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1. Considere uma secção biquadrática de Sallen and Key. Dimensione o respectivo...
2. Modifique o circuito anterior de modo a obter um filtro passa-alto equivalente ao da alínea
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Resol 1 teste_16-4-11

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  1. 1. VCC = 12 V RL vO iL Q1 -VCC = -12 V Q2 vI 2 3 7 4 6 R1 vB R2 Instituto Superior Técnico Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores Área Científica de Electrónica Electrónica II MEEC Número______________ Nome_____________________________________________ 1º teste 16/4/2011 Duração: 2 horas Sem consulta. Identifique todas as folhas do teste. Preencha a tabela relativa às perguntas de escolha múltipla. 1 2 3 4 5 a X X b c X X d X I No circuito da figura, ajustou-se R4, de modo a que o ponto de funcionamento em repouso (PFR) do transístor seja o mesmo quando se ligam os pontos B a A (B-A) ou B a C (B-C). Fig. 1 1- Quando se substitui o transístor T1 por um transístor com um valor de hFE maior a. A tensão VCE altera-se significativamente na situação B-A, mas não na B-C. b. A tensão VCE altera-se significativamente na situação B-C e mas não na B-A. c. A tensão VCE não sofre alterações significativas nem na situação B-A nem na B-C. d. A tensão VCE altera-se significativamente nas duas situações. 2- Quando se estabelece a ligação B-A, face aos resultados obtidos com a ligação B-C, a impedância de saída Zo fica a. Maior b. Menor c. Igual d. Nula A
  2. 2. 3- A impedância de entrada Zi medida no laboratório, depende de a. vi b. R1 c. R4 d. Nenhum destes 4- No andar de saída, com a realimentação ilustrada na Fig. 1 face à outra realimentação testada, o crossover é a. Maior nesta topologia (Fig. 1). b. Não existe nenhum crossover com a outra topologia. c. Menor nesta topologia (Fig.1). d. Igual para as duas realimentações testadas. 5- No andar de saída com a topologia ilustrada na Fig. 1, com vi= 0 a. O estado dos transistores depende da malha β. b. Ambos os transistores estão ao corte. c. Um dos transistores está a conduzir e o outro ao corte. d. Ambos os transistores estão a conduzir.
  3. 3. Electrónica II MEEC 1º teste 16/4/2011 II Considere o amplificador da figura. O amplificador operacional é caracterizado pelos seguintes parâmetros: Gv0 = 104 (v+ -v- ); Zid = 100kΩ; Zo = 100Ω Figura 1 - Amplificador realimentado 1. Identifique a topologia de realimentação e indique qual é o tipo de ganho estabilizado. Desenhe o circuito de modo a identificar o amplificador básico, a malha de realimentação e o amplificador realimentado. Amostra tensão, compara corrente topologia paralelo.paralelo Ganho estabilizado: vo/ii transimpedância 2. Determine, justificando as aproximações que efectuar, a ganhos A, β e Af. R1 RL R2 A v1 R1 voii 2 22 2 21 2 12 2 11 1111 R y R y R y R y =−=−== ββββ oL A o vo A id A ZR yy z G y ZR y 11 0 11 222112 1 11 +===+= β -0.0001S21 == ββ y
  4. 4. ( ) ( ) ββ β β β 11112222 1212 2222 1212 11 yy i yy yy yy vyyv A Ai A A A AiAAo ++ +−= + +−= ′ ′′ ( ) Ω+= + × + +−===′ ′ ′ 06-8.12E 11 11112222 1212 ββ β yyyy yy i v A AA A Ai Ao Ω= ′+ ′ = -9987.6942 1 βA A Af 3. Determine a impedância Zi do amplificador realimentado (assinalada na figura 2). ββ β A yy A Z Z AAi if ′+ + = ′+ = ′ 1 1 1 1111 1 111 RZZ ifi −= 4. Considere que o amplificador operacional apresenta três pólos nas frequências 1, 10 e 100 MHz. Desenhe o diagrama de Bode (ganho e fase) do ganho de retorno, T(s), e analise a estabilidade do amplificador. No caso de este ser instável, diga como poderia compensar o amplificador através de um pólo dominante, de modo a torná-lo estável com uma margem de fase de 45º, indicando a frequência do pólo. Se não resolveu 2, considere A = 140 dB e β = -80 dB . T = 811.6 = 58 dB Para T = 60 dB º45)180(225 −=−−−=Mφ Com mais um pólo numa frequência muito mais baixa, em 1 MHz a fase será -135º (margem de fase de 45º). O pólo será 3 décadas atrás (60 dB a -20 dB/dec), ou seja 1 kHz. Φm
  5. 5. O resultado será. 5. Se pretender estabilizar um amplificador idêntico ao da figura para qualquer valor de β, qual deve ser a frequência do pólo? Para estabilizar para qualquer valor de β, terá de estabilizar para o maior valor β = 1 ou β = 0 dB. Então T = 140 dB. O pólo estará 7 décadas antes de 1 MHz (0,1 Hz)
  6. 6. Electrónica II MEEC 1º teste 16/4/2011 III 1. Considere uma secção biquadrática de Sallen and Key. Dimensione o respectivo circuito de forma a realizar um filtro passa-baixo de 2ª ordem normalizado de Butterworth com ondulação na banda de passagem Ap = 3 dB. Passa-baixo, 2ª ordem, 3 dB normalizado 12 1 2 3 ++ = ssV V i o ( ) 4332154321 31 1)()( YYkYYYYYYYY YkY V V i o −++++++ = 5544 3 32 1 1 1 0 1 sCYsCY R YY R Y ===== Dimensionamento: CCCRR ==== 5421 R ( ) ( ) s R C k R sCsC RR R k sC R k RR sCsC RR R k V V i o −++++ = −++++ = 1 1 ) 11 ( 1 1 1 11 ) 11 ( 1 2 22 22 2 22 13 1 CR s RC k s CR k V V i o + − + == F k CkR CR µ10 100 1 1001 1 22 ==⇒Ω== 59.141,1323 3 =−=⇒=−= − kk RC k Ω→×−⇒=− kkk 56100)1(59,0159,1
  7. 7. 2. Modifique o circuito anterior de modo a obter um filtro passa-alto equivalente ao da alínea anterior mas com frequência de corte ωc. Para passar de passa-baixo para passa-alto, trocam-se as resistências com os condensadores. Para mudar a frequência para basta altera o valor do condensador c C C ω → Para mudar a frequência, faz-se a mudança de variável c s s ω → 2 2 2 2 2 22 2 22 13 1 13 1       + − +       = + − +      = c c c cc i o C R s C R k s C R k CR s RC ks CR k V V ωω ω ωω 3. Modifique o filtro passa-baixo, inicialmente dimensionado, de modo a ter um ganho de -6dB na banda de passagem. (a) dB i o G V V = (b) (c) ?= i o V V (c) idêntico a (a) dBdB i o dB i o GdBG V V G V V +−=+=⇒= 6 2 1 log*20 2 10

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