Amplificadores de Potencia de RF

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Amplificadores de potncia de RFObjetivo:Amplificar sinais de RF em nveis suficientes para a sua transmisso (geralmente atravs de uma antena) com bom rendimento energtico.

PCCRg

= PRF/PCC

+VCCPe RF

RL

Pperd

UERJ - Circuitos de Comunicao

Amplificador de potncia de RF

PRF

Prof. Gil Pinheiro

Conceito de Classe de um amplificador transistorizado

Rg

+

Amplificador de potncia de RF iC

RL Q1iCt 0 2 0

iCt 2 0

iCt 2

conduo durante 2

Classe A:

conduo durante

Classe B:

conduo <

Classe C:

UERJ - Circuitos de Comunicao

Prof. Gil Pinheiro

Conceito de Classe de um amplificador transistorizado

Rg

+

Amplificador de potncia de RF iC

+vCE

RL

Q1

iCUERJ - Circuitos de Comunicao

vCE Classe D: Q1 trabalha em comutao Classe E: Q1 trabalha em comutao em tenso zerotControle

t

Prof. Gil Pinheiro

Tipos de amplificadores de potncia de RF

Rg

+VCC vg

Amplificador de potncia de RF

+ RL vs -

Amplificadores lineares: a forma de onda da tenso de sada vs proporcional entrada vg.

Amplificadores no lineares: a forma de onda da tenso desada vs no proporcional de entrada vg. Caso particular: tenso de sada vs proporcional a VCC.

UERJ - Circuitos de Comunicao

Prof. Gil Pinheiro

Amplificador Classe A com carga no circuito de polarizaoCircuito bsico

RLPolarizao

iC VCC

Rg

+ Q1 UERJ - Circuitos de Comunicao

+

vCE

Prof. Gil Pinheiro

RL

iC VCC

Amplificador Classe A com carga no circuito de polarizao VCC/RL iCEscolhemos um ponto de operao

+vCE

Q1

-

IB iC1t

vCEUERJ - Circuitos de Comunicao

PRF = ic12RL/2

VCC PCC = ic1VCCt

= PRF/PCC = ic1RL/(2VCC)

vCE1

Logo aumenta com iC1. Mas o aumento de iC1 limitado

Prof. Gil Pinheiro

RL

iC VCC

Amplificador Classe A com carga no circuito de polarizao VCC/RL iC Valor mximo de iC1

+vCE

Q1

-

iC1 = VCC/2RL t

IB vCE VCCUERJ - Circuitos de Comunicao

max = ic1RL/(2VCC) con iC1 = VCC/2RLLogo: max = 1/4 = 25%

t

vCE1 = VCC/2

25% um rendimento mximo muito baixo!

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Amplificador Classe A com polarizao por fonte de correnteCircuito bsico

Polarizao

IC+ -

VCC

Rg

+ Q1 RLUERJ - Circuitos de Comunicao

+

vCE

Prof. Gil Pinheiro

Amplificador Classe A com polarizao por fonte de correnteImplementao da fonte de corrente

+ IC iC + iL -

VCC

+VCC

iC

IC+ iL -

+vCE

RL Q1

+vCE

RLUERJ - Circuitos de Comunicao

Q1

-

-

A tenso na fonte de corrente deve ser conforme a figura

Prof. Gil Pinheiro

Amplificador Classe A com polarizao por fonte de correnteEscolha do ponto de operao para um valor de IC

+ IC iC + iL -

VCC

VCC/RL iCReta de carga CC

IB vCE VCCReta de carga CA com inclinao 1/RLUERJ - Circuitos de Comunicao

+vCE

RL

Q1

-

Esta a reta de carga CA com os maiores nveis de tenso e corrente e compatvel com tenso positiva na fonte de corrente

Prof. Gil Pinheiro

Amplificador Classe A com polarizao por fonte de corrente V /R iCCC L

+ IC iC vCE1 + -

VCC IC

Reta de carga CC

Reta de carga CA

IB vCE VCCt

iL

t

+vCE

RLvCE1 PRF = Ic2RL/2 PCC = IcVCC = IcRL/(2VCC)

Q1

-

Logo, cresce com IC, que est limitado a IC = VCC/2RL

UERJ - Circuitos de Comunicao

Prof. Gil Pinheiro

Amplificador Classe A com polarizao por fonte de corrente V /R iCCC L Reta de carga CA

+ IC iC vCE1 + -

VCC

ICt

IBReta de carga CC

iL

+vCE

RL

vCE VCCtUERJ - Circuitos de Comunicao

Q1

-

vCE1 = IcRL/(2VCC)

PRF = Ic2RL/2

PCC = IcVCC

Com IC = VCC/2RL, max = 1/4 = 25%.

