Hola, soy nuevo en electrónica y me gustaría saber cómo medir experimentalmente la resistencia de entrada y salida de la siguiente configuración de emisor común. Tengo acceso a un voltímetro, generador de señal, fuente de alimentación y un osciloscopio también.
La medición de la impedancia de entrada / salida es poco más que calcular las resistencias en un divisor de voltaje. Considere las siguientes dos situaciones:
Es importante que todo el circuito no esté saturado, por lo que la tensión \ $ U_i \ $ es pequeña en relación con la tensión de alimentación. No debería haber distorsión. También es esencial que mida solo el componente de CA, por lo que en el caso de la impedancia de salida, realice las mediciones en el extremo derecho del condensador de salida.
Para la impedancia de salida, debe realizar dos mediciones a una frecuencia determinada. Para el audio, 1kHz es un buen comienzo, pero como dice Andy, es posible que esté interesado en la impedancia en varias frecuencias.
Con una amplitud de entrada conocida \ $ U_i \ $ haga dos mediciones:
\ $ (1) R_o = \ dfrac {\ Delta U_ {R_o}} {\ Delta I} \ $
\ $ (2) R_o = \ dfrac {U_i-U_o} {\ frac {U_i} {R_o + R_l}} \ $
\ $ (3) R_o = \ dfrac {R_o + R_l} {U_i} (U_i - U_0) \ $
\ $ (4) R_o = R_o + R_l - (R_o + R_l) \ dfrac {U_o} {U_i} \ $
\ $ (5) R_l = (R_o + R_l) \ dfrac {U_o} {U_i} \ $
\ $ (6) R_l (1- \ dfrac {U_o} {U_i}) = R_o \ dfrac {U_o} {U_i} \ $
\ $ (7) R_o = R_l (1- \ dfrac {U_o} {U_i}) \ dfrac {U_i} {U_o} \ $
Entonces, la fórmula resultante para calcular la impedancia de salida es:
\ $ (8) R_o = R_l (\ dfrac {U_i} {U_o} -1) \ $
El cálculo de la impedancia de salida sigue el mismo método que el cálculo de la impedancia de entrada, solo está calculando la otra resistencia en el divisor.
La impedancia de entrada es idéntica a \ $ R_l \ $ en (6) donde \ $ R_o \ $ es la impedancia de salida de su fuente de señal (opcionalmente aumentada por una resistencia de serie adicional. Por lo tanto:
\ $ R_l = R_ {amplificador, entrada}, U_o = U_ {amplificador, entrada}, U_i = U_ {generador, salida}, R_o = R_ {salida, generador} \ $
\ $ (6) R_l (1- \ dfrac {U_o} {U_i}) = R_o \ dfrac {U_o} {U_i} \ $
\ $ (9) R_ {amp, in} (1- \ dfrac {U_ {amp, in}} {U_ {generador, out}}) = R_ {generador, out} \ dfrac {U_ {amp, entrada}} {U_ {generador, out}} \ $
\ $ (10) R_ {amp, in} = R_ {generador, out} \ cdot \ dfrac {U_ {amp, in}} {U_ {generator, out}} \ cdot \ dfrac {1} {( 1- \ dfrac {U_ {amp, in}} {U_ {generator, out})} \ $
\ $ (11) R_ {amp, in} = R_ {generator, out} \ cdot \ dfrac {U_ {amp, in}} {U_ {generator, out} -U_ {amp, input}} \ $
La impedancia de entrada. Primero, elija en qué frecuencia está interesado. Si es audio, quizás 1kHz sea una buena frecuencia única para usar. Sin embargo, puede interesarle el rango de frecuencia de 10Hz a 100kHz y, si lo está, elija varios puntos para medir. Convencionalmente, los pasos logarítmicos se utilizan como: -
10Hz, 33Hz, 100Hz, 330Hz, 1kHz, 3.3kHz, 10kHz, 33kHz, 100kHz, pero se pueden usar pasos más ajustados según la precisión con la que se necesitan las cosas. Sin embargo, en términos generales, un amplificador simple (como lo ha mostrado en su circuito) estaría bien en esas frecuencias.
Medición: un voltímetro probablemente no sea lo suficientemente bueno a menos que sea un voltímetro RMS verdadero con un rango de frecuencia decente. Si puede acceder a uno de estos o a un osciloscopio, entonces esa es la manera de proceder. Conecte el alcance a la salida y busque la señal generada por V1 a través del amplificador. Asegúrese de que sea una onda sinusoidal y asegúrese de que se vea limpio. Si es necesario inyectar una señal más pequeña. Supongo que R1 en su circuito es una resistencia variable o una caja de resistencia de décadas porque sin una no se puede determinar la impedancia fácilmente.
Asegúrate de que R1 esté configurado en cero ohmios.
Una vez que tenga la señal en el osciloscopio, aumente R1 hasta que el nivel de señal se reduzca a la mitad en el alcance. El valor de R1 puede considerarse como la impedancia de entrada de su circuito. Para el circuito simple como el que ha mostrado, es razonable usar R1 como impedancia de entrada, pero en otros circuitos como los amplificadores de RF se requeriría un valor más detallado; uno que mide la impedancia compleja.
Para la impedancia de salida, debe cargar la salida y observo que ha extraído RL convenientemente. Esto debería ser una resistencia variable o una caja de resistencia de la década. Comience con RL en circuito abierto y observe la señal en el alcance. Comienza a bajar RL hasta que la señal del alcance reduzca en amplitud, esta es tu impedancia.
Nuevamente, agrego que estas son mediciones de impedancia simples y este método no necesariamente será adecuado para amplificadores de alta frecuencia o mediciones donde se requieren impedancias complejas. Es posible que este método no sea adecuado para sistemas de mayor potencia debido a la corriente de carga al medir la impedancia de salida.
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