AMPLIFICADOR BANDA LARGA NA CONFIGURAÇÃO BASE COMUM

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Com os novos valores ajustados é necessário a simulação do novo circuito, conforme a figura abaixo:

[pic 35]

- Cálculo das frequências de corte superior FH:

[pic 36]

Extraindo do datasheet conforme o gráfico da polarização DC:

[pic 37]

[pic 38]

[pic 39]

Como demonstrado acima a frequência de corte superior está na ordem de dezenas de MHz. Para comprovar utiliza-se a ferramenta Ac Analysis do Multisim, ao qual irá visualizar a resposta em frequência do transistor. Primeiramente em uma frequência intermediária para determinar o ganho de tensão e a partir disto irá definir as frequências de corte inferior e superior a partir do ganho de tensão.

Com uma frequência intermediária de 20kHz o ganho de tensão estabiliza em 20.7 conforme a figura abaixo:

[pic 40]

Na função Cursor o valor de frequência (eixo x) e ganho (eixo y):

[pic 41]

Para determinar a frequência de corte inferior:

[pic 42]

Logo no valor do ganho de 14.19 a frequência de corte inferior se situa, a resposta em frequência seguido da função Cursor:

[pic 43]

[pic 44]

Como está dentro da faixa permitida na especificação do projeto, nosso circuito funcionou na simulação e também na prática na frequência intermediária e frequência de corte inferior em 195Hz.

Na resposta em frequência do gráfico acima, o transistor começa a atenuar a partir de 20MHz que condiz com os cálculos apresentados acima. Ao efetuar a montagem do circuito, devido a ruídos em cabos e outros fatores externos, obteve-se somente o ganho de tensão e frequência de corte inferior. A frequência de corte superior como comprovado nos cálculos iria somente decrescer o ganho na faixa de 20MHz, na montagem do circuito esta teve seu decréscimo de ganho a partir de 500kHz, um valor abaixo do proposto que foi de 2MHz, porém em simulação o corte é estável em 2MHz.

O circuito somente iria obter seu corte superior em 2MHz, se utilizar um método de engenharia para o mesmo efetuar o corte superior antes dos 20MHz. Para realizar o método fez-se o uso de um Filtro Passa-Baixa (FPB) RC. Logo o capacitor estará em paralelo com a carga, como a frequência e a capacitância são inversamente proporcionais, em baixas frequências, a reatância é alta fazendo com que o sinal de saída fique sobre a carga. Já em altas frequências o valor da reatância tende a zero, fazendo com que o sinal atenue esse é o princípio de funcionamento do filtro.

[pic 45]

[pic 46]

Com o filtro em paralelo com a carga, o R da fórmula apresentada anteriormente da frequência de corte é a resistência vista do capacitor que no caso é a resistência equivalente . Substituindo , facilmente obtém-se o valor do capacitor utilizado para o corte em 2MHz.[pic 47][pic 48]

[pic 49]

Na figura abaixo os cortes de 200Hz e 2MHz obtidos experimentalmente:

[pic 50]

Pode-se observar abaixo no bloco Cursor as frequências de corte no eixo x e seus respectivos ganhos no eixo y, como foi visto anteriormente.

[pic 51]

Porém na prática não foi possível utilizar esse artifício, pois o transistor BC547B cortou antes do projetado anteriormente.

Ao identificar o problema observou-se que possivelmente o corte superior teve uma atenuação acentuada devido o amplificador utilizar um sinal de intensidade baixa, e, com a pouca precisão de utilizar uma reta de carga aproximada para efetuar o projeto de Base Comum. Desta forma para elevar a frequência de corte superior faz-se necessário uma nova polarização DC e possivelmente iria modificar o valor de carga. No que implica em alterações do ganho do novo circuito e a alteração do corte inferior.

CONCLUSÃO

Ao realizar o projeto prático, concluímos que os resultados obtidos foram consideravelmente satisfatórios, ao realizar todos os cálculos, e ao fazer a montagem do circuito em simulação e em laboratório, vimos que, em simulação os resultados dos cálculos demonstraram-se totalmente fiéis ao que foi proposto, porém simuladores demonstram o mundo ideal com confiabilidade em componentes e equipamentos virtuais, ao qual o mesmo não acontece na prática. Efetuamos diversos ajustes para que o projeto demonstrasse resultados desejados e ao que anteriormente foi simulado. Facilmente conseguimos ajustar o amplificador para operar na região de ganho de tensão desejada e na frequência de corte inferior desejada, porém a frequência de corte superior devido aos equipamentos utilizados em bancada, e aos componentes utilizados, e outras possíveis variáveis, não conseguimos obter o resultado esperado em simulação, mesmo efetuando diversos ajustes de engenharia para que o mesmo pudesse entrar em uma região de tolerância. Contudo, este projeto de amplificador com configuração de base comum, foi de suma importância para o aprendizado de nossa graduação, visto que esta é a primeira experiência de amplificador banda larga utilizando configuração base comum que realizamos, assim tivemos oportunidade de ter muitas conclusões e muitas lições sobre este tipo de configuração, e podemos colocar em prática a aprendizagem teórica do modelo π-híbrido e banda larga. Agradecemos a oportunidade de efetuar este tipo de projeto na prática que no geral foi realizado com sucesso.

BIBLIOGRAFIA

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