O rendimento tambm baixo!

Prof. Gil Pinheiro

Amplificador Classe A com polarizao por resistncia de coletorCircuito bsico

Polarizao

RCiC + VCC

Rg

+ iL Q1 UERJ - Circuitos de Comunicao

+

vCE

RL

Prof. Gil Pinheiro

Amplificador Classe A com polarizao por resistncia de coletor VCC/RL iC

RCiC + VCC

IBiC1Reta de carga CC Ponto de operao

+ iLvCE

Q1

-

RL

vCEvCE1

VCCUERJ - Circuitos de Comunicao

Reta de carga CA com inclinao -(RC+RL)/(RLRC)

Como escolher RC para obter o rendimento mximo? Qual ser o rendimento mximo? No demonstrado aqui: Condio de rendimento mximo : RC = 2RL e max = 1/(6 + 4 2) = 8,57% ... Ainda mais baixo!

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Resumo dos amplificadores Classe A j vistosRLiC VCC

+ IC iC + iL -

VCCiC

RC+ VCC

+vCE

+ iL

+vCE

Q1

max = 25%

RLmax = 25%

vCE

Q1

-

RL

Q1

-

max = 8,57% A componente CA de iC circula na carga e na resistncia de polarizao. Na resistncia de polarizao se dissipa as componentes CC e CA.

A carga dissipa a componente continua.

A fonte de corrente dissipa a componente continua.

possvel conseguir que os elementos e circuitos de polarizao no dissipem energia CC ou CA?

UERJ - Circuitos de Comunicao

Toda a componente CA de iC circula na carga.

Toda a componente CA de iC circula na carga.

Prof. Gil Pinheiro

Amplificador Classe A com polarizao por bobina de choque no coletorCircuito bsico

LCHPolarizao

iCRg

+

-

VCC

+ iRLvCE

Q1

A bobina LCH deve apresentar uma impedncia muito maior que RL na freqncia de trabalho

UERJ - Circuitos de Comunicao

+

-

RL

Prof. Gil Pinheiro

Amplificador Classe A com polarizao por bobina de choque no coletorCircuito equivalente

LCHiC + VCC iC

LCH

RLVCC

+ iRLvCE

+ RLvCE

iRLUERJ - Circuitos de Comunicao

Q1

-

Q1

-

Em ambos casos: Toda a componente CA de iC circula na carga. Na bobina (indutor perfeito), no h dissipao de potncia.

Prof. Gil Pinheiro

Amplificador Classe A com polarizao por bobina de choque no coletorOutra possibilidade de implementao, com um grau de liberdade maior

Lm RLiC 1:n iC iRL vCE VCC

RLVCC

+vCE

iRL

+ Q1 -

RL = RL/n2 iRL = iRLn

como no caso anterior: Toda a componente CA de iC circula na carga (modificada pela relao de transformao do transformador). No transformador (ideal), no h dissipao de potncia.

UERJ - Circuitos de Comunicao

Q1

-

Prof. Gil Pinheiro

Amplificador Classe A com polarizao por bobina de choque no coletorCircuito em estudo

LCHiC

RLVCC

iC

Reta de carga CC

IB

+vCE

iRLUERJ - Circuitos de Comunicao

Q1

-

Reta de carga CA com inclinao -1/RL

VCC

vCE

Ponto de trabalho

Como se deve escolher o ponto de operao para obter o mximo rendimento possvel?

