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Problemas Resueltos de Electrónica II – II

Enviado por Pablo Turmero


    Respuesta en Frecuencia del Amplificador

    Problemas Resueltos:

    Problema 1: Un amplificador tiene una ganancia de 200 a bajas frecuencias y su función de transferencia tiene tres polos reales negativos en 100KHz, 1MHz y 20MHz. Calcular y bosqueje el diagrama de Nyquist para este amplificador si se aplica un lazo de retroalimentación negativo edu.red¿Es estable el amplificador con esta cantidad de retroalimentación? Explicar

    Respuesta: Datos

    edu.red

    edu.red

    edu.red

    edu.red

    edu.red

    Diagrama de Nyquist

    edu.red

    Problema 2: Calcular y bosquejar los diagramas de magnitud (en decibel) y fase vs frecuencia (escala logarítmica) cuando la retroalimentación es cero. Determinar el valor máximo de retroalimentación edu.redque permita estabilidad con un margen de fase de 60º

    Respuesta:

    edu.red

    edu.red

    edu.red

    edu.red

    edu.red

    edu.red

    Problema 3: Un amplificador tiene una ganancia en baja frecuencia de 10000 y su función de transferencia tiene tres polos reales negativos en 100KHz, 2MHz y 25MHz

    a) Calcular la magnitud del polo dominante necesario para compensar el amplificador retroalimentado a ganancia unitaria con un Margen de Fase de 45º. Suponer que los polos originales permanecen fijos.¿Cuál es el ancho de banda del amplificador resultante?, ¿Cuál es el Margen de Ganancia?

    Respuesta:

    Datos:

    edu.red

    Determinar la ubicación del polo dominante:

    edu.red

    edu.red

    edu.red

    edu.red

    edu.red

    edu.red edu.rededu.red

    edu.red

    edu.red Ancho de Banda: edu.red Margen de Ganancia

    edu.red

    edu.red

    edu.red

    edu.red

    edu.red

    b) Repetir el punto anterior para compensar el amplificador retroalimentado con ganancia en lazo cerrado de 20dB y margen de ganancia de 20dB. ¿Cuál es el Margen de Fase?

    Respuesta: Datos

    edu.red

    edu.red Paso 1: Determinar el valor de edu.red

    edu.red

    edu.red Paso 2: Determinar el Margen de Ganancia lineal

    edu.red

    edu.red Pase 3: Determinar la frecuencia en 180º

    edu.red

    edu.red

    edu.red

    edu.red

    Pase 4: Determinar el polo dominante

    edu.red edu.rededu.red

    edu.red

    edu.red

    Pase 5: Determinar el Margen de Fase

    edu.red

    edu.red

    edu.red

    edu.red

    edu.red

    edu.red

     

    Problemas Propuestos:

    Problema 1: Dibuje el diagrama de Bode (en magnitud y fase) a partir de las funciones de Ganancia (Av) y de Transferencia ( H(j?) ) presentadas a continuación:

    edu.red a)

    edu.redb)

    Problema 2: En el siguiente amplificador cascode, se asume:

    ICQ = 2.5mA, rx = 100???(?= 100, Cµ = 2pF, ro = 500k?, f = 1.59GHz y C(osciloscopio)= 5pF Encuentre la ganancia diferencial a frecuencias medias y el producto de ganancia por ancho de banda, en cada caso:

    • a) Rs=0, RL=100?

    • b) Rs=50? , RL=100?

    • c) Rs=0, RL=1k?

    edu.red

    Problema 3: Determine la amplificación, la impedancia de entrada, la impedancia de salida y la frecuencia de corte (a los 3dB). Considera Q1=Q2=Q3=Q4, donde:

    ß=100, rx = 50?, Vce(sat)=0V, Vbe(on)=0.6V , Cµ=1pF, Va=( y f = 400MHz.

    edu.red

    Problema 4: Determine la amplificación, la impedancia de entrada, la impedancia de salida y la frecuencia de corte (a los 3dB).

    Considere (=200 para los transistores npn, (=100 para los transistores pnp, Cob=1pF, Va=(, f =600MHz, rx=0, Vce(sat)=0V y Vbe(on)=0.6V.

    edu.red

    Problema 5: Determine la amplificación, la impedancia de entrada, la impedancia de salida y la frecuencia de corte (a los 3dB). Donde: I=2mA, Vbe=0.7V y (=100.

    edu.red

    Problema 6: Determine la amplificación, la impedancia de entrada, la impedancia de salida y la frecuencia de corte (a los 3dB). Para el amplificador Zin=1.5M(, Zout=50( y Av=50000.

    edu.redAyuda: Resuelva primero las amplificaciones internas.

    Problema 7: Con (=100, este circuito permite aumentar la corriente que drena por el Amp. Op., al mismo tiempo de obtener los beneficios de la realimentación

    edu.red

    Filtros Problemas Resueltos:

    Problema 1: Determinar la función de transferencia para el filtro mostrado. Hacer un diagrama de magnitud y de fase del mismo. ¿Para que tipo de aplicación se puede utilizar este circuito?

    edu.red

    Respuesta: edu.rededu.red

    Se considerara que los amplificadores son ideales, es decir tanto la corriente como el voltaje diferencial de entrada a los terminales es cero.

