Amplificatore differenziale con stadio di uscita emitter...

R322 k

15 V

in+ in

15 V

0

T1 T2

T4 T5

VC2 ≃ 8.0 V

R44.7 k

T3

DZ6.2 V

out

R110 k

R210 k

D1

D2

T6

T7

fig:amp_7_ca3046

C110 F

C210 F

+

+

R74.7 k

R656

R556

R810

R910

≃ 0 V

0.65 V

+0.65 V

IM ≃1.33 mA 11

910

7

6

13

3

421 5

IE ≃1.40 mA

8

14

12

Amplificatore differenziale con stadio di uscitaemitter follower a simmetria complementare

tp1 tp2

tp3

tp4

CA3046T1 . . . T5

2n2905

2n2219

T1 . . . T5 T6 . . .T7

hfe 100 50 . . . 300fT 350 350 MhzCcb 0.45 8 pFVA 100 100 V

in

out

±15 V

tp1 tp2

tp4

tp3

CA3046T1 . . . T5

SMD

2n2905

2n2219in

out

tp1tp2

tp4

tp3

Banda passante di un amplificatore

CL

× 100

RLCH

RH

1 2 RL CL

fL = 1 2 RH CH

fH =

Un amplificatore puo' avere una frequenza di taglio inferiore.

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.

Amplificatore ideale da 40 dB con cella RC passa basso e passa alto.

Banda passante di un amplificatore a banda larga

frequenza di taglio inferiore

frequenza di taglio superiore

A = A0 ⋅1

1− j f L / f⋅

11+ j f / f H

Banda larga: fH / fL ≠ 1Banda stretta: fH / fL ≃ 1

Risposta all'onda quadra di un amplificatore

fronte di salitatilt

uscita

ingresso

Fronte di salita

uscita

ingresso

v t =V 2V 1−V 2⋅e−t /

=RH CH=1

2 f H

tr = t90% t10%

= [ log (0.9) – log (0.1) ] = log (9) = 2.2 ∙ = 2.2 / (2 fH) = 0.35 / fH

tr : tempo di salita (rise time) tf : tempo di discesa (fall time)

In un amplificatore lineare tempo di salita e tempo di discesa sono identici.

t i l t

uscita

ingresso

Al termine del fronte di salita inizia il decadimento esponenziale tipico all'uscita di una cella passaalto:

v(t) = vi exp (t / L) vi : tensione iniziale

dv/dt = vi / τL pendenza iniziale

L = RLCL = 1 / (2 fL) = vi / dv/dt

Risposta all'onda quadra di un amplificatore

fH / fL = 10 kHz / 100 Hz

fH / fL = 3 kHz / 300 Hz

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 = 17.5 s fH = 20 kHz t200 = 1.75 s fH = 200 kHz t20,20 = 27 s fH = 12.9 kHz t20,200 = 17.6 s fH = 19.8 kHz

Risposta all'onda quadra di un amplificatore con frequenze di taglio multiple

—— fH1 = fH2 = 20 kHz 1,2 = 7.96 s tr = 27 s —— fH1 = 20 kHz fH2 = 200 kHz 1,2 = 7.96 , 0.796 s tr = 17.6 s —— fH = 20 kHz (singola) 1 = 7.96 s tr = 17.5 s

In prima approssimazione, i tempi di salita si sommano quadraticamente. (17.5 ∙ √ 2 = 24.7)

Risposta di un amplificatore con frequenze di taglio multiple

Banda passante di un amplifcatore con due frequenza di taglio fH:

—— fH1 = fH2 = 20 kHz —— fH1 = 20 kHz fH2 = 200 kHz —— fH = 20 kHz (singola)

19.8 kHz12.9 kHz

20 dB per decade

40 dB per decade

Attenzione alla polarita' dei diodi

alimentazione

uscita

+1515 0 0 +

+

+xyz

+

condensatori elettrolitici

ingressi

2n2905

2n2219

diodo zener

2 x 1n4148

+

fig:pcb_7_ca3046

tp2 tp1

tp3

tp4

Amplificatore con chipCA3046 in versione SMD

Codice dei colori per i valori dei componenti elettronici Valori standarddella serie E12

1.01.21.51.82.22.73.33.94.75.66.88.2

0 nero 1 marrone 2 rosso 3 arancio 4 giallo 5 verde 6 blu 7 viola 8 grigio 9 bianco

prima cifra4

seconda cifra7

moltiplicatore103

tolleranza2 %

(oro = 5%) = 47 k

fig:codice_colori

Misura di guadagno e banda passante

+

−

Misura del guadagnodi modo comune

+15 V

−15 V

VcVo

Vo / Vc = Ac

Misura di guadagno e banda passante

+

−

Misura del guadagnodi modo differenziale Vd

V+

V−

Vo

Vo / V+ = Vo / Vd = Ad

+15 V

−15 V

Misura del guadagno

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

10 k

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.

100 pF

20 pF

Misure sui circuiti

Sonda compensata

oscilloscopio

RS

puntale

CS

CT

RICI

CC

RI : 1 M resistenza di ingresso dell'oscilloscopioCI : 20 pF capacita' di ingresso dell'oscilloscopioCT : 30 pF capacita' di taraturaCC : 100 pF capacita' del cavoRS : 9 M resistenza della sondaCS : 15 pF capacita' della sonda

Sonda compensata

Partitore compensato

out

dB

frequenza (kHz)

tempo (ms)

RL/ (RH + RL) = 0.1

—— CH/ (CH + CL) = 0.08—— CH/ (CH + CL) = 0.10—— CH/ (CH + CL) = 0.12

RH

in

CH

CL RL

Amplificatore differenziale con stadio di uscitaemitter follower a simmetria complementare

Misura dell'impedenza di uscita

Misura dell'impedenza di ingresso

Zo = ZL (V0 / V1 1)

Zi = ZS / (V0 / V1 1)

Amplificazione

Impedenza di ingresso e di uscita

Saturazione e clipping

Oscilloscopio digitale

Analizzatore di spettro FFT

Distorsione

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

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