Prof. Gil Pinheiro

Amplificador Classe A com polarizao por bobina de choque no coletorLCHiC

RLVCC

iC

Reta de carga CC

IB

+vCE

iRL

Q1

-

Reta de carga CA com inclinao -1/RL

A componente CA no transistor a mesma que na carga

iC1

vCE VCCtUERJ - Circuitos de Comunicao

PRF = (ic1RL)2/(2RL) PCC = ic1VCC = PRF/PCC = ic1RL/(2VCC)

VCC+iC1RL

O mximo valor de ic1RL ic1RL = VCC e portanto max = 1/2 = 50%. O rendimento melhorou mas ainda baixo!

Prof. Gil Pinheiro

Amplificador Classe A com polarizao por bobina de choque no coletorSituao com mximo sinal que se pode operar

iCLCHiC

Reta de carga CC

RLVCC

2iC1

IB

+vCE

iRL

iC1=VCC/RL t

Q1

-

VCC

2VCC

Qual o rendimento quando o sinal no o mximo possvel?

t

UERJ - Circuitos de Comunicao

max = 50%.

vCE

Prof. Gil Pinheiro

Amplificador Classe A com polarizao por bobina de choque no coletorSituao com excurso do sinal abaixo do mximo

LCHiC

RLVCC

iC2VCC/RL

Reta de carga CC

IB

+vCE

iRL

iCInclin. -1/RL

Q1

t

vCE VCC 2VCC vCEtUERJ - Circuitos de Comunicao

PRF = (vCE)2/(2RL) PCC = VCC2/RL = PRF/PCC = 0,5(vCE/VCC)2

Prof. Gil Pinheiro

Amplificador Classe A com polarizao por bobina de choque no coletorCom transistores reais (no idealizados)

2VCC/RL

iC

Reta de carga CC

IB

(VCC-vCE sat)/RL

Inclin. -1/RL

vCE PRF = PCC = VCC(VCC-vCE sat)/RL = 0,5(VCC-vCE sat)/ VCCt

(VCC-vCE sat)2/(2RL)

vCE sat

VCC-vCE sat

UERJ - Circuitos de Comunicao

VCC

2VCC

Prof. Gil Pinheiro

Amplificador Classe A com polarizao por bobina de choque no coletorvce(mt, pt) vp Sinal modulado em amplitude vm 2VCC/RL

iC

Reta de carga CC

IB

vce(mt, pt) = vCE(mt)sen(pt) vCE(mt) = vp[1 + msen(mt)] m = vm/vp (mt) = (mt) = 0,5[ CE (mt)/VCC]2 0,5(vp/VCC)2[1 + msen(mt)]2 t

Inclin. -1/RL

vCEUERJ - Circuitos de Comunicao

v

VCC

2VCC

med = 0,5(vp/VCC)2[1 + m2/2] med max vp = VCC/2, m = 1 med max = 0,125[1 + 1/2] = 18,75%

Tambm muito baixo!

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Amplificador Classe B com um transistorCircuito bsico Circuito ressonante na freqncia de sinal de RF

LPolarizao

CVCC + VCC

iCRg

+ iRL Q1 -

+ UERJ - Circuitos de Comunicao

+

vCE RL iC180

vRL

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Amplificador Classe B com um transistor

LiC

CVCC + VCCEquivalente

LiC

+ iRL Q1 iC180

+ RL Q1

+ iRLvCE

vCE vRL

-

iC180UERJ - Circuitos de Comunicao

iC180

+

iC

L

iRL

-

C RL

vRL

+VCC

RL

vRL

C

Prof. Gil Pinheiro

Amplificador Classe B com um transistorCircuitos equivalentes

iCiCpico 180

iC

C L RL

+vRL

-

iCca180

iCpico(1-1/)

CiCca IC iC

+ RL UERJ - Circuitos de Comunicao

L

vRL

IC

iCpico/

No gera tenso na carga

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Amplificador Classe B com um transistorCircuitos equivalentes

iCca180

iCpico(1-1/)

=

iCca1

iCpico/2

iCca(t) iCca1 Harm.

