Informen5 electronicos

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRÓNICOS

INFORME CIRCUITOS ELECTRÒNICOS

Práctica # 05:

Tema: Amplificadores multietapa (2da. Parte)

Realizado por:

Alumno (s): Argoti Daniel Saico Edison Trejo Alejandro

Grupo:

Fecha de entrega: 2014 / 11 / 26 Año Mes Día

GR6-1

f. ______________________ Recibido por:

Sanción:

QUITO-ECUADOR

INFORME Tema: Amplificadores multietapa (2da. Parte) Objetivo: Diseñar e implementar un amplificador multietapa con acoplamiento directo y con impedancia de entrada.

PARTE EXPERIMENTAL

1. Presentar el diagrama esquemático del circuito implementado en el laboratorio, con los respectivos cambios de haber existido.

V1 16V +V

R1 47k

R3 4.7k

C4 2.2uF +

Q2 NPN

C1 1uF

Q1 NPN

+

R4 2.2k

R2 12k

R5 1k R11 820

+

R10 100

V2 -150m/150mV

1kHz

R9 1.2k

C5 22uF

En el circuito se tuvo que cambiar el voltaje Vcc de 15V a 16V, ya que se obtuvo un pequeño corte en la parte positiva de la onda de salida, a

2. En un cuadro presentar por etapas las mediciones AC y DC realizadas en la práctica y los valores teóricos calculados en el trabajo preparatorio. Obtener los porcentajes de error y justificarlos.

Etapa 1

Etapa 2

teórico

práctico error

Vcc

15V

16V

6.2%

Vc

4.783V

4.03V

15.7%

VE

4.183V

3.89V

7.0%

VB

2.883V

3.11V

7.3%

VCE

2.6V

1.83V

29.6%

Vcc Vc VE VB VCE

teórico 15V 9.683V 4.083V 4.783V 5.6V

práctico 16V 11.46V 3.45V 4.03V 8V

error 6.2% 15.5% 15.5% 15.7% 30

Vinp

150mV

160mV

6.2%

Vop

3.15V

3.24V

2.8%

De acuerdo a la tabla de errores obtenida mediante los cálculos respectivos se puede ver claramente que le cambio realizado en el diseño surgió mucho efecto en los voltajes de polarización ya que el VCC es la principal fuente que se encarga de darnos la polarización respectiva para cada TBJ, es por ello que en algunos casos se obtuvo un error de hasta 30%, de la misma manera vemos un pequeño error en el V inp eso se debe a que por defecto no se logra calibrar en el generador el valor exacto de 150mV, pero si nos damos en cuenta que lo mas importante de nuestro objetivo es el obtener una cierta ganancia (AVT) y un voltaje AC de salida (Vop), pues en ese punto ciertamente se esta logrando obtener lo pedido, ya que los errores están dentro de un rango aceptable.

3. Realizar los cálculos necesarios para determinar la ganancia de voltaje total y por etapas, compararla con el valor teórico calculado. Obtenga el porcentaje de error y justifique el mismo.

Teórico

26mV  5.83 Z in 2     1 re2  RE12  4.463mA 26mV re1   11.91 Z in 2  101 5.83  100  10.6  k  2,183mA 4.7k ||10.6k 1.2k || 2.2k AV1    3.2 AV2    7.3 11.91  1000 5.83  100 AVT  AV1  AV2   3.2  7.3  23.3

re2 

Practico AV1   AVT 

1.16V pp Vout1   3.63 Vin 320mV pp

AV2  

6.48V pp Vout   5.59 Vout1 1.16V pp

6.48V pp Vout   20.25 Vin 320mV pp

AV1 AV2 AVT

Teórico -3.2 -7.3 23.3

Practico -3.63 -5.59 20.25

Errores 11.02% 23.4% 13%

Según nuestro diseño, los errores cometidos al momento de obtener una ganancia se puede ver que las ganancias de cada etapa se vieron mas afectadas el diseño, ya que por consecuencia tenemos las dos etapas acopladas directamente, por lo que si se cambia la segunda también cambiaría la primera eso se debe a la alteración de la fuente DC. Aquí podemos darnos en cuenta el efecto de este tipo de configuración EC-EC en acoplamiento directo.

4. Graficar en hojas de papel milimetrado a escala, las señales de voltaje de entrada y salida observadas en el osciloscopio, explique las diferencias o semejanzas con las señales obtenidas en la simulación.

Según estas gråficas se puede ver que la seùal de salida de la primera etapa esta desfasada con respecto a la seùal de entrada 180°.

TambiÊn se puede observar claramente que la seùal de salida realmente no esta desfasada 180° respecto a la seùal de entrada, por tanto se puede concluir que resultado de la salida de la segunda etapa tambiÊn presenta un desfase de 180° respecto a la seùal de salida de la primera etapa.

