10.6: Ejercicios

Análisis

énfasis

1. Convierta las siguientes ganancias de potencia en forma de dB:

a) 10

b) 80

c) 500

d) 1

e) 0.2

f) 0.03.

2. Convierta las siguientes ganancias de potencia en dB en forma ordinaria:

a) 0 dB

b) 12 dB

c) 33.1 dB

d) 0.2 dB

e) −5.4 dB

f) −20 dB.

3. Un amplificador tiene una señal de entrada de 1 mW, y produce una salida de 2 W. ¿Cuál es la ganancia de potencia en dB?

4. Un amplificador de potencia Hi-Fi tiene una salida máxima de 50 W y una ganancia de potencia de 19 dB. ¿Cuál es la potencia máxima de la señal de entrada?

5. Un amplificador con una ganancia de potencia de 27 dB es impulsado por una fuente de 25 mW. Suponiendo que el amplificador no se recorta, ¿cuál es la señal de salida en vatios?

6. Convierta las siguientes ganancias de voltaje en forma de dB:

a) 10

b) 40

c) 250

d) 1

e) 0.5

f) 0.004

7. Convierta las siguientes ganancias de voltaje de dB en forma ordinaria:

a) 0.5 dB

b) 0 dB

c) 46 dB

d) 10.7 dB

e) −8 dB

f) −14.5 dB

8. Un preamplificador de guitarra tiene una ganancia de 44 dB. Si la señal de entrada es de 12 mV, ¿cuál es la señal de salida?

9. Un amplificador de video tiene una entrada de 140 mV y una salida de 1.2 V. ¿Cuál es la ganancia de voltaje en dB?

10. El preamplificador en una platina en particular puede emitir una señal máxima de 4 V. Si este amplificador tiene una ganancia de 18 dB, ¿cuál es la señal de entrada máxima?

11. Convierta las siguientes potencias en dBW:

a) 1 W

b) 23 W

c) 6.5 W

d) 0.2W

e) 2.3 mW

f) 1.2 kW

g) 0.045 mW

h) 0.3\(\mu\) W

i) 5.6E−18 W.

12. Repita el Problema 11 para unidades de dBm.

13. Repita el Problema 11 para unidades de dBF.

14. Convierta los siguientes voltajes en dBV:

a) 12.4 V

b) 1 V

c) 0.25 V

d) 1.414 V

e) 0.1 V

f) 10.6 kV

g) 13 mV

h) 2.78\(\mu\) V.

15. Un amplificador de potencia de dos etapas tiene ganancias de potencia de 12 dB y 16 dB. ¿Cuál es la ganancia total en dB y en forma ordinaria?

16. Si el amplificador del Problema 15 tiene una entrada de −18 dBW, ¿cuál es la salida final en dBW? en dBm? ¿en watts?

17. Haciendo referencia a la Figura 1.1, ¿cuáles son las salidas de las distintas etapas si la entrada se cambia a −4 dBm? a −34 dBw?

18. ¿Qué amplificador tiene la mayor potencia de salida?

a) 50 vatios

b) 18 dBW

c) 50 dBm.

19. ¿Qué amplificador tiene la mayor potencia de salida?

a) 200 mW

b) −10 dBW

c) 22 dBm.

20. Un amplificador de tres etapas tiene ganancias de voltaje de 20 dB, 5 dB y 12 dB respectivamente. ¿Cuál es la ganancia de voltaje total en dB y en forma ordinaria?

21. Si el circuito del Problema 20 tiene una tensión de entrada de −16 dBV, ¿cuáles son las salidas de las distintas etapas en dBV? ¿En voltios?

22. Repita el Problema 21 para una entrada de 12 mV.

23. ¿Qué amplificador produce el mayor voltaje de salida?

a) 15 V

b) 16 dBV

Énfasis en la trama de

24. Dada una red principal crítica a 3 kHz, ¿cuáles son los valores de ganancia y fase a 100 Hz, 3 kHz y 40 kHz?

25. Dada una red lag sintonizada a 700 kHz, ¿cuáles son los valores de ganancia y fase a 50 kHz, 700 kHz y 10 MHz? ¿Cuál es el tiempo de subida?

26. Un amplificador no inversor tiene una ganancia de voltaje de banda media de 18 dB y una sola red de retardo a 200 kHz. Cuáles son los valores de ganancia y fase a 30 kHz, 200 kHz y 1 MHz. ¿Cuál es el tiempo de subida?

