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• Santiago Mejia

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Pre informe 2. Amplificador clase C. Santiago Mejía Oquendo [email protected] Carlos Miguel Acuña Perdomo [email protected] Universidad Del Quindío Resumen-En los requerimientos establecidos se solicita el diseño de un amplificador clase C el cual pueda operar en una frecuencia que se encuentra en un rango determinado de ≤ ≤ . Se establece el diseño partiendo de la frecuencia de operación para encontrar los valores de los elementos capacitivos e inductivos que conforman el circuito resonante, y mediante un análisis en el tiempo de la señal de entrada se implementa el circuito desplazador de nivel que garantiza que el ángulo de conducción para el transistor sea menos de noventa grados.

I.

Resultados de aprendizaje.

i. ii. iii. iv. v.

Realizar el diseño de un amplificador clase C que funcione en una frecuencia fija elegida en el rango de 30kHz a 150kHz con una carga de 10KΩ. Realizar la medición de los parámetros importantes del amplificador para un alto Q. La implementación del circuito puede apoyarse en el circuito de la figura 1 . Determinar la eficiencia de la transferencia de potencia para el circuito. Realizar la adaptación de una carga más pequeña del orden de 100Ω a 300Ω en lugar de la resistencia original de 10k Ω. Observar los efectos sobre el circuito.

II.

Análisis de Resultados

a) Diseño de amplificador Clase C:

VCC

L

C

CIRCUITO RESONANTE PARALELO

C2 C1

Q1

RL

R1

V1

CIRCUITO DESPLAZADOR DE NIVEL

Figura 1. Amplificador clase C Identificando el circuito desplazador de nivel y el circuito resonante en paralelo. Fuente autores Para llevar a cabo el diseño del amplificador es necesario asumir la frecuencia de operación de y mediante la siguiente expresión hallar los valores del circuito resonante en paralelo. =

= 70

,

1 2 √

Asumiendo el valor del inductor se tiene

=

2∗

1 ∗ 70 1

≈ 5! El circuito desplazador de nivel tiene que garantizar un valor de capacitor y de resistencia tal que " ≫ se garantiza mediante el siguiente análisis matemático de la siguiente expresión

$ %&

, esto

" = '$ ∗

$

≫

1

Asumiendo que el valor de " , debe ser diez veces mayor al inverso de la frecuencia de operación "( = 14.3,y tomando un valor de resistencia comercial para '$ = 100 Ω

10 ∗ 14.3,- = 100 Ω ∗ $

= $

Para efectos en la práctica se aproxima el valor de

$

10 ∗ 14.3,100 Ω ≈ 1.43! $

= 1.5! que es un valor comercial.

Figura 2. Amplificador clase C fijando los valores de diseño. Fuente autores

Para analizar el comportamiento del circuito diseñado se analiza el voltaje en el nodo “Q1(B)”, para verificar si la señal de entrada /01 = 2/234( , se encuentra desplazada y comprobar si los semiciclos positivos superan el voltaje de conducción del diodo.

Figura 3. Voltaje de salida para el circuito desplazador de nivel. Fuente autores

En la figura 3 se tiene una señal desplazada con un voltaje en el semiciclo positivo de aproximadamente 0.74V, lo que permite garantizar que el diodo conduzca y los pulsos de corriente amplificada en el colector llegan al circuito resonante. En el amplificador clase C sintonizado, el capacitor de entrada es el causante del desplazamiento negativo, por esta razón se tiene el comportamiento de la onda desplazada en la figura 3. La corriente en el colector se evidencia en la figura 4, la cual fluye en pulsos con una amplitud máxima de 13.2mA.

Figura 4. Corriente en el colector del circuito amplificador clase C. Fuente autores

Para la figura 5 se analiza el comportamiento en la frecuencia del amplificador clase C, se observa que tiene una alta selectividad, lo que establece un alto valor de la magnitud del factor de calidad, también se puede confirmar que la frecuencia es semejante al valor establecido en el diseño.

Figura 5. Análisis en la frecuencia de resonancia para el circuito amplificador clase C. Fuente autores

En la figura 6 se mide el voltaje del nodo” VOUT” con una tensión de salida de 5 67 = 15/89: , para un voltaje de entrada 59; = 2/89: , con esto se tiene una ganancia de voltaje aproximada de < ) y sumado a esto se aprovecha la expresión tomada de la fuente [1]: AB = AB =

/8CDE 2 2 ∗ 'B

15/ 2 ∗ 10 Ω

AB = 11.25 F Para la potencia suministrada por la fuente, se tiene en cuenta que la corriente máxima de los pulsos de la figura 4 son 13.2mA con esta apreciación se busca la corriente 0G4 0G4 = 0G4 =

H IJ

13.2