+L

HarmnicosiRL(t)

Os harmnicos se curtocircuitam pelo condensador

C RL

+vRL

UERJ - Circuitos de Comunicao

iCca1 (t) = (iCpico/2)sen(t) vRL(t) = RLiRL(t) = -RLiCca1(t) vRL(t) = -RL(iCpico/2)sen(t)

iCca1 iCca1iCpico/2

iRL

+ -

RL

vRL

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Amplificador Classe B com um transistorRetas de carga, ponto de operao (esttico) e excurso do ponto de trabalhoChamamos vce a componente alternada de vCE. Ento:

vce(t) = vRL(t) = -RL(iCpico/2)sen(t) vce(t) = -(RL /2)iCpicosen(t) = -(RL /2)iC Ento:

LiC

CVCC + VCC

vCE = iCpicoRL/2

iC2VCC/RLInclinao -2/RL

Reta de carga CC

IB

+ iRL Q1 iC180

+ RLt

Ponto de Operao Inclinao 0

vCE

180

VCCt

vCE

UERJ - Circuitos de Comunicao

vCE vRL

iCpico

Prof. Gil Pinheiro

Amplificador Classe B com um transistorClculo do rendimento mximo possvel

LiC

C2VCC/RLVCC + VCC

iCInclinao -2/RL

Reta de carga CC

IB

+ iRL Q1 -

+ RL

iCpico iCpico/ tPonto de operaoInclinao 0

vCE vRL

vCEUERJ - Circuitos de Comunicao

180

VCCt

PRF = (vCE)2/(2RL) = (iCpicoRL)2/(8RL) PCC = VCCiCpico/ = PRF/PCC = iCpicoRL/(8VCC)

vCE

vCE = iCpicoRL/2

O valor mximo de iCpico iCpico max = 2VCC/RL e portanto: max = /4 = 78,5% Melhorou bastante!

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Amplificador Classe B com um transistorSituao com o mximo sinal que pode operar

LiC

CVCC + -

2VCC/RLVCC

iC

Reta de carga CC

IB

+ iRL Q1 -

+ RLUERJ - Circuitos de Comunicao

vCE vRL

vCEt180

max = /4 = 78,5%

VCCt

2VCC

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Amplificador Classe B com um transistorClculo da potncia mxima dissipada no transistor, PTr PRF = (iCpicoRL)2/(8RL) PCC = VCCiCpico/ PTr = PCC - PRF PTr = VCCiCpico/ - (iCpicoRL)2/(8RL) PTr possui um mximo em: iCpico PTmax = 4VCC/(RL) Deve-se notar que:

iC2VCC/RL

Reta de carga CC

IB

iCpico iCpico/ t

iCpico PTmax < iCpico max = 2VCC/RL PTrmax = 2VCC2/(2RL) A potncia mxima de RF :

180

VCCt

vCEUERJ - Circuitos de Comunicao

vCE

PRF max = (iCpico maxRL)2/(8RL) PRF max = VCC2/(2RL)Ento:

PTrmax = 4PRF max/2 = 0,405PRF max

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Amplificador Classe B com um transistorCom transistores reais (no idealizados)

2VCC/RL 2(VCC-vCE sat)/RL

iCInclinao -2/RL

Reta de carga CC

IB

vCEUERJ - Circuitos de Comunicao

t PRF = (VCC-vCE sat)2/(2RL) PCC = VCC2(VCC-vCE sat)/(RL) = (VCC-vCE sat)/(4VCC) = 0,785(VCC-vCE sat)/VCC

180

VCC VCC-vCE sat t

2VCC

vCE sat

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Amplificador Classe B com um transistorvp vm Sinal modulado em amplitude

iCvCE(mt) = vp[1 + msen(mt)] m = vm/vp PRF = [vCE(mt)]2/(2RL) PCC = VCCiCpico(mt)/ vCE(mt) = iCpico(mt)RL/2 PCC = VCC2vCE(mt)/(RL) )/(4V = PRF/PCC = vCE(mt)/( CC) )/( = 0,785vp[1 + msen(mt)]/VCC med = 0,785vp/VCC med max vp = VCC/2 med max = 39,26% t 2VCC/RL iCpico(mt) Inclinao -2/RL

