Respuesta En Frecuencia

Respuesta en Frecuencia de transistores.

La respuesta en frecuencia en los aplicadores establece el rango en el cual trabajará el sistema sin distorsionarla señal. Este se conoce como ancho de banda (BW, Band Width) y determina las frecuencias para las cuales se produce el proceso de aplicación. El valor de este parámetro depende de los dispositivos y de la configuración amplificadora. En los siguientes apartados, se describen las zonas de trabajo de un amplificador, se analiza la respuesta en frecuencia de configuraciones básicas y se plantea una metodología que permite determinar el ancho de banda para un amplificador multietapa.

. Respuesta en frecuencia y modelos

La respuesta en frecuencia de un amplificador tiene tres

Áreas:

• La región de baja frecuencia, descrita por la respuesta de un filtro pasa alto

• Una región independiente de la frecuencia (área central de la curva)

• La región de alta frecuencia, descrita por la respuesta de un filtro pasa bajos.

La región de baja frecuencia se caracteriza por una frecuencia de corte inferior fL (ó ω L), la región de alta frecuencia se describe a través de la frecuencia de corte supe-rior, fH (ó ω H). Se define ancho de banda como:

BW = fH − fL

Diagramas de Bode:

Diagrama de Bode o Respuesta de Frecuencia – es la variación causada, si alguna, en el nivel de la señal de salida cuando la frecuencia de la señal es cambiada o la manera en el cual el artefacto responde a cambios en la frecuencia de la señal. Las variaciones en la salida pueden ser: en la amplitud (la ganancia del amplificador es una función de la frecuencia) en el ángulo de fase (cambio en fase) de la salida relativo a la entrada La magnitud de la respuesta de frecuencia (diagrama de Bode) de un amplificador es representada en una gráfica que muestra la amplitud de la salida (ganancia de voltaje) vs. Frecuencia.

• Midband range – rango de frecuencia donde la ganancia es más o menos constante y la ganancia en este rango es llamada Am.

• Lower cutoff frequency (fL) – frecuencia baja por la cual la ganancia esigual a ( ) m m 2 2 A » 0.707A.

• Upper cutoff frequency (fH) – frecuencia alta por la cual la ganancia hadisminuido 0.707Am.

• Bandwidth o ancho de banda (BW) – diferencia entre el upper y lowercutoff frequencies:H L BW = f − f

• Half-power points – son aquellos puntos donde la ganancia es0.707Am.

• Half-power frequencies – son las frecuencias de corte (upper andlower) debido a que la potencia de salida del amplificador en lospuntos de corte (cutoff) es la mitad de la potencia de salida en el“midband range”.(at cutoff ) (midband ) P = 0.5P

• Resumiendo, a las frecuencia de corte se les llama: cutoff frecuency, break frequency, corner frequency, half-power frequency, and 3-dBfrequency.

A. Análisis en baja frecuencia

Para el análisis a baja frecuencia los capacitores Cπ y Cμ, se reemplazan por un circuito abierto, quedando sólo el efecto de los capacitores de baja frecuencia, de acuerdo a la Fig. 6.

Como fL depende de Cci, Cco y CE, la función de transferencia será de orden superior. Esto se podría simplificar suponiendo que fL sólo depende de una sola de las capacidades, considerando la otra mucho mayor, luego:

• FL dependerá sólo de CE, haciendo CCi y CCo un cortocircuito(CCo , CCi >> CE ).

• FL dependerá sólo de CCi y CCo si CE se reemplaza por un cortocircuito (CE >> CCo, CCi).

Así, la función de transferencia será de la forma

Análisis en Alta frecuencia

El análisis en alta frecuencia asi se resolverá:

. Distorsión de amplitud

Generalmente, las señales que pasan por un amplificador ac son señales complejas que contienen diferentes componentes de frecuencia en lugar de una sola frecuencia (pura).

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