Amplificador Sintonizado Emissor Comum

ELETRÔNICA ANALÓGICA III

AMPLIFICADOR SINTONIZADO NA CONFIGURAÇÃO EMISSOR COMUM

ISRAEL FELIX DE MOURA TORRES - 1215090043

HIURI SANTANA DE NORONHA - 1215090251

PROF. Dr. Victor  Enrique Vermehren Valenzuela

MANAUS, 8 DE OUTUBRO DE 2015

INTRODUÇÃO

Este relatório tem como propósito demonstrar o projeto, a simulação e a realização de um amplificador de base comum com um ganho de tensão, frequência de corte inferior e superior, especificado previamente, como forma de avaliação prática realizada em laboratório. Tendo como tópicos a análise de polarização contínua, análise de polarização alternada com modelo π-híbrido, demonstrando todos os passos realizados durante o período do projeto. Demonstrando todos os desafios e as formas de contornar os problemas apresentados durante o projeto para que fosse realizado com sucesso.

Assim, demonstrou-se como através da teoria para a simulação, pode facilmente projetar um circuito de amplificador e verificar todas as respostas de frequência e ganho de tensão, bem como na prática em laboratório.

Amplificador com configuração base comum

1. Objetivo

•  Analisar a resposta em frequência do Amplificar Sintonizado.

1. Ferramenta de Simulação

• NI MULTISIM 13.0

1. Técnica Operatória

Projetar de acordo com as especificações dadas pelo professor implementando a sintonia em uma frequência pré determinada, bem como o mesmo procedimento em relação à largura de banda proposta.

3.1  Projeto Amplificador Configuração Base Comum

        Especificações propostas para o projeto de amplificador com configuração base comum.

• [pic 2]
• [pic 3]

Para o início do projeto tem-se como primeiro passo determinamos o transistor bipolar de junção (TBJ) do modelo BC547B, desta forma escolhemos um transistor de fácil acesso no mercado, bem como o datasheet do fabricante para obtermos as especificações de trabalho do mesmo.

Com o datasheet pode-se obter os parâmetros para a polarização DC, assim irá determinar o ponto quiescente de trabalho do transistor:

• [pic 4]
• [pic 5]

Com o ponto quiescente determinados, obtém-se os parâmetros híbridos em que o transistor irá operar:

• [pic 6]
• [pic 7]
• [pic 8]

[pic 9]

Fixando , e fazendo [pic 10][pic 11]

[pic 12]

[pic 13]

[pic 14]

[pic 15]

[pic 16]

Depois de termos todos os resistores de polarização do circuito testamos o mesmo no simulador e na bancada de modo acomprovar a corrente de coletor e a tensão coletor emissor.

Figura 1 – Circuito de polarização DC

[pic 17]

De modo a excursionar o sinal na reta de carga, determinamos uma tensão máxima na saída utilizando uma carga de .[pic 18]

[pic 19]

Agora iremos utlizar as equações da frequência central e largura de banda de modo a deiar o circuito conforme as especificações de projeto.

[pic 20]

Como temos poucos indutores disponíveis fixamos o valor do indutor e calculamos os demais componentes com base no indutor.

Fixando , temos:[pic 21]

[pic 22]

No livro do Schilling deve-se inserir um capacitor de ajuste  de modo a obter o capacitor C, e extraíndo do datasheet as capacitâncias intrínsecas:[pic 23]

[pic 24]

[pic 25]

[pic 26]

[pic 27]

Utilizando a formula da largura de banda achamos um valor de R, pois R nao influencia na frequência central, posteriormente como temos que na prática que nada funciona exatamente como os cálculos devido a tolerância de componentes e diversos fatores externos será necessário alterar o valor de C, assim se alterarmos o C de modo a ajustar a banda iremos alterar a frequência centrar provocando assim um efeito dominó. Se fixarmos também o valor de C logo iremos alterar o R nao influenciando nas outras equações.

[pic 28]

Se olharmos no livro do Schilling vemos que esse valor de R, é o equivalente entre Rs, RB, e hie. Como esses valores sao na ordem de k, a alternativa foi colocar um resistor de valor baixo em paralelo com esses, assim, se quisermos ter uma resistência baixa resultado de uma associação em paralelo, logo esse resistor chamado no projeto de resistor de ajuste (Ra) deve ter um valor baixo que foi calculado da seguinte forma:[pic 29]

[pic 30]

[pic 31]

Os capacitores de acoplamento e desvio nao devem influenciar no corte, pois o corte será feito pelo filtro RLC. Assim escolhemos valores altos do capacitor de modo a termos o corte em frequências baixas e assim o corte será feito apenas pelo filtro na entrada do amplificador.

[pic 32]

[pic 33]

[pic 34]

Como esperado os capacitores fazem o corte em frequências baixas nao influenciando no corte do filtro que é na ordem de centenas de kHz.

Agora com todos os compontentes dimensionados temos o circuito a seguir:

Figura 2 – Análise AC do Amplificador Sintonizado Emissor Comum

[pic 35]

Figura 3 – Circuito completo simulado e montado na bancada

[pic 36]

Visto que não tem valores comerciais dos valores calculados, haverá de ter um ajuste para que se utilize os componentes disponibilizados de valores comerciais, assim fez-se necessário algumas alterações de modo a chegar próximo do valor calculado. Na tabela abaixo demonstra-se as alterações necessárias:

Tabela 1 – Valores utilizados

Componente	Valor Calculado	Valor Utilizado
R1	30kΩ	2 em série de 15kΩ
R2	3kΩ	2 em série  de 1.5kΩ
RC	820Ω	820Ω
RE	100Ω	100Ω
Ra	7.5Ω	2 em paralelo de 15Ω
C`	122nF	100nF em paralelo com 27nF (totalizando 127nF)

Como esperado o circuito nao funcionou conforme o projetado. Quano o mesmo foi montado a frequência central ficou na faixa de 800kHz, para diminuirmos a frequencia de corte aumentamos o valor do indutor pois a indutância e a frequência são inversamente proporcionais como visto na fórmula anteriormente. Conforme a tabela 2 fizemos uma associação paralelo de 3 indutores iguais de 5.2uH totalizando 1.73uH, assim obtivemos a frequência de corte dentro da tolerância especificada no projeto. Depois tivemos que fazer um ajuste da banda pois como esperado não funcionou conforme o calculado devido a vários fatores, para alteramos a banda sem alterar a frequencia central alteramos o valor de R. A tabela a seguir mostra as alterações feitas no circuito na bancada de modo a ter o valor real medido na bancada, um pouco diferente do calculado e simulado.