Reta de carga CC

IB

Ponto de operao Inclinao 0

vCEUERJ - Circuitos de Comunicao

VCC

vCE(mt)

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Amplificador Classe B com dois transistoresCircuito bsico: Montagem em contrafase ou PushPull

Polarizao

Q1Rg

+ -

iC1

RL = RL/n2

vCE1 VCC

iRL

++ -

RL

+ UERJ - Circuitos de Comunicao

vRL

vCE2

Q2

iC2

1:1:n

Prof. Gil Pinheiro

+

-

Amplificador Classe B com dois transistoresCircuito bsico: Montagem em contrafase ou Push-Pull

iB1180

iB1

Q1

iRL

+ -

iC1

iC1180

vCE1 VCC

iRL

+vRL

vCE2 iC2180

iB2180

Q2

+

iB2

RL1:1:n

iC2

UERJ - Circuitos de Comunicao

Prof. Gil Pinheiro

-

Amplificador Classe B com dois transistoresCircuito bsico: Montagem em contrafase ou PushPull

iC1VCC/RLInclinao -1/RL

Reta de carga CC

IB1Ponto de Operao

iCpicoRL = RL/n2 iC1 iC1180

1:1:n iRL

t+vRL

vCE1 vCE2VCC

t iCpicoUERJ - Circuitos de Comunicao

+VCC

iC2

RLiC2 iRL

IB1VCC/RL

180

iC2

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Amplificador Classe B com dois transistoresClculo do rendimento mximo

PRF = iCpico2RL/2 PCC = 2VCCiCpico/ = iCpicoRL/(4VCC) = 0,785iCpicoRL/VCC Como: iCpico max = VCC/RL, ento: max = /4 = 78,5% Como no caso de um transistor

UERJ - Circuitos de Comunicao

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Amplificador Classe B com dois transistoresMximo sinal que se pode operar VCC/RLReta de carga CC

iC1

IB1 max = 78,5%Q1 + VCC iC1 iRL

Ponto de Operao

t

vCE1 vCE2+vRL

VCC

IB1 iC2VCC/RL

vCE2

RL1:1:n

Q2

iC2

UERJ - Circuitos de Comunicao

vCE1

Prof. Gil Pinheiro

t

+ + + +

-

Ganho dos amplificadores Classe A com bobina, Classe B com um transistor e Classe B com dois transistores2VCC/RL

iC1/RL

iC

IB

Para facilitar, calcula-se a Transresistncia vRL/iB Em todos os casos: vRL= VCC, iB = iC/ VCC/RL iC1

vCE

Classe A

VCC

2VCC

vRL/iB = RL 2VCC/RL

iC IB

iCvCE2 Classe B, 2 Trans. IB1 VCC

IB1

vCE1UERJ - Circuitos de Comunicao

i CvCE

iCiC2VCC/RL

Classe B, 1 Trans.

VCC

2VCC

vRL/iB = RL/2

vRL/iB = RLn

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Comparao entre amplificadores Classe A, Classe B com um transistor e Classe B com dos transistores

Amplificador Classe A Classe B, 1 transistor Classe B, 2 transistores

Rendimento mximo

Ganho de tenso

Impedncia de entrada

iCmax2VCC/RL 2VCC/RL VCC/RL

Banda Larga Estreita

50% 78,5% 78,5%

RL/rBE RL/(2rBE) RLn/rBE

Linear No linear Linear

LargaUERJ - Circuitos de Comunicao

rBE = resistncia dinmica da juno base-emissor RL = RL/n2

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Circuitos de polarizao em classes A e B +VCCPolarizao base do transistor

+VCC

R P D

LCH C base do transistorUERJ - Circuitos de Comunicao

iBClasse A

Sobra no caso do Push-Pull

VBE 0 Classe B

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Amplificadores Classe CO rendimento mximo terico pode ser maior que 78,5%? O que dever ser sacrificado? Circuito bsico

LPolarizao

C

Circuito ressonante

iCRg

VCC + -

VCC

+ iRL Q1iC< 180

+ UERJ - Circuitos de Comunicao

+

vCE RL

vRL

-

O circuito LC ressona livremente e repem a energia que transfere carga nos perodos de conduo do transistor.