27. Repita el Problema 26 para un amplificador inversor (−180 grados).

28. Dibuja la trama de Bode para el circuito del Problema 26.

29. Dibuja la trama de Bode para el circuito del Problema 27.

30. Un amplificador inversor (−180 grados) tiene una ganancia de banda media de 32 dB y una red de cable único crítico a 20 Hz (supongamos que la red de retraso\(f_c\) es lo suficientemente alta como para ignorarla para los cálculos de baja frecuencia). ¿Cuáles son los valores de ganancia y fase a 4 Hz, 20 Hz y 100 Hz?

31. Repita el Problema 29 con un amplificador no inversor.

32. Dibuja la trama de Bode para el circuito del Problema 30.

33. Dibuja la trama de Bode para el circuito del Problema 31.

34. Un amplificador no inversor utilizado para aplicaciones ultrasónicas tiene una ganancia de banda media de 41 dB, una red de retardo crítica a 250 kHz y una red principal crítica a 30 kHz. Dibuja su ganancia trama de Bode.

35. Encuentre la ganancia y la fase a 20 kHz, 100 kHz y 800 kHz para el circuito del Problema 34.

36. Si el circuito del Problema 34 tiene una segunda red de lag agregada a 300 kHz, ¿Cuáles son los nuevos valores de ganancia y fase a 20 kHz, 100 kHz y 800 kHz?

37. Dibuja la trama de Bode de ganancia para el circuito del Problema 36.

38. ¿Cuáles son los desplazamientos de fase máximos y mínimos en todo el espectro de frecuencias para el circuito del Problema 36?

39. Un amplificador de CC no inversor tiene una ganancia de banda media de 36 dB y redes de retardo a 100 kHz, 750 kHz y 1.2 MHz. Dibuja su ganancia trama de Bode.

40. ¿Cuáles son los desplazamientos de fase máximos y mínimos en todo el espectro de frecuencias para el circuito del Problema 39?

41. ¿Cuál es la tasa máxima de atenuación de alta frecuencia para el circuito del Problema 39 en dB/década?

42. Si un amplificador tiene dos redes de conductores, ¿cuál es la tasa máxima de atenuación de baja frecuencia en dB/octava?

Desafío

43. Le gustaría utilizar un voltímetro para tomar lecturas de dBm en un\(\Omega\) sistema 600. ¿Qué voltaje debería producir 0 dBm?

44. Suponiendo que se necesita aproximadamente un aumento de 8 dB en el nivel de presión sonora para producir un sonido que es subjetivamente “el doble de alto” para el oído humano, ¿puede un Hi-Fi que usa un amplificador de 100 W sonar el doble de alto que uno con un amplificador de 40 W (asumiendo los mismos altavoces)?

45. Los amplificadores de alta fidelidad a menudo se clasifican con un “factor de espacio libre” en dB. Esto indica cuánta potencia extra puede producir el amplificador por períodos cortos de tiempo, por encima y por encima de su clasificación nominal. ¿Cuál es la potencia de salida máxima de un amplificador de 250 W con espacio libre de 1.6 dB?

46. Si el amplificador del Problema 34 capta una señal extraña que es una onda sinusoidal −10 dBV a 15 kHz, ¿cuál es la salida?

47. Si el amplificador del Problema 39 capta una señal de interferencia de alta frecuencia a 30 MHz, ¿cuánto se atenúa sobre una señal normal? Si esta señal de entrada se mide a 2 dBV, ¿cuál debería ser la salida?

48. Si un amplificador tiene dos redes lag, y ambas son críticas a 2 MHz, ¿el resultante es\(f_2\) menor que, igual o mayor que 2 MHz?

49. Si un amplificador tiene dos redes de conductores, y ambas son críticas a 30 Hz, ¿el resultante es\(f_1\) menor, igual o mayor que 30 Hz?

Simulación

50. Utilice un simulador para trazar la respuesta de ganancia Bode del circuito en el Problema 39.

51. Utilice un simulador para trazar la respuesta de fase Bode del circuito en el Problema 34.

52. Utilice un programa de simulación para generar una gráfica Bode para una red de conductores compuesta por una\(\Omega\) resistencia de 1 k y un condensador de 100 nF.