UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE CIENCIAS FISICAS Y MATEMATICAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA ELECTRONICA LABORATORIO N°4
TEMA: AMPLIFICADOR CLASE C CURSO: CIRCUITOS ELECTRONICOS II DOCENTE: ING.RAMIREZ CASTRO MANUEL INTEGRANTES:
TUÑOQUE EFFIO ARTURO BRAVO DAMIAN VICTOR SUCLUPE CHAVES FRESSIA HUAMAN RIVERA BENJAMIN GUILLERMO MONTERO JOSE PUICAN CASAS JOEL JACKELIN FARRO HERRERA
CICLO: 2012-I
Lambayeque, 30 de octubre del 2012
AMPLIFICADOR CLASE C I.
INTRODUCCION:
Los amplificadores de clase C son conceptualmente similares a los de clase B en que la etapa de salida ubica su punto de trabajo en un extremo de su recta de carga con corriente de polarización cero. Sin embargo, su estado de reposo (sin señal) se sitúa en la zona de saturación con alta corriente, o sea el otro extremo de la recta de carga. El amplificador clase "C" es exclusivo de “RF”. Utiliza como "carga" un circuito tanque. La característica principal de este amplificador es que el elemento activo conduce menos de 180º de una señal senoidal aplicada a su entrada. Es decir, que amplifica solo una porción de la señal. Su otra característica, no menos importante, es la de su alto rendimiento en potencia.
II.
CONOCIMIENTOS PREVIOS:
Los amplificadores de potencia por lo general emplean transistores BJT o MOSFET, que se comportan como fuentes de corriente controladas por tensión. Como bien se sabe estos dispositivos poseen un lapso en donde conducen, el cual lleva por nombre semi ángulo de conducción, y esta comprendido entre 0 y 180º, lo cual permite según la magnitud del semi ángulo determinar el tipo de amplificador, los cuales se clasifican como: * Clase A: para este tipo de amplificador el semi ángulo es de 180º, por lo que siempre el dispositivo esta conduciendo. * Clase B: el semi ángulo es igual a 90º, por lo tanto la conducción se genera la mitad del tiempo. * Clase C: en el clase C, se tiene un semi ángulo de conducción por debajo de 90º, por lo que el tiempo de conducción depende directamente de las características de sistema. En clase C, el valor de VBB es negativo, y como el transistor solo conduce para valores por encima de 0,7V (en el caso del silicio); el punto de conducción se genera cuando la diferencia entre el valor de la señal de entrada y el valor de VBB esta por encima del voltaje mínimo para la conducción, es por ello que se observa a la salida de un clase C, una señal con aspecto de rectificación. Estos diseños no poseen linealidad como los de clase A, por lo que su uso es limitado para FM o PM generalmente, a estos circuitos se les coloca un Filtro pasabanda o Tanque, que solo deje pasar a la salida la señal que se requiera; es un tipo de circuito que
posee la principal ventaja de generar altas ganancias de potencia, pero con la desventaja que la no linealidad produce un limitado uso.
III.
OBJETIVOS: OBJETIVOS GENERALES
1. Diseñar y construir un circuito amplificador clase C. 2. Analizar el espectro de la señal de salida del amplificador clase C. 3. Diseñar y ensamblar un circuito clase C sintonizado 4. Calcular el circuito tanque para sintonizar el amplificador clase C 5. Realizar el análisis en frecuencia de un amplificador clase C.
IV.
MATERIALES Y EQUIPOS:
• Osciloscopio • Multímetro • 1 generadores de funciones • Fuente de poder • Pinzas de punta • Pinzas de corte • 1 protoboard • 1 transistor BC547A ó BC547B ó BC547C • Una bobina • Banco de capacitores • Banco de resistencias
Osciloscopio Un osciloscopio es un instrumento de medición electrónico para la representación gráfica de señales eléctricas que pueden variar en el tiempo. Es muy usado en electrónica de señal, frecuentemente junto a un analizador de espectro. Presenta los valores de las señales eléctricas en forma de coordenadas en una pantalla, en la que normalmente el eje X (horizontal) representa tiempos y el eje Y (vertical) representa tensiones.
Generador de Señales Un Generador de señales o Funciones es un aparato electrónico que produce ondas senoidales, cuadradas y triangulares, además de crear señales TTL. Sus aplicaciones incluyen pruebas y calibración de sistemas de audio, ultrasónicos y servo.
Cable coaxial
generador de señale
Transistor de unión bipolar El transistor de unión bipolar (del inglés Bipolar Junction Transistor, o sus siglas BJT) es un dispositivo electrónico de estado sólido consistente en dos uniones PN muy cercanas entre sí, que permite controlar el paso de la corriente a través de sus terminales. La denominación de bipolar se debe a que la conducción tiene lugar gracias al desplazamiento de portadores de dos polaridades (huecos positivos y electrones negativos), y son de gran utilidad en gran número de aplicaciones; pero tienen ciertos inconvenientes, entre ellos su impedancia de entrada bastante baja.
