Amplificador De Dos Etapas.docx 1t82h

AMPLIFICADOR DE DOS ETAPAS Marco Teórico: Amplificador multietapa Un amplificador multietapa es un amplificador constituido por un conjunto de amplificadores básicos conectados en cascada. La técnica de análisis de este amplificador es sencilla ya que se reduce básicamente a analizar un conjunto de etapas básicas y a partir de sus modelos equivalentes (tensión de corriente) obtener el modelo equivalente del amplificador completo. Cuando nos referimos a un amplificador, estamos hablando de un circuito capaz de procesar las señales de acuerdo a la naturaleza de la aplicación. El amplificador sabrá extraer información de toda señal, de tal manera, que permita mantener o mejorar las características del sensor o transductor utilizado la nuestra aplicación. Por ejemplo: Si la aplicación está inmersa en algún tipo de ruido, el amplificador no deberá amplificar el ruido, es más, debe atenuarlo de toda la señal y/o del medio imperante. La tarea se deberá realizar sin distorsionar la señal, sin perder información, ni inteligencia. Un criterio universal al plantearse el diseño de un amplificador, consiste en, seleccionar la primera etapa de este como un pre amplificador, es decir, como un amplificador que permita preparar adecuadamente la fuente de señal para ser posteriormente procesada y amplificada. Una segunda etapa, consistirá netamente en obtener amplificación de o las variables involucradas. En muchos casos, y con el fin de evitar niveles de saturación, se reserva más de una etapa para esta tarea. Por regla general, la etapa final será exclusivamente una etapa de potencia. Esta etapa, es en realidad la que permite la materialización de nuestra aplicación en un ambiente completamente ajeno a las pequeñas señales.

Ejercicio 9.1 Amplificador de dos etapas Los condensadores de acoplamiento utilizados en el acoplamiento entre las etapas bloquean los componentes de CD, pero también restringen la respuesta a las señales alternas a bajas frecuencias, ya que la resistencia de los condensadores es alta a baja frecuencia. Esto evita que un amplificador deje pasar frecuencias muy bajas.

       

Ajustar el generador de señales a una onda seno de 1kHz, con un valor mínimo de amplitud. Configuramos el osciloscopio de la siguiente manera: Base de tiempo a 0.2ms/div, selector de disparo a CA, operación de trazo dual. Ganancia de amplificador Y del CH.1 a 5 mV/div, entrada de CA Ganancia de amplificador Y del CH.2 a 0.2 V/div, entrada de CA Enciende (ON) las fuentes de alimentación del modulo y ajusta la fuente variable de 0-12V de CD a 10V. Aumentamos la entrada del generador de la señal a 40 mVp-p. Observamos la amplitud de la salida,

Salida de la etapa uno =

-11,143 mVp-p

Voltaje del colector =

-5,75 V

Salida de la etapa dos =

6 Vp-p

Ejercicio 9.2 Respuesta a la frecuencia del amplificador de dos etapas Los condensadores de acoplamiento utilizados en el acoplamiento entre las etapas bloquean los componentes de CD, pero también restringen la respuesta a las señales alternas a bajas frecuencias, ya que la resistencia de los condensadores es alta a baja frecuencia. Esto evita que un amplificador deje pasar frecuencias muy bajas.

       

Ajustar el generador de señales a una onda seno de 1kHz, con un valor mínimo de amplitud (Nota: Si tu generador de señales tiene mas de un ajuste de rango de amplitud, selecciona el menor rango disponible). Configuramos el osciloscopio de la siguiente manera: Base de tiempo a 0.2ms/div, selector de disparo a CA, operación de trazo dual. Ganancia de amplificador Y del CH.1 a 20 mV/div, entrada de CA Ganancia de amplificador Y del CH.2 a 1 V/div, entrada de CA Enciende (ON) las fuentes de alimentación del modulo y ajusta la fuente variable de 0-12V de CD a 10V. Aumentamos la entrada del generador de la señal a 40 mVp-p. Observamos la amplitud de la salida,

Vsalida -93,71mVp-p

𝑉𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 √2 -66,25mVp-p

Frecuencia Superior

Frecuencia Inferior

4,73KHz

4,86Hz

DIAGNOSTICO DE FALLA – INVESTIGACION PRELIMINAR Utilizando los circuitos observados conectamos el circuito.

 

Enciende (ON) las fuentes de alimentación del módulo y ajusta la fuente variable de 0-12V de CD a 10V Inyectamos una señal de 40mVp-p de 1kHz y registramos los voltajes.

Transistor

Voltaje del colector

Voltaje de la base

Voltaje del emisor

TR2

6,29 V

2,27 V

1,14 V

TR3

-8,63 V

1,30 V

-0,91 V

HOJA DE TRABAJO W9 y W10

LA COMPUTADORA DE CONTROL HA PROVOCADO UNA FALLA EN LOS CIRCUITOS.

