210615 art cybe simulação de impedancias
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Universidade Federal de Campina GrandeCentro de Engenharia Elétrica e Informática
Departamento de Engenharia Elétrica Filtros Elétricos
Turma 1 – 2015.1
Simulação de Impedância
Aluno: Arthur Luiz Alves de Araujo (110210231) Cybelle Belem Gonçalves (109210174)
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Sumário• Introdução• Giradores ou Conversor Geral de Impedância (GIC) Antoniou• Simulador de indutância com giradores• Resistência negativa dependente da frequência• Capacitor com giradores
• Resistor de Realimentação de valor elevado• Conversor de impedância negativa (NIC)• Conversor de impedância RIORDAN
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Introdução• Busca de valores elevados de resistência, apesar de ser barato
pode não ter no laboratório • Necessidade de valores elevados de indutância e dificuldade
em encontrar valores comerciais• Diminuir o efeito da impedância de saída da fonte colocando
resistores negativos
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Giradores• Os principais circuitos simuladores de impedância são os
giradores• A impedância de circuito aberto de um girador ideal sem carga
é dado por:Z11 = Z22 = 0, Z12 = -r, Z21 = r
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Giradores• A matriz de admitância em curto circuito é dada por:
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Giradores• Sabendo que a impedância de entrada é dada por• , em que é a carga • • Assim temos uma impedância de entrada com r²C Henry
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Giradores
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Conversor de Impedância Generalizado (GIC)
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Conversor de Impedância Generalizado (GIC)
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Conversor de Impedância Generalizado (GIC)• Para simular uma indutância, faz-se:
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Girador de Riordan• O circuito ativo do girador é um quadripolo, representado
por:
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Girador de Riordan• Circuito do girador proposto por Riordan
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Giradores• Analisando o nó A:
• Para o nó B:
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Giradores• Analisando o nó C:
• A impedância de entradaresultante:
• Caso se faça Z2 como um capacitor C e o restante como resistores:
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Giradores• Esse circuito girador de Riordan permite a realização de um
indutor RC ativo aterrado • Para se obter indutores flutuantes é necessária a associação
de dois giradores. O quesito sensibilidade é relevante
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Resistor de Realimentação de Valor Elevado• Com este circuito é possível realizar um amplificador com
alto ganho com resistores de menor valor
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Resistor de Realimentação de Valor Elevado
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Resistor de Realimentação de Valor Elevado
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Conversor de Impedância Negativa (NIC)• Utilizado, por exemplo, para que a fonte geradora se comporte
quase idealmente
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Conversor de Impedância Negativa (NIC)
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Conversor de Impedância Negativa (NIC)• A estabilidade deste circuito, porém, depende de um
fator. Se analisado em DC, a posição das entradas positiva e negativa afetarão a estabilidade.• Se , a realimentação negativa em
DC será predominante e o terminal de saída ficará polarizado na região ativa• Se , a realimentação positiva
prevalece e o terminal de saída do amplificador ficará na região de saturação, impossibilitando seu uso• Uma representação do equivalente para a análise DC é
constituído do NIC associado a um resistor Rx que representa a resistência equivalente vista por ele
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Conversor de Impedância Negativa (NIC)• De acordo com a resistência Rx, deve-se trocar os
terminais negativo e positivo para garantir que a maior tensão em módulo esteja conectada ao terminal negativo
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Conversor de Impedância Negativa (NIC)• O valor crítico de Rx é calculado para quando temos
tensões iguais em ambos os terminais, e seu valor é igual ao módulo da resistência negativa implementada
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Conversor de Impedância Negativa (NIC)• Com essa configuração é possível implementar um
indutor negativo, utilizando um capacitor conectado à entrada positiva
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Conversor de Impedância Negativa (NIC)• E um capacitor negativo
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Conversor de Impedância Negativa (NIC)• E um capacitor negativo
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FDNR• Resistência Negativa Dependente da Frequência (FDNR)• Os circuitos anteriores para obtenção de impedância negativa
são ferramentas importantes caso se deseje eliminar as indutâncias utilizando FDNR
• Para a obtenção do circuito equivalente RC ativo, sem modificação da função de transferência de tensão, é obtida pelo escalonamento dos elementos por K/s
•
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FDNR• Com a multiplicação de cada elemento pelo fator de escala, o
resistor será representado por um capacitor, o indutor por um resistor e o capacitor pela resistência negativa dependente da frequência
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FDNR• O elemento FDNR é representado por pelo símbolo:
• E seu valor para s=jω:
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Conclusão•
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Universidade Federal de Campina GrandeCentro de Engenharia Elétrica e Informática
Departamento de Engenharia Elétrica Arquiteturas Avançadas para Computação
Turma 1 – 2015.1
Obrigado pela atenção!
Arthur Luiz Alves de Araujo Cybelle Belém Gonçalves