AdemĂĄs nuestra seĂąal de salida se aproximada al valor teĂłrico de la seĂąal, pero con cierta tolerancia en la seĂąal de salida. Con esto concluimos que en configuraciĂłn ECEC con acoplamiento directo se puede usar para amplificar una seĂąal, pero no muy estable esta configuraciĂłn.

CUESTIONARIO: 1. Explicar la diferencia en el diseĂąo de un amplificador multietapa con y sin impedancia de entrada.

Para un diseĂąo con impedancia de entrada primeramente se debe hacer un anĂĄlisis đ?&#x2018;?đ?&#x2018;&#x2013;đ?&#x2018;&#x203A; previo para estimar un valor posible đ?&#x2018;&#x;đ?&#x2018;&#x2019; + đ?&#x2018;&#x2026;đ??¸1 con cual trabajar, đ??ľ+1 < đ?&#x2018;&#x;đ?&#x2018;&#x2019; + đ?&#x2018;&#x2026;đ??¸1 < đ?&#x2018;&#x2026;đ??ż

, y luego se procede a calcular el valor de Rc y comprobar si el TBJ estĂĄ en regiĂłn lineal..

Mientras que en un diseĂąo sin impedancia de entrada nos facilita el diseĂąo ya que directamente podemos asumir un valor Rc, de tal modo que el TBJ entre en regiĂłn lineal. đ??´đ?&#x2018;&#x2030;

2. Indique que otras configuraciones de amplificadores empleando TBJ existen para obtener una impedancia de entrada alta.

Multietapa de Darlington: en esta configuración de amplificador con TBJ se obtiene una impedancia de entrada muy alta, además presenta una gran ganancia de corriente y la impedancia de salida en baja.

Este tipo de configuración se basa en los amplificadores de una etapa usada también como amplificador, estas son: Emisor Común y Colector Común tienen características similares en Zin y ganancia de corriente.

CONCLUSIONES Por Daniel Argoti  La configuración que se pueda elegir, así como el número de etapas para el diseño está a nuestro criterio, es nuestro caso se diseña primero una etapa de emisor común (aquí ya está amplificando toda la ganancia) y a este circuito se acopla con un colector común (que tiene ganancia 1) el cual da el voltaje de la señal de salida.  Uno de los problemas asociados con las redes de acoplamiento directo es la estabilidad, ya que sin el capacitor de acoplamiento las vuelven dependientes.  El acoplamiento directo en los amplificadores multietapa es muy útil en las aplicaciones de muy bajas frecuencias.

Por Edison Saico  Cuando se tiene un amplificador multietapa en configuración EC-CC y acoplamiento directo no tenemos independencia del Voltaje de polarización, por lo cual se debe chequear voltajes y corrientes en las dos etapas simultáneamente.  Los amplificadores multietapa, son muy útiles debido a que con ellos se puede obtener ganancias muy altas la cual es igual al producto de las ganancias parciales de sus etapas.  Que los amplificadores multietapa son muy importante ya que con estos se puede distribuir la ganancia del circuito amplificador cuando esta es muy alta (en este laboratorio la ganancia es muy pequeña para realizar multietapa, con una sola etapa bastaría) Por Alejandro Trejo  Se debe dar valores altos de ganancia en la primera etapa y menores en las siguientes para disminuir la distorsión no lineal o de amplitud.  Hay que tener especial cuidado al momento del diseño ya que es en acoplamiento directo, los voltajes de la segunda etapa tienen que ser lo suficientemente grandes para polarizar a la primera etapa (que no falte voltaje para polarizar la primera etapa), también tiene que cumplir con la impedancia de entrada  Se puede realizar estos diseños con auto elevación para poder facilitar los cálculos.  Los niveles de DC de una etapa están relacionados con los niveles de DC de las otras etapas.

RECOMENDACIONES:  Antes de empezar a tomar ningún dato ni conectar nuestro diseño se debe revisar que el circuito se encuentre correctamente armado, para evitar obtener señales inesperadas o se podría quemar algún elemento.  Al realizar nuestro diseño Emisor-Común debemos utilizar un valor de B (beta) mínimo, para evitar problemas con nuestro circuito en la práctica.  Se recomienda usar puntas de prueba que estén en buen estado, ya que también el osciloscopio no se encuentra en perfectas condiciones y muchas veces detecta una tercera señal o mucho ruido.   

BIBLIOGRAFÍA Thomas L. Floyd, Dispositivos Electrónicos, Limusa,1996 Boylestad y Nashelsky. Electrónica. Teoría de Circuitos. Prentice Hall. 2003.

Apuntes de clases de Circuitos Electrónicos con el Ing. Jorge Rivadeneira.