Catts rms

CONCLUSIONES

 

E-*/'+.7 ()* &.7 /'+7 /* B./* 7. ) .+ +) -'&% %*7*- & 3' 7* /* ) 7'7-*+ 3.+. )

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)3' /* & *3)*3'" E7-. 7* 3..3* 3.+. *&3.+%.-+'*-. /.+''. /* & *3)*3' /* ) 7'7-*+

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REFERENCIAS

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https://es.scribd.com/doc/166796143/Transistores-en-Cascadahttps://es.scribd.com/doc/166796143/Transistores-en-Cascada

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https://es.wikipedia.org/wiki/Diagrama_de_Bodehttps://es.wikipedia.org/wiki/Diagrama_de_Bode