Indice de Trabajos

Actividad 5

5- Redacte las conclusiones finales del TP haciendo una síntesis sobre los resultados obtenidos en el mismo.


Observamos los diferentes comportamientos de los circuitos en clase B. Pudimos calcular la potencia total disipada por los transistores, y asi poder saber si era necesario la utilización de disipadores o no. Conocimos las diferentes configuraciones con el "par complementario" de transistores, con salida cuasi-complemtaria y tambien vimos el circuito simple de clase B (observamos sus características, polarización de los transistores, analisis de distorción armónica, respuesta en frecuencia del circuito, ect.). Con la última actividad, pudimos desarrollar una etapa amplificadora de clase b con una etapa de salida cuasi-complemetaria, para nuestro caso, lo hicimos con una PO = 5 W y un RL = 4 ohm, y comprobamos su funcionamiento mediante software.

Actividad 4

4- Realizar el proyecto completo de una etapa de potencia en simetría cuasi-complementaria de manera qe entregue.

Potencia de salida Po = 5 W

Sobre una carga RL = 8 Ohm

Incluya como documentación técnica la siguiente información:

a) Descripción del circuito.

b) Diseño teórico del amplificador.


A continuación dejo un link con el documento del desarrollo del circuito etapa por etapa


Documento de los cálculos de cada etapa del circuito

c) Calculo de disipación térmica de los transistores.

d) Diseño de la red Zobel.

e) Diseño de la red contra sobre intensidades.

f) Implementación final con valores comerciales y verificación de la polarización de todos los transistores.



C1 = 10 uF
C'= 100 uF
C = 1000 uF
C8 = 20 uF


R1 = 0,47 Ω
R2 = 0,47 Ω
R5 = 150 Ω
R6 = 220 Ω
R7 = 390 Ω
R8 = 27 k Ω
R9 = 127 k Ω
R10 = 47 k Ω
R11 = 100 k Ω
R12 = 15 Ω

g) Calculo final del rendimiento real del sistema.

h) Realizar una simulación del comportamiento del circuito con Multisim obteniendo en forma practica la polarización de todos los transistores, la sensibilidad, la respuesta en frecuencia en modulo y fase, la distorsión armónica y la potencia de salida.

Este es el circuito final, con todos sus componentes y sus valores, para una salida de 5 W con una carga de 8Ω.

Verificación de su potencia de salida.

Respuesta en frecuencia:

El circuito tiene un ancho de banda de aprox 500  Khz.




Analisis de Furier:


Tabla : 

El circuito tiene una THD = 0,72 %


Gráfico:

Verificacion de la polarizacion de los transistores:

Actividad 3

3- El circuito esquemático que muestra la figura es un amplificador de potencia de salida cuasi-complementaria.

Estudiaremos su comportamiento utilizando el programa Multisim y determinaremos:

a) Descripción del circuito, explicado detalladamente cada etapa.


Nos encontramos con un circuito amplificador con una salida cuasi-complementaria. Obtiene este nombre porque en su salida se utiliza una configuración Darlington para poder fabricar un transistor PNP de potencia (debido a que los fabricantes de transistores no realizan estos mismos, se debe emplear esta configuración).Básicamente, el circuito contiene una señal Vi inyectada a un AO "LM741", configurado de manera "no inversor", para de esta manera tener un nivel de tensión mayor en la entrada. Tanto el transistor T1 como el transistor T2 se encuentran para proteger a T5 y T6, respectivamente, de eventuales cortocircuitos que se pudieran producir en la salida del circuito. T3 y T5 provocan una configuración Darlington que "simularía" el transistor NPN, pero con una capacidad de ganancia mayor, y en el caso de T4 y T6 realizarían lo mismo para formar un transistor PNP de potencia. R18 y C5 formaría lo que se llama una red Zobel.

b) Medición del rendimiento de potencia de la etapa.

ŋ = 0,005


ŋ = 0,53 %

c) Cálculo de disipación térmica de los transistores y diseño de los disipadores.

Tenemos una Vcc de 38 v y una RL de 4 ohms.

PDmáx = 73,15 mW

PDmáx = 575 mW

De esta manera, nos damos cuenta de que no es necesario el uso de disipadores para los transistores.

d) Medición de la polarización y análisis grafico del punto de funcionamiento de los transistores.

Podemos observar la Icq y Vceq de cada transistor.

Para Q5 y Q6:

Q5:


Icq = 3,162 mA
Vceq = 37,85 v


Q6:


Icq = 2,48 mA
Vceq = 38,15 v

e) Análisis de la respuesta en frecuencia del sistema.

Tenemos un ancho de banda de 7,57 kHz aprox.

f) Análisis de la distorsión armónica.


Tabla de valores:

Tenemos un THD de 39,61 %


Gráfico:

Se lo graficó colocando un máximo de 20 armónicas.

g) Corriente máxima de cortocircuito.