Prof. Gil Pinheiro

Amplificadores Classe CComo conseguir um ngulo de conduo menor que 180 ?

iC iB

vg +vCE VB+vBEt

Rg

VB +vBE

+vg

iB

CComo conseguir proporcionalidade entre iB e vg?

t

UERJ - Circuitos de Comunicao

vBE rBE

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Amplificadores Classe CRelaes entre as variveis: vg = Vg picosen(t) Se (-C)/2 < t < (+C)/2, iB = Vg picosen(t) (VB + vBE) Rg+rBE

Se t < (-C)/2 o t > (+C)/2, iB = 0 C = 2arcos[(VB + vBE)/Vg pico] Para conseguir proporcionalidade entre iB e vg devem ser atendidos: - VB+vBE devem variar proporcionalmente com Vg pico. - C deve ser constante.

vgVB+vBE iBUERJ - Circuitos de Comunicao

t

C

t

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+ iB

VB

Amplificadores Classe C iC

Rg

CB RB

+ +vCE

Realizao prtica

+vg

vBE

-

vBE rBE vBE = vBE + iBrBE

VB = (Vg pico vBE)RB/(RB + Rg + rBE) VB + vBE = Vg picoRB/(RB + Rg + rBE) + vBE(Rg + rBE)/(RB + Rg + rBE) Se Vg picoRB >> vBE(Rg + rBE), ento: VB + vBE Vg picoRB/(RB + Rg + rBE) quer dizer, proporcionalidade Como: vg = VB + vBE + (Rg + rBE)iB vg >> vBE Ganho pequenoUERJ - Circuitos de Comunicao

Prof. Gil Pinheiro

Amplificadores Classe CComo:

LiC

CVCC + -

iB =VCC

Vg picosen(t) (VB + vBE) Rg+rBE

+ iRLvCE

+vRL

C = 2arcos[(VB + vBE)/Vg pico] Ento: iB = [sen(t) cos(C/2)] Vg pico/(Rg+rBE) Portanto: iC = [sen(t) cos(C/2)]Vg pico/(Rg+rBE)

-

-

RL

iC ICpicoc

O valor de pico vale: iCpico = [1 cos(C/2)]Vg pico/(Rg+rBE) De outro modo: sen(t) cos(C/2) iC = iCpico 1 cos(C/2)

UERJ - Circuitos de Comunicao

Prof. Gil Pinheiro

Amplificadores Classe CiC = iCpico sen(t) cos(C/2) 1 cos(C/2) iCpico sen(C/2) (C/2)cos(C/2) IC = 1 cos(C/2) iCpico C senC iCca1(t) = sen(t) 2 1 cos(C/2)

Componente CC: Comp. Fundamental:

Componentes harmnicasUERJ - Circuitos de Comunicao

O resto dos harmnicos se curtocircuitan pelo condensador

CIC iCca1 Harm. iC

+ RLvRL

L

-

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Amplificadores Classe CCircuito equivalente CA iCpico C senC iCca1(t) = sen(t) 2 1 cos(C/2) Portanto:

iCca1(t) t

iCca1(t)

+vRL

RL

-

vRL(t) = -RLiCca1(t) vce(t) = vRL(t) = -RLiCca1(t) iCpico C senC vce = -RL sen(t) 2 1 cos(C/2) Ento:

LiC

CUERJ - Circuitos de Comunicao

VCC + -

VCC

RL C senC vce = i sen(t) 2 1 cos(C/2) Cpico

+ iRL -

+ RL

vCE vRL

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Amplificadores Classe CRetas de carga, ponto de operao (esttico) e excurso do ponto de operaoComo:

vce = Ento:

RL C senC iCpicosen(t) 2 1 cos(C/2) RL C senC iCpico vCE = 2 1 cos(C/2) Logo:

iCReta de carga CA

Reta de carga CC

IBsendo:

vCE = RLiCpico

iCpicoInclin. -1/RL

RL C senC RL = 2 1 cos(C/2) UERJ - Circuitos de Comunicao

vCE0 VCC

vCE

Clculo de vCE0:

t

C

-C 2

vCE0 = VCC vCEcos(C/2)

vCEt

Valor da inclinao da reta de carga:

