Amplificatore differenziale con stadio di uscita emitter follower a simmetria complementare

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Lucia Casini
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1 Amplificatore differenziale con stadio di uscita emitter follower a simmetria complementare 15 V R3 22 k 2 in+ R2 10 k R1 10 k tp1 tp2 1 5 T1 T2 R5 56 IM 1.33 ma 11 T4 10 R4 4.7 k VC2 8.0 V 4 R6 56 IE 1.40 ma 14 T5 13 in 6 T3 DZ 6.2 V 7 tp3 D1 D2 tp4 R7 4.7 k T6 8 + R V R V T7 C1 10 F 0V 0 out + C2 10 F 15 V fig:amp_7_ca3046

2 CA3046 T1... T5 2n2905 out tp4 tp1 tp2 tp3 in 2n2219 ±15 V T1... T5 hfe ft Ccb VA T6...T Mhz pf V

3 in 2n2219 tp3 tp2 tp4 out 2n2905 tp1 CA3046 T1... T5 SMD

4 Banda passante di un amplificatore Si possono costruire amplificatori che arrivano fino alla corrente continua e quindi non hanno una frequenza di taglio inferiore fl. Ma ogni amplificatore ha sempre almeno una frequenza di taglio superiore fh. 1 fl = 2 RL CL fh = 1 2 RH CH 100 CL Un amplificatore puo' avere una frequenza di taglio inferiore. RH RL Amplificatore ideale da 40 db con cella RC passa basso e passa alto. CH

5 Banda passante di un amplificatore a banda larga Banda larga: Banda stretta: frequenza di taglio inferiore A = A0 frequenza di taglio superiore j f L / f 1+ j f / f H f H / fl 1 fh / fl 1

6 Risposta all'onda quadra di un amplificatore tilt fronte di salita uscita ingresso

7 Fronte di salita ingresso uscita v t =V 2 V 1 V 2 e t / tr : tempo di salita (rise time) 1 =R H C H = 2 f H tr = t90% t10% = [ log (0.9) log (0.1) ] = log (9) = 2.2 = 2.2 / (2 fh) = 0.35 / fh tf : tempo di discesa (fall time) In un amplificatore lineare tempo di salita e tempo di discesa sono identici.

8 tilt ingresso uscita Al termine del fronte di salita inizia il decadimento esponenziale tipico all'uscita di una cella passa alto: v(t) = vi exp ( t / L) dv/dt = vi / τl vi : tensione iniziale pendenza iniziale L = RLCL = 1 / (2 fl) = vi / dv/dt

9 Risposta all'onda quadra di un amplificatore fh / fl = 10 khz / 100 Hz fh / fl = 3 khz / 300 Hz

10 Frequenze di taglio multiple frequenza singola: fh1 = 20 khz frequenza dominante: fh1 = 20 khz fh2 = 200 khz due frequenze eguali: fh1 = fh2 = 20 khz Approssimativamente, i tempi di salita si sommano in modo quadratico: t20 = t200 = t20,20 = t20,200 = 17.5 s 1.75 s 27 s 17.6 s fh = 20 khz fh = 200 khz fh = 12.9 khz fh = 19.8 khz

11 Risposta all'onda quadra di un amplificatore con frequenze di taglio multiple fh1 = fh2 = 20 khz fh1 = 20 khz fh2 = 200 khz fh = 20 khz (singola) 1,2 = 7.96 s 1,2 = 7.96, s 1 = 7.96 s tr = 27 s tr = 17.6 s tr = 17.5 s In prima approssimazione, i tempi di salita si sommano quadraticamente. ( = 24.7)

12 Risposta di un amplificatore con frequenze di taglio multiple 12.9 khz Banda passante di un amplifcatore con due frequenza di taglio fh: fh1 = fh2 = 20 khz fh1 = 20 khz fh2 = 200 khz 19.8 khz fh = 20 khz (singola) 20 db per decade 40 db per decade

condensatori elettrolitici + xyz + + tp2 tp1 + tp4 uscita

13 Amplificatore con chip CA3046 in versione SMD diodo zener alimentazione n2219 ingressi 0 + tp3 condensatori elettrolitici + xyz + + tp2 tp1 + tp4 uscita 2n2905 2x 1n4148 Attenzione alla polarita' dei diodi fig:pcb_7_ca3046

14 Codice dei colori per i valori dei componenti elettronici nero marrone rosso arancio giallo verde blu viola grigio bianco prima cifra 4 seconda cifra 7 moltiplicatore 103 = 47 k tolleranza 2% (oro = 5%) Valori standard della serie E fig:codice_colori

15 Misura di guadagno e banda passante Misura del guadagno di modo comune Vc + Vo +15 V Vo / Vc = Ac 15 V

16 Misura di guadagno e banda passante V+ Misura del guadagno di modo differenziale + Vd Vo V +15 V 15 V Vo / V+ = Vo / Vd = Ad

17 Misura del guadagno Il guadagno e' un rapporto tra due tensioni. E' opportuno che i due canali di misura siano uguali il piu' possibile.

18 Misure sui circuiti 10 k 20 pf 100 pf Capacita' del cavo: ~ 100 pf/m Costante di tempo = 10 k 100 pf = 1 s FH = 1 / 2 = 160 khz Nei collegamenti in laboratorio per i segnali si utilizzano cavi schermati coassiali: per proteggere i segnali da interferenze esterne; per evitare la deformazione dei segnali veloci dovute alle riflessioni alle estremita' del cavo. Collegare direttamente un cavo di uno strumento di misura ad un nodo di un circuito puo' interferire molto con il funzionamento del circuito.

19 Sonda compensata

20 Sonda compensata CS oscilloscopio CC puntale RS CT RI : 1 M CI : 20 pf CT : 30 pf CC : 100 pf RS : 9 M CS : 15 pf CI RI resistenza di ingresso dell'oscilloscopio capacita' di ingresso dell'oscilloscopio capacita' di taratura capacita' del cavo resistenza della sonda capacita' della sonda

21 Partitore compensato db CH out in RH CL RL frequenza (khz) RL/ (RH + RL) = 0.1 CH/ (CH + CL) = 0.08 CH/ (CH + CL) = 0.10 CH/ (CH + CL) = 0.12 tempo (ms)

22 Amplificatore differenziale con stadio di uscita emitter follower a simmetria complementare

23 Amplificatore differenziale con stadio di uscita emitter follower a simmetria complementare

24 Misura dell'impedenza di uscita Zo = ZL (V0 / V1 1) Misura dell'impedenza di ingresso Zi = ZS / (V0 / V1 1)

25 Amplificazione

26 Impedenza di ingresso e di uscita

27 Saturazione e clipping

28 Oscilloscopio digitale Analizzatore di spettro FFT

29 Distorsione Contenuto di armoniche all'uscita di un amplificatore in funzione dell'ampiezza del segnale.

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