    Caso 1:

    edu.rededu.rededu.red Caso 2:

    edu.rededu.rededu.red Se concluye que:

    edu.red Por las leyes de Kirchoff de corriente entre el nodo Vx y Vy, se obtiene que:

    edu.red

    edu.red Si se sustituye la ecuación x.x en la ecuación x.x se obtiene:

    edu.red Al aplicar las leyes de Kirchoff de corriente en el primer OP-amp resulta que:

    edu.red Si se sustituye la ecuación x.x. en la ecuación x.x. se tiene que:

    edu.red De donde se obtiene la función de transferencia:

    edu.red

    Problema 2: Determine la función de transferencia del filtro mostrado a continuación

    Considere edu.red

    edu.red

    Respuesta:

    edu.red

    edu.red

    edu.rededu.rededu.red

    edu.rededu.red edu.red Si se sustituye la ecuación x.x. en la ecuación x.x. se obtiene

    edu.red Al reemplazar el término Vb por la expresión en la ecuación x.x, resulta:

    edu.red Finalmente, se obtiene la función de transferencia

    edu.red

    Osciladores

    Problemas Resueltos: Problema 1: Para el oscilador mostrado en la figura x.x , determinar la frecuencia de oscilación en función de R y C. Indicar la relación entre R y Rf para que se cumpla el criterio de Barkhausen.

    edu.red

    Respuesta: edu.rededu.red

    Paso 1: Determinar edu.red

    edu.red

    edu.red Retroalimentación Paralelo-Paralelo

    edu.rededu.red

    Paso 2: Determinar edu.red Retroalimentación Paralelo/Paralelo

    edu.red

    edu.red

    edu.red

    edu.red

    edu.red edu.red

    edu.red

    edu.red

    Paso 3: Determinar T(s)

    edu.red

    Paso 4: Determinar edu.red a) Parte Imaginaria se iguala a cero

    edu.red

    edu.red b) Definir Criterio de Barkhausen. edu.red

    edu.red

    edu.red

    edu.red

    Problema 2: Para el oscilador de la figura 2(b) se tiene edu.rededu.redy edu.red

    Determinar la frecuencia de oscilación en función de R y C y la relación entre edu.redy edu.redpara que se cumpla el criterio de Barkhausen.

    edu.red

    Respuesta: edu.rededu.red

    Paso 1: Determinar edu.red

    edu.red

    edu.red Retroalimentación Paralelo-Paralelo

    edu.rededu.red

    Paso 2: Determinar edu.red Retroalimentación Paralelo/Paralelo

    edu.red

    edu.red

    edu.red

    edu.red

    edu.red

    edu.red

    edu.red

    edu.red

    Paso 3: Determinar T(s)

    edu.red

    edu.red

    Paso 4: Determinar edu.red a) Parte Imaginaria se iguala a cero

    edu.red

    edu.red b) Definir Criterio de Barkhausen. edu.red

    edu.red

    edu.red

    edu.red

    Problema 3: Determinar la frecuencia de oscilación y la relación edu.redque cumpla el criterio de Barkhausen

    edu.red

    Respuesta: edu.rededu.red edu.rededu.red

    Paso 1: Determinar edu.red

    edu.red Retroalimentación Serie-Paralelo

    edu.red edu.red

    Paso 2: Determinar edu.red

    edu.red Retroalimentación Serie-Paralelo

    edu.red

    Paso 3: Determinar T(s)

    edu.red

    edu.red

    edu.red

    edu.red

    Paso 4: Determinar edu.red a) Parte Imaginaria se iguala a cero

    edu.red

    edu.red b) Definir Criterio de Barkhausen. edu.red

    edu.red

    edu.red

    edu.red

    edu.red

    edu.red

    edu.red

    Problema 4: Determinar la frecuencia de oscilación y la relación edu.redque cumpla el criterio de Barkhausen

    Respuesta: edu.rededu.red edu.rededu.red

    Paso 1: Determinar edu.red

    edu.red Retroalimentación Serie-Paralelo edu.red edu.red

    Paso 2: Determinar edu.red

    edu.red Retroalimentación Serie-Paralelo edu.red

    Paso 3: Determinar T(s)

    edu.red

    edu.red

    edu.red

    Paso 4: Determinar edu.red a) Parte Imaginaria se iguala a cero

    edu.red

    edu.red b) Definir Criterio de Barkhausen. edu.red

    edu.red

    edu.red

    edu.red

    edu.red

    Problema 5: Determinar la frecuencia de oscilación y la relación edu.redque cumpla el criterio de Barkhausen

    Respuesta: edu.rededu.red

    Paso 1: Determinar edu.red

    edu.red Configuración Paralelo-Paralelo

    edu.red edu.red

    Paso 2: Determinar edu.red

    edu.red Configuración Paralelo-Paralelo

    edu.red

    Paso 3: Determinar T(s)

    edu.red

    edu.red

    edu.red

    a) Parte Imaginaria se iguala a cero

    edu.red

    edu.red b) Definir Criterio de Barkhausen. edu.red

    edu.red

    edu.red

    edu.red

    edu.red

    Problema 6: En el circuito los voltajes de saturación del comparador son + 10V

    a) Hallar Rx tal que la frecuencia de oscilación sea 500Hz cuando el potenciómetro está conectado en el punto A

    b) Usando los resultados del punto (a), determinar la frecuencia de oscilación cuando se conecta el potenciómetro en el punto B.

    edu.red

    edu.red

    Respuesta: a) edu.red edu.red edu.red

    edu.red

    edu.red b) edu.red

    edu.red

    edu.red

     

     

    Autor:

    Pablo Turmero