Realizamos un cortocircuito en la salida, y verificamos la corriente Ie del transistor BD243B (esta sería la corriente de corto circuito). También cortocircuitamos la Vi. El valor de la corriente máxima de cortocircuito es de 3.163 mA.

Colocamos un pila de 200 mV en la entrada, y verificamos que la corriente de cortocircuito es la misma.

h) En función de los parámetros analizados confeccione una tabla de las especificaciones técnicas de la etapa.

En esta tabla podemos visualizar todas las características de este circuito.

Actividad 2

2- El siguiente circuito representa un amplificador de potencia en simetría complementaria, y al cual estudiaremos su comportamiento utilizando el programa Multisim.

 A continuación se dará una guía detallada del procedimiento de ensayo, como así también las mediciones que se deberán obtener.

 Dibuje el circuito de la figura teniendo en cuenta que el interruptor J1 esté abierto, la señal de entrada deberá ser senoidal con Vi=50mV y frecuencia 1000Hz, el potenciómetro de entrada puesto a mínimo (a masa) la tensión de la fuente de alimentación Vcc=0V

a) Cierre el interruptor comience a aumentar la tensión de alimentación hasta que los amperímetros indiquen una Ie de 220mA. Verifique que la tensión de alimentación en este caso debería ser Vcc=20v. 

Como se puede observar en la imagen, los amperímetros marcan 220 mA en la corriente del emisor.

b) Conecte un osciloscopio en RL y aumente el nivel de señal de entrada accionado la tecla de control sobre el pote de manera que a la salida haya máxima excursión de señal sin deformación. Atención si la señal de salida muestra evidencia de una distorsión de cruce, aumente poco a poco la tensión de alimentación Vcc hasta que desaparezca la distorsión.

Esta imagen evidencia la Vo que obtenemos en la salida del circuito. Esta señal se la obtuvo colocando el potenciómetro de salida al 60%, de esta manera se consiguió la máxima amplitud de señal posible, sin que halla error de simetría.

c) Determine los valores del punto de funcionamiento estático en todos los transistores.



Transistor "Q1":

Icq = 6.3mA

Vceq = 2.218V

Calculos de Q2 y Q3:

Q2:

 Icq = 13 nA
Vceq = 0,281 v

Q3 :

Icq = 5 nA
Vceq = 0,281 v

Debido que las Icq de todos los transistores, tiene un valor muy bajo, las consideramos como 0 A,

d) Calcule la disipación térmica de los transistores.

PL = 29 mW

PDmáx = 11,44 mW

Calculamos la potencia que pueden soportar los transistores:

PDmáx = 577 mW

No es necesario el uso de disipadores para esta aplicacion.

e) Realice la medición del rendimiento de potencia de la etapa.

ŋ = 0,02

ŋ = 2,06 %

f) Realice el análisis de la respuesta en frecuencia del sistema.

El ancho de banda total del circuito es de 307,07 Khz.

g) Realice el análisis de la distorsión armónica.


Gráfico:

Se realizó un gráfico con un máximo de 20 armónicas.


Tabla de valores:

h) Partiendo de las mediciones y cálculos de los parámetros determinados en el circuito elabore una tabla de todas las características técnicas de la etapa.

Estas son todas las especificaciones del circuito

Actividad 1

 Para el siguiente amplificador en simetría complementaria, sabiendo que la fuente de alimentación Vcc=50V. Vee=50V, y el resto de los componentes RG=600ohm, R1=10kohm, R2=47kohm, RL=8ohm, Q1=MDJ243, Q2=MJD253, D1=D2=1N4001, C1= 1uF.

Calcular:

a) La potencia de salida teniendo en cuenta que V1=18vp, F=1Khz.

PL = 12,25 W

Potencia medida en el circuito:

PL = 34,14 W

La potencia de salida entregada a la carga es de 12,25 Watts (calculada) y la medida es 34,14 W.

b) Máxima potencia disipada por los transistores.

Pdmáx = 63,32 W

La máxima potencia que pueden disipar ambos transistores es de 63,32 Watts.

c) Análisis en continua del circuito.

Ic = Vcc * Rc

Ic = 3,63 mA

Vce = Vcc - Ic Rc

Vce = 36,9 V

d) Potencia suministrada por la fuente.

Pcc = 55,7 W

La potencia total suministrada por la fuente es de 55,7 Watts.

e) Rendimiento teórico y real.

ŋ = 0,22 x 100

ŋ = 22 %

El rendimiento real de este circuito es del 22 %. El valor teórico máximo es de 78 % aprox.

Actividad 10

- Redacte las conclusiones finales del TP haciendo una síntesis sobre los resultados obtenidos en el mismo.

 Aprendimos a medir la distorsión armónica, (un factor importante en la calidad del amplificador) a utilizar la tabla de cálculo de los disipadores. Vimos como es la configuración de amplificador de clase A, y sus diferencias con el de clase B.
 Se pudieron observar los diversos comportamientos que tiene un amplificador con respecto a la disipación. Pudimos observar las diferencias entre poner o no un disipador.