Progetto di un amplificatore

[obiuan]

Scusa, ma se la Vce a riposo è di circa 6 V... 24 - 6 = 18

E i 9 sulla Re?

[banjoman]

?????? Scusa, ma stiamo parlando della stessa cosa?
Se tracci la retta di carico statica (trascuriamo per il momento quella dinamica), il punto di lavoro viene fissato approssimativamente (non sto facendo calcoli esatti, vado a spanne) a Vce = 6V e Ic = 5 mA. Dico bene?
Le c.d.t. dulle resistenze Rc e Re sono quelle che indichi tu, ma io parlo dello swing di tensione in uscita dovuto alla variazione della Vce che si sposta sulla retta di carico.
Se la Vce aumenta significa che la Ic sta diminuendo, e di conseguenza diminuiscono anche le cdt su Rc e Re... più precisamente la Vc (tensione di collettore) aumenta e la Ve (tensione di emettitore) diminuisce.

Poi va da se', la tensione in uscita la preleviamo sul collettore, quindi a noi in effetti interessa la Vc.
Però nel caso dinamico, si osserva come si sposta il punto di lavoro sulla retta dinamica, ed essendo il nostro circuito un emettitore comune, si ha Vc = Vce.

Forse in effetti non parlavamo della stessa cosa

[obiuan]

banjoman ho capito quello che dici, ci mancherebbe, speravo che dopo le varie volte che abbiamo avuto a che fare qui non avessi dubbi sul fatto che io sappia cosa sia una retta di carico :)

Nel procedimento siamo partiti dalla dimensione dell'ingresso e abbiamo ricavato Vre = 9,4V. Una volta fissata quella, non potevo più mettergli la Vce a 12V come sarebbe stato giusto partendo dalla maglia d'uscita. Il segnale di ingresso ha 0,2Vpp, si vuole guadagno 30, bastano 6Vpp di swing. Insomma...se ti leggi tutto il thread credo che capisci cosa sto cercando di fare...magari non sarai d'accordo dal punto di vista didattico, ma quella è questione di opinioni.

comunque, mi sa che con queste dissertazioni l'effetto di guida alla comprensione che volevo se ne è già andato, quindi lascio all'OP la scelta..vuoi la soluzione pronta e ti faccio i conti o continuiamo in questo modo?

[obiuan]

Poi va da se', la tensione in uscita la preleviamo sul collettore, quindi a noi in effetti interessa la Vc.
Però nel caso dinamico, si osserva come si sposta il punto di lavoro sulla retta dinamica, ed essendo il nostro circuito un emettitore comune, si ha Vc = Vce.

Scusa questa parte non l'avevo letta. In regime dinamico in questo caso non è Vc = Vce, perché è richiesto un guadagno fissato inizialmente pari a 30 poi portato a 68 per compensare l'attenuazione di ingresso.Se piazzi in parallelo alla Re una Ce che la cortocircuiti, il guadagno a quel punto lo decide il transistor (visto che Rl è fissata).

Con quella topologia, l'unico modo è calcolare una C che metta in parallelo alla Re l'impedenza corretta, oppure aggiungere una R in serie alla Ce e scegliere la capacità grande abbastanza (allora sì) da essere un corto a 100Khz.

[Andy85]

comunque, mi sa che con queste dissertazioni l'effetto di guida alla comprensione che volevo se ne è già andato, quindi lascio all'OP la scelta..vuoi la soluzione pronta e ti faccio i conti o continuiamo in questo modo?

puoi spiegarmi passo passo come fin ora? Essendo alle prime armi vorrei capire come si procede, oltre ad ottenere dei risultati validi.
Spero che la soluzione verso cui mi stai portando, non solo sia giusta, ma mi faccia comprendere il ragionamento da seguire

[banjoman]

Con quella topologia, l'unico modo è calcolare una C che metta in parallelo alla Re l'impedenza corretta, oppure aggiungere una R in serie alla Ce e scegliere la capacità grande abbastanza (allora sì) da essere un corto a 100Khz.

E' ovvio che io intendo un amplificatore a CE e quindi la Ce va scelta abbastanza grande da essere considerata un corto per tutta la banda di interesse. Dato che l'esercizio non specifica una freq di taglio inferiore, si calcola Ce per avere una reattanza trascurabile intorno alle decine di Hz (o anche sul centinaio di Hz).
La freq di taglio superiore è determinata dalle capacità parassite del BJT. Puo' essere superiore a 100 kHz di poco o di molto, per saperlo occorre fare due conticini. Potrebbe addirittura essere prossima o inferiore a 100KHz.
I 100Khz a mio avviso sono un modo per specificare che "l'amplificazione totale deve essere di almeno 30 fino a 100Khz". Se poi la frequenza di taglio superiore supera i 100KHz meglio. Ma anche no, a volte una banda eccessiva può essere controproducente e conviene tagliarla.

