RISPOSTA IN FREQUENZA DI UN AMPLIFICATORE

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1 Unvstà dgl Stud d ma T Vgata Dpatmnt d Ing. Elttnca cs d ELETTONIA APPLIATA Pf. Fanc GIANNINI ISPOSTA IN FEQUENZA DI UN AMPLIFIATOE II / 1

2 INTODUZIONE Dtmna la spsta n fqunza d un amplfcat sgnfca stma t paamt: f nf A E qund ttn un gafc dl tp: f sup A( f ) A A 2 f f nf f sup A cua d P. Lngh II / 2

3 PEMESSA ALLA DETEMINAZIONE DELLE f T, A L dtmnazn può ss cndtta all stud d t ccut dnamc: Bass fqunz Md fqunz Alt fqunz Vfcand l pts ch 1 f f nf sup Il ccut all MEDIE fqunz sv p dtmna l guadagn A dll amplfcat. Ess s ttn lmnand l capactà psnt nlla t, cè ssttundl cn d ctccut () ccut-apt (A), pcsamnt cn: IUITI APETI: S l l fftt è tascual a fqunza z. L capactà tascual a fqunza z sn l unch ch cmpan nl ccut ad alta fqunza, dal qual s dtmna la fqunza d tagl sup. OTO-IUITI: S l l fftt è tascual a fqunza nfnta. L capactà tascual a fqunza nfnta sn l unch ch cmpan nl ccut a assa fqunza, dal qual s dtmna la fqunza d tagl nf. A cua d P. Lngh II / 3

4 METODO GENEALE APPOSSIMATO DETEMINAZIONE DELLE ft S dsgnan du ccut dnamc: Bass fqunz Alt fqunz S l capactà: nn ntagscn: s calclan l cstant d tmp asscat ad gn capactà. ntagscn: l cstant d tmp s calclan assumnd l alt capactà n ct s l ccut è all ass fqunz, apt s l ccut è qull dll alt fqunz. IN ENTAMBI I ASI LE PULSAZIONI DI TAGLIO VALGONO APPOSSIMATIVAMENTE: ω n j 1 τ 1 1 js ω s z p a τ p τ js τ p È la cstant d tmp dlla j-sma capactà dl ccut d assa fqunza, calclata cn tutt l alt capactà n ct ccut A cua d P. Lngh È la cstant d tmp dlla p-sma capactà dl ccut d alta fqunza, calclata cn tutt l alt capactà n ccut apt II / 4

5 DETEMINAZIONE DELLE OSTANTI DI TEMPO τ Il mtd ppst cnduc l calcl dlla spsta n fqunza d una t cmunqu cmplssa a qull pù smplc d tant cstant d tmp quant sn l capactà dstnt nlla t. P dtmna la cstant d tmp d una capactà sgna ndvdua la sstnza vsta da tal capactà, vv dtmna: v - j v ETE j-esima Una vlta annullat l fftt dll sgnt INDIPENDENTI. A cua d P. Lngh II / 5

6 ESEIZIO 2 E ON Dtmna l fqunz d tagl nf guadagn A v dll amplfcat n fgua, sapnd ch: - s v a1 s V cc 1 2 c a2 L g h h s c L m f a1 a2 µ 5Ω 25Ω 25Ω 4mA / V g 1 m h 1µ F 1µ F 1pF 3pF // 1kΩ 1Ω 25Ω 2 1 A cua d P. Lngh II / 6

7 IL IUITO ALLE BASSE FEQUENZE s a2 L Il ccut dnamc a s dvnta l ccut n ass: - v s a1 c 1. Ssttund al BJT l su ccut quvalnt a paamt cncntat 2. Ssttund all capactà µ d.a. s - v s a2 a1 h h f c L A cua d P. Lngh II / 7

8 IL IUITO ALLE BASSE FEQUENZE P dtmna τ a1 sgna 1. ct-ccuta l alt capactà psnt nl ccut 2. Annulla gnat ndpndnt 3. alcla la sstnza vsta dalla capactà n qustn a2 v s h s a1 h f c L τ a1 a1 A cua d P. Lngh S a1 a1 // ( h ( h 1) ) 25ms f 2.5kΩ II / 8

9 IL IUITO ALLE BASSE FEQUENZE S applca d nuv l pcdmnt vst n pcdnza p dtmna τ a2 Ntam ch, n qust cas: a2 v s h s a1 h f c L τ a2 a2 a2 a2 L 2.kΩ 2.ms A cua d P. Lngh II / 9

