¿Cómo calcular los capacitores de entrada y salida de un amplificador de emisor común utilizando BJT?

0

Lo siento si la pregunta es estúpida, pero mi cabeza todavía es dura como un coco y estoy aprendiendo ...

Estoy tratando con este circuito que he calculado desde cero.

Estecircuitofuediseñadoparatener

  • Vc=4.5V
  • Ve=0.5V
  • Ic=10mA
  • Ib=44.44uA

AhoraestoytratandodecalcularC1yC2.

Ladocumentaciónsobreestoesvagayconflictiva,peroporloqueheinvestigado,calculeestoscondensadoresdeestamanera:

C1

Variosautoresdicenquecalcularestecapacitorigualalaimpedanciadeentradaenlafrecuenciadecorte.

Algunosautoresdicenquelafrecuenciadebeserlamásbaja,pordebajodelacual,quieroeliminardelaseñal.Algunosdicenquedebeserlafrecuenciamásaltaqueelamplificadordebeamplificar.Estoyconsiderandolaprimerahipótesis.

Laimpedanciadeentradadeestecircuito,encontréqueera

\ $ Z_ {IN} = R_1 \ // \ R_2 // \ (r _ {\ pi} + R_E) \ $

donde

\ $ r _ {\ pi} = \ frac {kT} {qi_B} = \ frac {26 mV} {i_B} \ $

Entonces, para iB = 44.44 uA, tenemos

\ $ r _ {\ pi} = \ frac {26 mV} {44.44 uA} \ approx 581.6746 \ $ Ω

Entonces,

\ $ \ frac {1} {Z_ {IN}} = \ frac {1} {R_1} + \ frac {1} {R_2} + \ frac {1} {r _ {\ pi} + R_E} \ $

\ $ Z_ {IN} = 268.82 \ $ Ω

Si la reactancia de C1 debe ser igual a ZIN a la frecuencia de corte, digamos 80Hz, entonces

\ $ C_1 = \ frac {1} {2 \ pi f Z_ {IN}} \ $

\ $ C_1 = 7.4 \ mu F \ $

C2

Para C2 tenemos el mismo cálculo, pero ahora la reactancia de C2 debe ser igual a la impedancia de carga (8 Ω) para los altavoces.

entonces,

\ $ C_2 = \ frac {1} {2 \ pi f Z_ {LOAD}} \ $

\ $ C_2 = \ frac {1} {2 \ pi (80) (8)} \ $

\ $ C_2 = 248 \ mu F \ $

¿Es esta la forma correcta de calcular estos condensadores?

    
pregunta SpaceDog

3 respuestas

1

Zin se incrementa en hFE * Re

Así que cambia a \ $ Z_ {IN} = R_1 \ // \ R_2 // \ (r _ {\ pi} + h_ {FE} * R_E) \ $

Dado que Zout = 450 ohmios, no puede conducir ninguna carga acoplada de CA < 450 ohmios. Por lo tanto, necesita reducir Zout a aproximadamente 1% a 5% de Rload = 8 o 80mOhms Por lo tanto, hFE = > 450 / 80m = 5626, que puede alcanzar fácilmente con un controlador Darlington y luego un par de CA a 8 ohmios o incluso 4 ohmios

Entonces C2 / C1 = Zin / Zload

Zin está más cerca de 500 ohmios y elige el punto de interrupción de HPF 2/3 * f (-3dB) para acercarse con efectos en cascada de -3dB en cada uno.

Pero como dije en los comentarios, un Amp DC de potencia Diff acoplado es mejor.

    
respondido por el Tony EE rocketscientist
1

Cuando la impedancia del capacitor es igual a la de una resistencia de carga, la ganancia del circuito es de 70.71%, es decir, una atenuación de 3 dB. Para la resistencia de carga esto significa: -

  • Las resistencias de polarización conectadas a los rieles de alimentación deben considerarse en paralelo
  • La resistencia equivalente de la corriente de base es paralela a las resistencias de polarización

Si desciende en frecuencia, la atenuación es mayor y si aumenta en frecuencia, la ganancia se aproxima a la unidad. Por lo tanto, establezca una frecuencia de corte en la que una atenuación de 3 dB no tenga consecuencias para el rendimiento que desea obtener.

  

Varios autores dicen que para calcular este capacitor es igual a la entrada   Impedancia en la frecuencia de corte.

Eso depende de lo que está tratando de lograr, pero jugaría de manera segura y lo configuraría a una frecuencia en la que la frecuencia de señal más baja difícilmente se atenúe y, en muchos casos, la atenuación de 3 dB podría considerarse demasiado.

  

Algunos autores dicen que la frecuencia debe ser la más baja, a continuación   Que, quiero eliminar de la señal. Algunos dicen que debe ser la frecuencia más alta que el amplificador debe amplificar.

Eso sería cierto para un filtro de paso bajo. El filtro en su pregunta es un filtro de paso alto.

    
respondido por el Andy aka
1

Sus cálculos no son tan malos. Ambos condensadores forman un filtro de paso alto. Entonces, deciden sobre la frecuencia más baja que puede amplificar su amplificador.

Y podemos encontrar la frecuencia de polos (frecuencia de esquina) para cada condensador por separado.

Todo lo que necesitamos es hacernos una pregunta simple: ¿Qué resistencia ve el capacitor?

El capacitor \ $ C_1 \ $ ve a \ $ R_ {IN} \ $ y \ $ R_ {sign} \ $ (resistencia de fuente de señal) en serie.

Y \ $ C_2 \ $ capacitor, por otro lado, ve Rc y RL en una serie.

Por lo tanto

$$ F_1 = \ frac {1} {2 \ pi C_1 \ left (R_1 || R_2 || \ right (r _ {\ pi} + (\ beta + 1 ) R_E))} $$ omití Rsig

$$ F_2 = \ frac {1} {2 \ pi C_2 (R_C + R_L)} $$

Por supuesto, no puede olvidar que en esta frecuencia de esquina, la ganancia de voltaje del circuito es 3dB por debajo de la ganancia máxima ( \ $ A_ {Vmax} \ approx \ frac {R_C || R_L} {R_E + r_e} \ $ ).

Y como ahora tiene efectivamente dos filtros de paso alto conectados en serie a esta frecuencia de esquina, la ganancia del circuito es 6dB por debajo del máximo.

Y la frecuencia de esquina de 3dB estará alrededor de \ $ 1.55 \ cdot F_C \ approx 1.55 \ cdot 80 \ textrm {Hz} \ approx 124 \ textrm {Hz} \ $

Por lo tanto, cuando selecciona la frecuencia más baja, le gustaría amplificar en su circuito. por lo tanto, tendrá que elegir un "margen de seguridad" cuando seleccione la frecuencia de esquina. Además, no olvide que el condensador electrolítico usado con mucha frecuencia en este tipo de filtro tendrá una tolerancia muy grande de +/- 20%, y perderá gran parte de su capacitancia inicial al envejecer (30% de pérdida de capacitancia o más), Pero cuanto más grande es la tapa, más grande es el costo del condensador.

Todo lo que quiero decir aquí es que - una solución adecuada no existe aquí, Diseñar como siempre es una compensación entre varios requisitos (a menudo conflictivos).

    
respondido por el G36

Lea otras preguntas en las etiquetas