RISPOSTA IN FREQUENZA DI UN AMPLIFICATORE
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- Antonio Cattaneo
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1 Unestà degl Stud d oma To Vegata Dpatmento d Ing. Elettonca coso d ELETTONIA APPLIATA Ing. Patck E. Longh ISPOSTA IN FEQUENZA DI UN AMPLIFIATOE II /
2 INTODUZIONE Detemnae la sposta n fequenza d un amplfcatoe sgnfca stmae te paamet: f nf A E qund ottenee un gafco del tpo: f sup A( f ) ASINTOTIO EALE A A 2 f f nf f sup A cua d P. Longh II / 2
3 PEMESSA ALLA DETEMINAZIONE DELLE f T, A Lo detemnazone può essee condotta allo studo d te ccut dnamc: Basse fequenze Mede fequenze Alte fequenze Vefcando l potes che f f nf sup Il ccuto alle MEDIE fequenze see pe detemnae l guadagno A dell amplfcatoe. Esso s ottene elmnando le capactà pesent nella ete, coè sosttuendole con de cotoccut () o ccut-apet (A), e pecsamente con: IUITI APETI: Se l loo effetto è tascuable a fequenza zeo. Le capactà tascuabl a fequenza zeo sono le unche che compaono nel ccuto ad alta fequenza, dal quale s detemna la fequenza d taglo supeoe. OTO-IUITI: Se l loo effetto è tascuable a fequenza nfnta. Le capactà tascuabl a fequenza nfnta sono le unche che compaono nel ccuto a bassa fequenza, dal quale s detemna la fequenza d taglo nfeoe. A cua d P. Longh II / 3
4 METODO GENEALE APPOSSIMATO DETEMINAZIONE DELLE ft S dsegnano due ccut dnamc: Basse fequenze Alte fequenze Se le capactà: non nteagscono: s calcolano le costant d tempo assocate ad ogn capactà. nteagscono: le costant d tempo s calcolano assumendo le alte capactà n coto se l ccuto è alle basse fequenze, apete se l ccuto è quello delle alte fequenze. IN ENTAMBI I ASI LE PULSAZIONI DI TAGLIO VALGONO APPOSSIMATIVAMENTE: ω n j js ω s z p a po js po È la costante d tempo della j-esma capactà del ccuto d bassa fequenza, calcolata con tutte le alte capactà n coto ccuto È la costante d tempo della p-esma capactà del ccuto d alta fequenza, calcolata con tutte le alte capactà n ccuto apeto A cua d P. Longh II / 4
5 DETEMINAZIONE DELLE OSTANTI DI TEMPO Il metodo poposto conduce l calcolo della sposta n fequenza d una ete comunque complessa a quello pù semplce d tante costant d tempo quante sono le capactà dstnte nella ete. Pe detemnae la costante d tempo d una capactà bsogna ndduae la esstenza sta da tale capactà, oeo detemnae: Una olta annullato l effetto delle sogent INDIPENDENTI. - j ETE j-esima A cua d P. Longh II / 5
6 - ESEIZIO ampl E Detemnae la sposta n fequenza dell amplfcatoe E n fgua, sapendo che: V cc c out b s n L s 3pF A cua d P. Longh II / 6 x π g h h s b c L m e fe out π μ 25Ω 25Ω 4mA / V m h n S kω Ω 25Ω x g π e pf 2μF
7 IL IUITO ALLE BASSE FEQUENZE - s s n n b c out L out Il ccuto dnamco a sx denta l ccuto n basso:. Sosttuendo al BJT l suo ccuto equalente a bassa fequenza (senza π e μ ) h e h fe b 2. Ponendo h e π x 275Ω e h fe g m *h e s s b - c L A cua d P. Longh II / 7
8 IL IUITO ALLE BASSE FEQUENZE Pe detemnae n bsogna. coto-ccutae le alte capactà pesent nel ccuto 2. Annullae geneato ndpendent 3. alcolae la esstenza sta dalla capactà n questone n h e h fe b out s s b c L A cua d P. Longh II / 8
9 IL IUITO ALLE BASSE FEQUENZE S sosttusce a n un geneatoe d tensone o, pe pote calcolae n o / o s - h e h fe b c L s b n n [( h // ) ] n e ( h // ) n e b b S.ms S 498Ω A cua d P. Longh II / 9