-1/[RL(1 cos(C/2)]

Prof. Gil Pinheiro

Amplificadores Classe CClculo do rendimento mximoPRF = (vCE)2/(2RL) = (iCpicoRL)2/(2RL) RL = RL 2 1 cos(C/2) C senC

iCInclinao -1/[RL(1 cos(C/2)]

IB

PCC = VCCIC IC = sen(C/2) (C/2)cos(C/2) [1 cos(C/2)] iCpico

iCpico IC tC vCE0 V CC -C 2

vCEUERJ - Circuitos de Comunicao

= PRF/PCC = PRF/PCC =

iCpicoRL[C senC]

vCEt

4VCC[sen(C/2) (C/2)cos(C/2)]

Logo aumenta com iCpico. Calculamos o valor mximo: iCpico max = vCE0 min/[RL(1 cos(C/2)] = [VCC(1 cos(C/2))]/[RL(1 cos(C/2)] iCpico max = VCC/RL

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Amplificadores Classe CClculo do rendimento mximoSubstituindo iCpico por iCpico max: max =max [%] 100 90 80 70 60 50 0 90 180 C [] 270 360

[C senC] 4[sen(C/2) (C/2)cos(C/2)]

Situao com o mximo sinal que se pode operar

iCiCpico maxInclinao -1/[RL(1 cos(C/2)]

Classe C(exemplif.)

IB

Classe B Classe A

IC tC

Incl. -1/RLUERJ - Circuitos de Comunicao

vCE0

VCC -C 2

2VCC

vCE

Rendimento mximo real: max real = (VCC - vCE sat)[C senC] 4VCC[sen(C/2) (C/2)cos(C/2)]

vCEt

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Amplificadores Classe CResumo de caractersticas:

Linearidade: Difcil, sacrificando o ganho. Rendimento mximo: Alto, 80-90 %. Ganho: Baixo. Impedncia de entrada: Muito no linear.UERJ - Circuitos de Comunicao

Corrente de coletor: Picos elevados e estreitos. Largura de banda: Pequena.

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Amplificadores Classe CModulador de amplitude

VCC = VCC+vtr

LiC iC

+ Q1 -

vCE RL

vRL

-

vRL

UERJ - Circuitos de Comunicao

+ CVCC VCC +

Amplificador de potncia de BF

vtr

vtr vCC vCC VCC

-

+

+

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-

Amplificadores Classe DCircuito bsico

+VCC iC1 iD1 D1 Q1 iC2 iLVCC/2

iL vRL A L

+

-

D2 Q2

vA

C vA

-

RLVCC/2 -VCC/2

vRL

-

UERJ - Circuitos de Comunicao

iD2

+

+

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Amplificadores Classe DAnlise

vRL +VCC iC1 vAVCC/2 -VCC/2

=

vRL

+

Harmnicos

iD1 D1

vRL = (VCC/2)4/ = 2VCC/ Logo, a tenso de sada proporcional a alimentao Pode usar-se como modulador de amplitude.

Q1 iC2

iL

VCC/2

A

iD2 D2

+vA

L C RL

+vRL

Q2

-

-

Menor freqncia de operao devido aos transistores trabalharem em comutao.

UERJ - Circuitos de Comunicao

+

-

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Amplificadores Classe D e amplificadores Classe E vA iL iLComutao forada dos diodos: deixam de conduzir quando os transistores comeam a conduzir.

Classe D

Classe E

vA

iL

vA

iC1 iC2

iC1 iD1 iC2

+VCC iC1 iD1 D1 Q1 iC2 iLVCC/2

A

iD2L C RL

+

-

iD2 D2

+vA

+vRL

Q2

-

-

Comutao natural dos diodos: deixam de conduzir quando se inverte a corrente de ressonncia.

UERJ - Circuitos de Comunicao

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Exemplo prtico de amplificador de potncia (obtido doARRL Handbook 2001)

Amplificador linear Classe B em Push-PullPush-Pull

Filtro passabaixosUERJ - Circuitos de Comunicao

Polarizao

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