10 GUADAGNO A ENTO BANDA (MEDIE FEQUENZE) Applcand l dual dl tma d Mll su tascuand pptunamnt gl fftt d tutt cndnsat s ttn: s - v s h h f c L h f A A (A * L ) / n L h ( //( ) f L h h f s h h f 1.9 A cua d P. Lngh II / 1

11 DETEMINAZIONE DELLA BANDA PASSANTE Una vlta dtmnat l cstant d tmp asscat a tutt l capactà psnt nlla t s pcd applcand la: ω n j 1 τ 1 js FEQUENZA DI TAGLIO calclata f nf 14 [Hz] A V 4.9 [db] 1 ω τ a1 τ 1 a 2 A cua d P. Lngh II / 11

12 ANDAMENTO VEO DELL AMPLIFIATOE A cua d P. Lngh II / 12

13 Unvstà dgl Stud d ma T Vgata Dpatmnt d Ing. Elttnca cs d ELETTONIA APPLIATA Pf. Fanc GIANNINI ISPOSTA IN ALTA FEQUENZA DI UN AMPLIFIATOE II / 13

14 ITEIO GENEALE PE DETEMINAE f sup V cc c a3 E dgn 1 s - v s a1 a2 L2 L1 2 All alt fqunz tutt l a sn ct-ccut. Dnamcamnt V P l calcl dlla sstnza vsta da gn cndnsat sgna p v s (gnat d tnsn ndpndnt) La t stna al BJT è puamnt ESISTIVA Splt-ladd amplf A cua d P. Lngh II / 14

15 ITEIO GENEALE PE DETEMINAE f sup c B c E (EF) c A cua d P. Lngh II / 15

16 ITEIO GENEALE PE DETEMINAE fsup Una vlta dtmnat l val d µ nl cas pù gnal (splt-ladd amplf, E dgn) è smp pssl sal agl alt 3 cas annulland pptunamnt l val d una dll 3 sstnz (, c, ) c A cua d P. Lngh II / 16

17 IL IUITO ALLE ALTE FEQUENZE s c a3 a2 v a1 - s L2 v µ g m v c L1 Il ccut dnamc a s dvnta l ccut n ass: 1. Ssttund al BJT l su ccut quvalnt a paamt cncntat 2. Ssttund all 3 capactà a d.. 3. Pnnd: 1//2 //L2, cc//l1, s// 4.Annulland gnat ndpndnt A cua d P. Lngh II / 17

18 IL IUITO ALLE ALTE FEQUENZE ( ) P dtmna τ sgna 1. ap l alt capactà psnt nl ccut 2. alcla la sstnza vsta dalla capactà n qustn v µ g m v c A cua d P. Lngh II / 18

19 IL IUITO ALLE ALTE FEQUENZE ( ) 1. Ssttusc alla un gnat d tnsn v ο, p pt calcla v ο / ο 2. P smplfca calcl ffttu l quvalnt d Thvnn dlla t d uscta a cap dlla sstnza, cdand ch v v. v µ v - g m v c A cua d P. Lngh II / 19

20 IL IUITO ALLE ALTE FEQUENZE ( ) v - v - g m v v v g ' m v' v ' ' ' // g ' 1 m EQ AL NODO EQ ALLA MAGLIA ONTENTE ( g m v - - v - - ) A cua d P. Lngh II / 2

21 IL IUITO ALLE ALTE FEQUENZE ( ) P dtmna τ µ sgna 1. ap l alt capactà psnt nl ccut 2. alcla la sstnza vsta dalla capactà n qustn v µ g m v c A cua d P. Lngh II / 21

22 IL IUITO ALLE ALTE FEQUENZE ( µ ) 1. Ssttusc alla µ un gnat d tnsn v ο, p pt calcla µ v ο / ο 2. P smplfca calcl ffttu l dual d Mll sulla sstnza, pché: v ' ; c β c gmv' K I gm v v - g m v c A cua d P. Lngh II / 22

23 IL IUITO ALLE ALTE FEQUENZE ( µ ) 1. Ssttusc alla µ un gnat d tnsn v ο, p pt calcla µ v ο / ο 2. P smplfca calcl ffttu l dual d Mll sulla sstnza, pché: v ' ; c β c gmv' K I gm - v v g m v c β A cua d P. Lngh II / 23

