27.4: Procedimiento

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27.4.1: Sesgo, Ganancia y Cumplimiento

1. Considere el circuito de la Figura 27.3.1 usando Vcc = 6 voltios, Vee = −6 voltios, R1 = 6.8 k\(\Omega\), R4 = 1 k\(\Omega\), R3 = 100\(\Omega\), Rload = 100\(\Omega\), Cin = 1\(\mu\) F y Cout = 100\(\mu\) F. R2 es una resistencia ajustable (pot o decena caja). Para una polarización adecuada, los emisores de los transistores de salida deben estar a 0 voltios CC. Para que esto sea cierto, debe haber un voltaje de Vcc − Vbe, o aproximadamente 5.3 voltios, a través de R4. Ignorando las corrientes de base, esto establece el\(I_{CQ}\) del transistor 1 que a su vez crea una caída de potencial a través de R3. A partir de esto se puede determinar el voltaje a través de R2. Conociendo el valor de R1 y el suministro total presentado, se puede usar la ley de Ohm o la regla del divisor de voltaje para calcular la configuración requerida para R2. Calcular el valor requerido para R2 y registrarlo en la Tabla 27.5.1.

2. Calcular la ganancia de la etapa del conductor. Para la carga de Q1, la resistencia dinámica de los diodos es lo suficientemente pequeña como para ignorarla. Además, supongamos que la ganancia de corriente de los transistores de salida es de aproximadamente 100. Recuerde, solo un transistor de salida está encendido en un momento dado. Se puede suponer que la ganancia de la etapa de clase B es unidad. Registrar la ganancia teórica del circuito en la Tabla 27.5.1.

3. Idealmente, la etapa de clase B producirá un cumplimiento de poco menos de 6 voltios pico. Puede ser menor que esto ya que la etapa del conductor podría acortarse antes. Calcule la línea de carga de CA para la etapa del controlador y determine su cumplimiento. Tenga en cuenta que habrá un efecto divisor de voltaje entre Re y la carga de Q1 lo que reducirá el cumplimiento de lo calculado a través de la línea de carga. Registrar el valor teórico de cumplimiento en la Tabla 27.5.1. Debe ser menor que la de la etapa de salida y por lo tanto representa el cumplimiento de todo el circuito.

4. Construir el circuito de la Figura 27.3.1 usando Vcc = 6 voltios, Vee = −6 voltios, R1 = 6.8 k\(\Omega\), R4 = 1 k\(\Omega\), R3=100\(\Omega\), Rload = 100\(\Omega\), Cin = 1\(\mu\) F y Cout = 100\(\mu\) F. Ajustar el bote o caja de década (R2) al valor calculado en la Tabla 27.5.1. Desconecte la fuente de señal e inspeccione el voltaje de CC en la carga. Ajuste R2 hasta que este voltaje llegue a 0 voltios. Registrar el valor resultante de R2 en la Tabla 27.5.1.

5. Conecte la fuente de señal y aplique un seno de 1 kHz a un pico de 200 milivoltios. Inspeccione los voltajes de carga y fuente con el osciloscopio y capture una imagen del par. A partir de estos voltajes se determina la ganancia del circuito y se registra en la Tabla 27.5.1.

6. Aumente el nivel de señal hasta que la salida comience a acortarse. Reducir el nivel hasta que la señal no esté distorsionada y registrar el voltaje de carga resultante como el cumplimiento experimental en la Tabla 27.5.1.

27.4.2: Formas de onda: Percepción y Producción Humanas

7. Baje la fuente de señal a aproximadamente 100 mV pico. Inserte el altavoz en serie con la resistencia de carga. Colocarlo accidentalmente en paralelo provocará un consumo excesivo de corriente y probablemente destruirá los transistores de salida (después de hacer un graznido particularmente fuerte e irritante). Poco a poco suba el nivel de la señal mientras monitorea el voltaje de carga con el osciloscopio. Escuche el cambio de sonido a medida que el amplificador comienza a cortarse. Describa este cambio en el Cuadro 27.5.2. Repita esto con las otras frecuencias indicadas.

8. Retire el altavoz y el generador de funciones. Vuelva a colocar el altavoz para que actúe como fuente de señal (es decir, en la posición original del generador). Ahora actuará como micrófono. Mientras examina el voltaje de carga, hable al altavoz y observe las formas de onda típicamente complejas. Intente mantener algunos sonidos de vocales diferentes a diferentes tonos y capture algunas de estas imágenes. Normalmente es difícil para los humanos vocalizar ondas sinusoidales puras, sin embargo, las formas de onda complejas se pueden descomponer matemáticamente en una combinación de ondas sinusoidales de diferentes frecuencias, amplitudes y fases. Como se trata de un amplificador lineal, se mantiene la superposición y, por lo tanto, si se puede determinar la respuesta del circuito a los senos individuales a diferentes frecuencias, entonces también se puede determinar la respuesta a ondas complejas como la voz humana y los instrumentos musicales.

27.4.3: Solución de problemas

9. Retire el altavoz y devuelva el generador al circuito. Considere cada una de las fallas individuales enumeradas en la Tabla 27.5.3 y estime las tensiones de carga CC y CA resultantes. Si el voltaje de CC se mueve mucho de cero, es probable que el voltaje de carga de CA esté muy distorsionado y no sea necesario intentar estimar un valor preciso. Introducir cada una de las fallas individuales en turno y medir y registrar los voltajes de carga en la Tabla 27.5.3.