Tipos de Transistor de Unión Bipolar NPN NPN es uno de los dos tipos de transistores bipolares, en los cuales las letras "N" y "P" se refieren a los portadores de carga mayoritarios dentro de las diferentes regiones del transistor. La mayoría de los transistores bipolares usados hoy en día son NPN, debido a que la movilidad del electrón es mayor que la movilidad de los "huecos" en los semiconductores, permitiendo mayores corrientes y velocidades de operación.
PNP El otro tipo de transistor de unión bipolar es el PNP con las letras "P" y "N" refiriéndose a las cargas mayoritarias dentro de las diferentes regiones del transistor. Pocos transistores usados hoy en día son PNP, debido a que el NPN brinda mucho mejor desempeño en la mayoría de las circunstancias. Los transistores PNP consisten en una capa de material semiconductor dopado N entre dos capas de material dopado P. Los transistores PNP son comúnmente operados con el colector a masa y el emisor conectado al terminal positivo de la fuente de alimentación a través de una carga eléctrica externa.
Multimetro Un multímetro, también denominado polímetro, es un instrumento eléctrico portátil para medir directamente magnitudes eléctricas activas como corrientes y potenciales (tensiones) o pasivas como resistencias, capacidades y otras. Las medidas pueden realizarse para corriente continua o alterna y en varios márgenes de medida cada una. Los hay analógicos y posteriormente se han introducido los digitales cuya función es la misma (con alguna variante añadida).
Fuente de alimentación Una fuente de alimentación es un dispositivo que convierte la tensión alterna de la red de suministro, en una o varias tensiones, prácticamente continuas, que alimentan los distintos circuitos del aparato electrónico al que se conecta (ordenador, televisor, impresora, router, etc.).
RESISTENCIAS Resistencia eléctrica es toda oposición que encuentra la corriente a su paso por un circuito eléctrico cerrado, atenuando o frenando el libre flujo de circulación de las cargas eléctricas o electrones.
CAPACITORES En electrónica, un condensador o capacitor es un dispositivo formado por dos conductores o armaduras, generalmente en forma de placas o láminas, separados por un material dieléctrico (siendo este utilizado en un condensador para disminuir el campo eléctrico, ya que actúa como aislante) o por el vacío, que, sometidos a una diferencia de potencial (d.d.p.) adquieren una determinada carga eléctrica.
V.
DISEÑO Y SIMULACION:
Armar el siguiente circuito en protoboard
Observar los valores del voltaje pico a pico (amplitud) de la onda de salida conforme se varié la frecuencia de entrada. Aquí tenemos la onda de entrada y salida similares con una frecuencia de entrada similar a la del circuito tanque de nuestro amplificador.
Vac 6V
frecuencia 1,3254 MHz
Vcc 12
Vpp 12
frec. entrada 1,326 1,49 1,5 1,51 1,52 1,53 1,54 1,55 1,56 1,57 1,58 1,59 1,6
FRECUENCIA OPTIMA
Frec. Salida 1,326 1,49 1,5 1,51 1,52 1,53 1,54 1,55 1,56 1,57 1,58 1,59 1,6
Vpp 12,05 37,75 41,42 45,07 48,58 51,66 53,84 54,66 53,61 50,32 44,38 36,72 34,99
Con ayuda de Excel hemos graficado la frecuencia de salida de nuestro amplificador.
Vpp SEGÚN SU FRECUENCIA 60
50
40 A I C N E U C E R F Y P P V
30
20
10
0
1
FRECUENCIAS 1.326 Vpp
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
1.49
1.5
1.51
1.52
1.53
1.54
1.55
1.56
1.57
1.58
1.59
1.6
12.05 37.75 41.42 45.07 48.58 51.66 53.84 54.66 53.61 50.32 44.38 36.72 34.99
Visualizamos la onda de entrada:
Visualizamos la onda de salida con la frecuencia de oscilación mas optima:
DISEÑO FISICO PROBADO EN EL LABORATORIO
VI.
OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES:
FRECUENCIA OPTIMA
VII.
frec. entrada 1,326 1,49 1,5 1,51 1,52 1,53 1,54 1,55 1,56 1,57 1,58 1,59 1,6
Frec. Salida 1,326 1,49 1,5 1,51 1,52 1,53 1,54 1,55 1,56 1,57 1,58 1,59 1,6
Vpp 12,05 37,75 41,42 45,07 48,58 51,66 53,84 54,66 53,61 50,32 44,38 36,72 34,99
Como observamos en la tabla; el Amplificador Clase C tiene una frecuencia optima a la que puede funcionar correctamente. Este Amplificador depende mucho de la frecuencia de resonancia que le proporciona el circuito Tanque. Por ende Varían los valores de acuerdo a como se hagan cambios en el inductor o capacitor del mismo. También hay un cambio de frecuencia en la salida, cambiando el condensador de la entrada del amplificador. Los condensadores para un correcto funcionamiento según el diseño están el orden de los pF y nF.
BIBLIOGRAFIA