24 IL IUITO ALLE ALTE FEQUENZE ( µ ) Bsgna dtmna v p slv l ccut v v - g m v c β EQ AL NODO PATITOE O. v v β ' ( ' ) ( ) β' [( ' ) ( )] ( ) // β' gmv ' c ALLA MAGLIA A cua d P. Lngh II / 24

25 IL IUITO ALLE ALTE FEQUENZE ( µ ) Bsgna dtmna v p slv l ccut v v - g m v c β µ ' c v 1 β [( ' )//( β ' )] ' ' β ' A cua d P. Lngh II / 25

26 - ESEIZIO 1 ampl (EF) Dtmna la fqunza d tagl sup dll ampl n fgua, sapnd ch: V cc s n ut v s L g h β s L m ut µ 25Ω 1 4mA/ V m n S 25Ω 1Ω 25Ω 25Ω g 1pF 3pF 2µ F A cua d P. Lngh II / 26

27 ESEIZIO 1 ampl (EF) V cc s n ut - v s L s L ' ' ' c s // // L 25 Ω 7 Ω A cua d P. Lngh II / 27

28 IUITO DI GIAOLETTO (ALTA FEQUENZA) µ c v g m v - g m 25Ω 25Ω 4mA / V 1pF µ 3pF A cua d P. Lngh II / 28

29 II / 29 A cua d P. Lngh ESEIZIO 1 ampl (EF) Ω 11 1 ' ' ' // m g v ( ) ( ) [ ] Ω 265 ' ' ' 1 ' ' // ' c v β β β µ ( ) MHz f z a p p s µ µ τ Dtmnam l du cstant d tmp ad alta fqunza:

30 GUADAGNO A ENTO BANDA (MEDIE FEQUENZE) Applcand l dual dl tma d Mll su tascuand pptunamnt gl fftt d tutt cndnsat s ttn: - v s s h β β L A A I n V ut n v s n v v ut s [ //( h β ' )] ut c ut n c n L n A I L n L β s 2.1k Ω h β ' [ db] 18 A cua d P. Lngh II / 3

31 ANDAMENTO SIMULATO DEL (EF) A cua d P. Lngh II / 31

32 ESEIZIO 2 ampl B Dtmna la fqunza d tagl sup dll ampl n fgua, sapnd ch: V cc c ut 1 s L 2 n v s - g h β s c L m 25Ω 25Ω ut µ 25Ω 1.kΩ 25Ω 5Ω 4mA/ V g m n 1pF 3pF 2µ F A cua d P. Lngh II / 32

33 ESEIZIO 1 ampl B V cc 1 c ut c s L 2 n v s - ' ' ' c c // // L s Ω Ω A cua d P. Lngh II / 33

34 II / 34 A cua d P. Lngh ESEIZIO 1 ampl B Ω 3. 1 ' ' ' // m g v ( ) ( ) [ ] Ω 47 ' ' ' 1 ' ' // ' c v β β β µ ( ) MHz f z a p p s µ µ τ Dtmnam l du cstant d tmp ad alta fqunza:

35 GUADAGNO A ENTO BANDA (MEDIE FEQUENZE) Us l mdll quvalnt dl BJT a as cmun: s 1/g m α c L - v s A I ut ut c α 1 n c n g m c c L.65 A n V v s n v v ut s 1 // gm utl AI n n s L n 25Ω [ db] A cua d P. Lngh II / 35

36 ANDAMENTO SIMULATO DEL BASE OMUNE A cua d P. Lngh II / 36

37 IEPILOGO, ISPOSTA IN FEQ DELL AMPLIFIATOE S dtmnan ccut ad alta, mda assa fqunza Nl ccut a assa fqunza s cnsdan sl gl fftt d cndnsat d D-lck y-pass (gl alt sn ccut-apt) Nl ccut ad alta fqunza s cnsdan sl gl fftt d cndnsat d dffusn tanszn (gl alt sn ct-ccutat) Il guadagn a cnt anda s dtmna tascuand gl fftt d TUTTI cndnsat (ccut all md fqunz). L du fqunz d tagl s dtmnan applcand la: ω τ js n j 1 1 τ js ω s z p a 1 τ p τ p È la cstant d tmp dlla j-sma capactà dl ccut d assa fqunza, calclata cn tutt l alt capactà n ct ccut A cua d P. Lngh È la cstant d tmp dlla p-sma capactà dl ccut d alta fqunza, calclata cn tutt l alt capactà n ccut apt II / 37