Conecta el circuito, ajusta la fuente variable de CD de 0-12 V a +10V e inyecta la señal conforme a las instrucciones. Registramos los voltajes:

Transistor

Voltaje del colector

Voltaje de la base

Voltaje del emisor

TR2

6,29 V

2,27 V

1,14 V

TR3

-8,63 V

1,30 V

-0,91 V

INFORME:

Circuito Componente Defectuoso

Naturaleza de falla

Razón para el diagnostico

#8

Resistencia Abierta

No genera en la Etapa de salida TR3 V=0

Circuito Componente Defectuoso

Naturaleza de falla

Razón para el diagnostico

#8

Resistencia Abierta

Disminuye la onda de la etapa de salida TR3

R14 120KΩ

R17 150 KΩ

Cuestionario: 1. La medición de la entrada de un amplificador es de 44 vp-p y la salida de 5.4vp-p la ganancia de etapa es de: Solución: b)123

La ganancia de tensión se obtiene del cociente de la tensión en la salida entre la tensión de la entrada 𝐴𝑉 =

𝐴𝑉 =

𝑉𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 𝑉𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎

5.4 = 122.72 ≈ 123 44𝑚

2. Se diseña amplificador para que tenga los mismos valores de impedancia de entrada y de salida. Si se conectan en cascada dos de estos amplificadores, la ganancia de etapa del primero: Solución: a) Se duplica

Impedancia alta de entrada y baja de salida Este amplificador se caracteriza por tener una muy alta impedancia de entrada, una muy baja impedancia de salida, una ganancia de voltaje ligeramente menor a la unidad y ganancia de corriente alta.

3. La impedancia de salida de un amplificador (el valor de la resistencia de carga de su colector) es de 3.9Ω y la impedancia de entrada de la siguiente etapa es de 8.5k Ω.si la señal de salida sin carga de la primera etapa es de 4vp-p entonces la señal de entrada de la segunda etapa cuando se conecta a la primera, será de: Solución: b)1.84 Vp-p

𝑉𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 =

𝑉𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 =

4∗3.9∗103 8.5∗103

𝑅𝑐 ∗ 𝑉𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 𝑅

= 1.8352𝑉 ≈18.84V

4. En un amplificador de emisor común de dos etapas, la polaridad de la salida es: Solución: a) La misma que la entrada

Entrada se aplica a la base y la salida se toma del colector. El amplificador de colector común, a menudo llamado seguidor emisor puesto que su salida se toma de la resistencia del emisor. puesto que su impedancia de entrada es mucho más alta que su impedancia de salida. Una etapa de salida suele ser un amplificador de corriente que disminuye la impedancia de salida para poder alimentar cargas relativa bajas con protección contra sobre-corriente

5. Se conectan dos amplificadores en cascada. La impedancia de entrada del segundo se iguala a la impedancia de salida del primero. Si la ganancia de la primera etapa es de 84 y la de segunda es de 57, la ganancia total será: Solución: c) 4788 Impedancia de entrada es igual a la impedancia de salida Ganancia total= 84 x 57 = 4788

6. Si la salida de banda media de un amplificador es de 5 v y se varía la frecuencia de la entrada, pero se mantiene su amplitud al mismo nivel, el voltaje de salida a los límites superior e inferior de frecuencias del ancho de banda, se toma como: Solución: b) 5V Para representar gráficamente la amplitud de una onda seno se utiliza una traza en el dominio del tiempo Pero podemos utilizarla para medir la velocidad: La frecuencia es la velocidad de cambio respecto al tiempo. Si hay muchos cambios en un espacio de tiempo corto indicará una frecuencia alta. Si los cambios se producen en un gran espacio de tiempo indicarán frecuencia baja.

7. La capacitancia dispersa y derivada a través de la carga de un amplificador: Solución:

a) reduce la salida a frecuencias menores

Señales alternas a bajas frecuencias la reactancia de los condensadores es alta a baja frecuencia. Las capacitancias dispersas que derivan las resistencias de la carga del colector. La reactancia de estos condensadores se reduce a altas frecuencias, por lo que se reduce la impedancia de la carga, se reduce la ganancia a altas frecuencias.

CONCLUSION: Torres Aguila, Bruno Mario: 







Bueno este laboratorio fue importante ya que pudimos aprender a usar de manera adecuada en lo práctico los transistores, además de observar y analizar el comportamiento de estos en distintas situaciones. Los condensadores de acoplamiento utilizados en el acoplamiento entre las etapas bloquean los componentes de CD y restringen la respuesta a las señales alternas a bajas frecuencias ya que la reactancia de los condensadores es alta a baja frecuencia. Hemos podido reconocer el comportamiento de un transistor amplificador de unión bipolar para una entrada de C.A. El ancho de banda se define como el rango de frecuencias que se amplifican a 70.7% el voltaje de salida es mayor que

𝑉𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 . √2

Reynalte Jara, Edwin Misael:  



Resulta muy interesante conocer la impedancia de entrada y salida de un amplificador, sobre todo, en los casos en los que se desea acoplar diferentes etapas en serie Después de cada par de amplificadores salida estará en fase con la entrada esto provoca dificultades en circuitos prácticos debido a la capacitancia dispersa que provoca retroalimentación positiva en fase que puede provocar inestabilidad. Utilizando un condensador de acoplamiento que bloquea cualquier componente de polarización de CD pero que permite que pasen los componentes de señal de CA

Asencios Espinoza, Roger: 

 

Lo aprendido en este laboratorio fue de mucha importancia, ya que en la práctica fue mucho más fácil comprender como funciona este dispositivo, y esto nos va a ayudar en la especialidad a tener un uso adecuado de los transistores. Es necesario regular de buena manera del osciloscopio para tener una buena apreciación de la magnitud de amplificación que se está haciendo. La ganancia de cualquier etapa se modifica por la carga del colector y se reduce cuando se deriva por la impedancia. La impedancia se encuentra en paralelo con la resistencia de carga del colector de la etapa uno.

Camillo Giraldo, Brayan:  

Se ha podido apreciar la amplificación de la onda de voltaje, hemos obtenido una ganancia por lo que se observa que el transistor amplificó la señal de entrada. El rol de los transistores es muy importante en el mundo de la música ya que gracias a estos se puede construir los operacionales que trabajan con ganancias más elevadas.