Calcolare invece, come dici tu, " una C che metta in parallelo alla Re l'impedenza corretta" significa a mio avviso complicarsi la vita a ogni costo.

A meno che chi ha scritto l'esercizio intendesse "l'amplificatore deve guadagnare 30 alla frequenza di 100 kHz. Quello che accade prima e dopo quella frequenza non mi interessa". Cosa a mio avviso assai poco realistica e pratica...

[obiuan]

A meno che chi ha scritto l'esercizio intendesse "l'amplificatore deve guadagnare 30 alla frequenza di 100 kHz. Quello che accade prima e dopo quella frequenza non mi interessa". Cosa a mio avviso assai poco realistica e pratica...

l'avevo interpretato così, visto che dice che il sensore in ingresso ha 0,2Vpp A 100khz. Che sia poco realistico concordo al 100%, ma del resto lol è anche fare il condizionamento di un sensore a Rout 100Kohm con un singolo BJT :P

[banjoman]

Secondo me sono i soliti esercizi del kaiser che propongono nelle scuole e nelle università, buttati li' alla bell'e meglio, che spesso non hanno nessun riscontro col mondo reale.
Di fatto, se proprio avessi un sensore che, per motivi suoi, genera un segnale di 100KHz e 200mV e non vari in frequenza ma almeno in ampiezza spero di sì, (altrimenti a cosa servirebbe un sensore del genere, che non varia ) allora proporrei di progettare un amplificatore a banda stretta per eliminare tutti gli eventuali disturbi al disotto e al disopra dei 100 kHz.
Inoltre non si parla di frequenza di taglio inferiore. Come dovrebbe regolarsi il povero progettista? Occorre un amplificatore in DC? Oppure deve amplificare solo in prossimità dei 100 kHz +/- qualcosa? Oppure l'ignoto redattore dell'esercizio voleva un amplificatore wideband con curva piatta fino a 100KHz minimo?

Oltretutto si presuppone che il povero progettista sappia anche come regolarsi col numero di stadi occorrenti. Una resistenza del sensore di 100KHohm non è banale, e occorre uno stadio di imgresso ad elevata impedenza, quindi non un CE. Quindi occorrerebbe almeno un inseguitore di emettitore (CC) e a seguire uno o più stadi che raggiungano il guadagno desiderato. Tutte cose che, porca di una pupazza (consentitemi il termine) dovrebbero essere ben spiegate agli allievi prima di proporre esercizi del genere, onde evitare che poi vengano a chiedere soccorso nei vari forum. Ma oramai ho capito che docenti che abbiano voglia di approfondire simili tematiche obsolete sono una razza in via di estinzione
Mah, che volete che vi dica...
Vi lascio tranquilli alle vostre dissertazioni e non vi disturbo più

[Andy85]

Rileggendo quanto da voi scritto, ho cercato di risolvere l'esercizio in maniera diversa, prendendo spunto dai vostri preziosi consigli. Spero di essere sulla buona strada.
Dato che la resistenza d'uscita del sensore è troppo elevata, vorrei inserire uno stadio CC per abbassarla (ho voluto abbassarla a 600ohm), seguito da uno stadio CE.

1) Per il dimensionamento del secondo stadio ho utilizzato la guida suggeritami, considerando una resistenza di ingresso di 600 ohm (e non più di 100Kohm).
http://www.electroyou.it/banjoman/wiki/calcolo-della-rete-di-polarizzazione-per-i-bjt
Per il calcolo della sola RC2, ho sfruttato il guadagno di 30 per risalire al valore.

2) Riguardo al primo stadio, la resistenza sull'emettitore del CC (RE1) l'ho calcolata invertendo la formula della resistenza di uscita di un CC. In particolare ho imposto la resistenza di uscita del primo stadio (ingresso del secondo) pari a 600 Ohm. Ho considerato come punto di lavoro, lo stesso del CE (Ic=5mA, Vce=6V)

Questo è lo schema del circuito:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Domande:
a) come progetto la rete di polarizzazione del CC? I calcoli da fare sono uguali a quelli fatti per il CE?
b) va bene questo tipo di approccio?

[banjoman]

Stai procedendo bene. I valori dei componenti sono più nella norma.
Se ne hai la possibilità, potresti sottoporre il circuito a simulazione con un qualche simulatore simil-SPICE per verificare cosa stai ottenendo. Puoi prendere spunto dal mio articolo, nella sezione ove tratto di SPICE.
Attenzione, usare SPICE per cambiare a occhio i valori per poi "vedere cosa succede" non è valido...
Sei sicuro che con soli 12V di alimentazione riesci ad ottenere l'amplificazione richiesta? Così a occhio mi sembra al "limite". Nel caso non basti usa una tensione più alta.
Ricordati che i guadagni calcolati con le formulette classiche non tengono conto del fatto se poi il circuito reale abbia uno swing in uscita sufficiente .