10 IL IUITO ALLE BASSE FEQUENZE Pe detemnae out bsogna. coto-ccutae le alte capactà pesent nel ccuto 2. Annullae geneato ndpendent 3. alcolae la esstenza sta dalla capactà n questone n h e h fe b out s s b c L A cua d P. Longh II /
11 IL IUITO ALLE BASSE FEQUENZE S sosttusce a n un geneatoe d tensone o, pe pote calcolae n o / o. Notamo che b. - s h fe b L s b h e c out out [ ] out out L L.kΩ 22.ms A cua d P. Longh II /
12 IUITO DI GIAOLETTO (ALTA FEQUENZA) b x b μ c π π b e g m b e e - e x π g m 25Ω 25Ω 4mA π / V pf μ 3pF A cua d P. Longh II / 2
13 IL IUITO ALLE ALTE FEQUENZE s Il ccuto dnamco a sx denta l ccuto n basso: - s b c L. Sosttuendo al BJT l suo ccuto equalente a paamet concentat ad HF 2. Sosttuendo alle capactà n e out de.. s x b e μ - s b π π g m b e c L A cua d P. Longh II / 3
14 IL IUITO ALLE ALTE FEQUENZE Pe detemnae π bsogna. Ape le alte capactà pesent nel ccuto 2. Annullae geneato ndpendent 3. alcolae la esstenza sta dalla capactà n questone s x b e μ s b π π g m b e c L A cua d P. Longh II / 4
15 IL IUITO ALLE ALTE FEQUENZE S sosttusce a π un geneatoe d tensone o, pe pote calcolae π o / o s s b x b e π - μ g m b e c L π π [(( // ) )// ] π S π b (( // ) ) S 2.5ns x b π x // π 25Ω A cua d P. Longh II / 5
16 IL IUITO ALLE ALTE FEQUENZE Pe detemnae μ bsogna. Ape le alte capactà pesent nel ccuto 2. Annullae geneato ndpendent 3. alcolae la esstenza sta dalla capactà n questone s x b e μ s π π b g m b e c L A cua d P. Longh II / 6
17 IL IUITO ALLE ALTE FEQUENZE S sosttusce a μ un geneatoe d tensone o, pe pote calcolae μ o / o s x -b e s π π b g m b e c L μ μ π μ μ ( g )( // ) π m ( // )( g ) 4.4ns b' e L L m π K b' e 4.8kΩ π A cua d P. Longh II / 7
18 IL IUITO ALLE MEDIE FEQUENZE S sosttusce a n e out de coto ccut e de ccut-apet al posto d π e μ. n out s - s b b h e c h fe b c L out A A I n V out n s n out s out c ( // h ) b out n c b n L e b n A I s 497Ω b h 8 25[ db] A cua d P. Longh II / 8 L n L h fe b e 9
19 DETEMINAZIONE DELLA BANDA PASSANTE Una olta detemnate le costant d tempo assocate a tutte le capactà pesent nella ete s pocede applcando la: ω n j js ω p a In genee, pe aee una stma delle due fequenze d taglo: Infeoe è domnata dalla pù pccola Supeoe dalla pù gande s z po FEQUENZE DI TAGLIO calcolate f nf 23. [Hz] f sup 5.9 [MHz] A V 25 [db] ω n out ; ω s μ π A cua d P. Longh II / 9
20 ISPOSTA EALE A cua d P. Longh II / 2
21 IEPILOGO, ISPOSTA IN FEQ DELL AMPLIFIATOE S detemnano ccut ad alta, meda e bassa fequenza Nel ccuto a bassa fequenza s consdeano solo gl effett de condensato d D-block e by-pass (gl alt sono ccut-apet) Nel ccuto ad alta fequenza s consdeano solo gl effett de condensato d dffusone e tanszone (gl alt sono coto-ccutat) Il guadagno a cento banda s detemna tascuando gl effett d TUTTI condensato (ccuto alle mede fequenze). Le due fequenze d taglo s detemnano applcando la: ω js n j js ω s z p a po po È la costante d tempo della j-esma capactà del ccuto d bassa fequenza, calcolata con tutte le alte capactà n coto ccuto È la costante d tempo della p-esma capactà del ccuto d alta fequenza, calcolata con tutte le alte capactà n ccuto apeto A cua d P. Longh II / 36
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