Acoplamiento de amplificador de etapas múltiples

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Para mi proyecto final en mi curso de electrónica este semestre, necesito diseñar un amplificador con un conjunto específico de parámetros. Específicamente, debe tener una ganancia de 100, una variación de voltaje de al menos 10 voltios pico a pico, una resistencia de entrada de 75 kilo-Ohms o mayor y una resistencia de salida de 100 Ohms o menos. Después de diseñar un amplificador de emisor común con una ganancia de 100 y una variación de voltaje de al menos 10 voltios, calculé la resistencia de entrada y salida, y determiné que necesitaba búferes de fuente común / drenaje común para obtener la entrada y Resistencia de salida que necesito. Después de diseñar buffers que cumplen estos requisitos, los puse todos en MultiSim para la simulación. Cada etapa funcionó como se esperaba, así que las conecté todas juntas. Sin embargo, la ganancia del amplificador general fue mucho, mucho menor de lo esperado. Verifiqué el voltaje que sale en cada etapa y descubrí que la primera etapa, un amplificador de drenaje común MOSFET, estaba emitiendo una señal de 2 mV cuando se aplica una señal de 50 mV. Sin embargo, cuando lo separé del resto del circuito, comenzó a emitir una señal de 50 mV, según lo deseado. Las etapas están acopladas con condensadores para simplificar los cálculos de polarización de CC.

¿Hay alguna razón por la que un amplificador tenga una ganancia menor cuando está acoplado? ¿Qué puedo hacer para solucionarlo?

    
pregunta Sean

2 respuestas

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Sí. La impedancia de salida de una etapa fue demasiado alta en relación con la impedancia de imputación de la siguiente etapa. Para solucionar este problema, tenga en cuenta las impedancias de entrada y salida de cada etapa. Generalmente, cada etapa hace que la impedancia sea más baja y la impedancia de entrada de cada etapa es varias veces la impedancia de salida de la etapa que la alimenta.

    
respondido por el Olin Lathrop
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Por lo general, requerirá al menos 2 o 3 etapas para sus requisitos;

La primera etapa o el preamplificador deben estar allí para conectar la fuente de señal al sistema. También requiere una impedancia de entrada bastante alta. Si usa un bjt de emisor común sin que se haya pasado por alto el emisor, debería poder lograrlo. El emisor común con el emisor omitido no le dará el nivel de impedancia requerido. Sin embargo, no esperes una buena ganancia de esta etapa. También intente mantener la resistencia del colector pequeña en comparación con la impedancia de entrada de la siguiente etapa para que Rc no absorba gran parte del voltaje de salida.

La segunda etapa debe ser su etapa principal, que proporciona la mayor parte de la ganancia. Esto debería ser fácil y puede ser una configuración de emisor común con emisor desviado para alta ganancia. Puede utilizar acoplamiento directo si lo desea. Sin embargo, en el acoplamiento directo, el cambio de voltaje puede ser un problema. Entonces, para resolver esto, puede usar pnp en lugar de npn en esta etapa para dar una buena oscilación de voltaje. Nuevamente es su elección si desea utilizar un acoplamiento capacitivo o directo.

La etapa final será la etapa correspondiente. Esto debería ser esencialmente una configuración de seguidor de emisor. Le dará una ganancia de voltaje ligeramente menor a 1, una impedancia de entrada superior a 100k y una impedancia de salida muy pequeña.

Este esquema se ocupará de todos sus requisitos, a saber, alta impedancia de entrada, buena oscilación y baja impedancia de salida.

    
respondido por el Plutonium smuggler

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