Projeto de circuitos analógicos
Construa uma base prática em projeto analógico de baixa tensão: resolva redes CC, preveja respostas transitórias e em frequência, polarize transistores, projete amplificadores com realimentação e filtros e verifique um caminho de sinal de sensor com limites explícitos do modelo.
O que você vai aprender
- Calcular tensão, corrente, potência, efeito de carga e limites de componentes
- Resolver modelos CC por análise nodal e Thévenin e respostas temporais RC/RL
- Interpretar módulo e fase de fasores e diagramas de Bode de primeira ordem
- Estimar pontos de operação de diodos, BJTs e MOS com premissas declaradas
- Projetar realimentação com amplificadores operacionais e verificar excursão, largura de banda, slew rate e ruído
- Preparar uma tabela de conexões do esquema e verificar um amplificador e filtro de sensor de baixa tensão
Antes de começar
Os exercícios no navegador usam modelos educacionais; não compilam nem executam HDL. Para executar o código separadamente, siga o guia do Digital Design Studio para seu sistema operacional e entre na conta quando a operação exigir.
Instalação e primeiro uso ↗ · Downloads ↗Programa
- Tensão, corrente, potência e conservação
- Tensão é uma diferença, não um rótuloConceito
Escolha um nó de referência, converta unidades e calcule a tensão de um resistor.
- Corrente, potência e limites dos componentesConceito
Distinga fluxo de carga de fluxo de energia e verifique a dissipação do resistor.
- KCL e KVL tornam um circuito solucionávelConceito
Escreva equações consistentes de corrente e tensão para um divisor.
- Verificação: divisor com sinais consistentesVerificação
Verifique o modelo, o cálculo e a interpretação antes de continuar.
- Análise nodal, equivalentes e efeito de carga
- Resolva um nó conectado a várias fontesConceito
Transforme um desenho de circuito em uma equação nodal e confira as correntes dos ramos.
- Equivalentes de Thévenin preservam o comportamento da cargaConceito
Substitua uma rede linear de fontes por uma tensão de circuito aberto e uma resistência.
- O efeito de carga muda o que você medeConceito
Calcule o efeito de carga das entradas do medidor e do amplificador em vez de pressupor impedância infinita.
- Laboratório: preveja e simule um divisor com cargaPrática
Execute uma análise de ponto de operação CC e distinga a corrente da fonte da corrente de carga.
- Energia armazenada e resposta temporal
- Capacitores relacionam a variação de tensão à correnteConceito
Use capacitância, carga, energia e condições iniciais de forma consistente.
- Indutores relacionam a variação de corrente à tensãoConceito
Calcule uma constante de tempo RL e reconheça a continuidade da corrente.
- Degraus RC: valor inicial, valor final e constante de tempoConceito
Preveja carga, descarga e acomodação a partir da resistência vista por um capacitor.
- Verificação: carga do capacitor e acomodaçãoVerificação
Verifique o modelo, o cálculo e a interpretação antes de continuar.
- Fasores e resposta em frequência
- Fasores descrevem um regime permanente senoidalConceito
Use impedância complexa separando valor eficaz, pico e fase.
- Leia módulo e fase em um diagrama de BodeConceito
Calcule uma frequência de corte de primeira ordem, decibéis e frequências de teste significativas.
- Laboratório: conecte uma constante de tempo a um corte CAPrática
Use o mesmo circuito para análises transitórias e CA de pequenos sinais.
- Verificação: RMS e corte de um passa-baixasVerificação
Verifique o modelo, o cálculo e a interpretação antes de continuar.
- Diodos e pontos de operação de transistores
- Um modelo de diodo deve corresponder à perguntaConceito
Use uma aproximação de queda constante identificando seus limites.
- A polarização do BJT cria espaço para um pequeno sinalConceito
Estime um ponto de operação com degeneração de emissor e o ganho de pequenos sinais.
- Polarização de MOSFET e limites dos modelos de lei quadráticaConceito
Separe limiar, sobretensão, região de operação e ganho incremental.
- Verificação: polarização inconsistente de transistorVerificação
Verifique o modelo, o cálculo e a interpretação antes de continuar.
- Amplificadores operacionais e realimentação
- Realimentação negativa e condição de curto virtualConceito
Explique por que tensões de entrada semelhantes dependem de uma malha de realimentação funcionando.
- Um amplificador inversor usa um balanço de correntesConceito
Calcule ganho, resistência de entrada e saída com referência no meio da alimentação.
- Um estágio não inversor preserva a polaridade da entradaConceito
Projete um ganho em torno de uma referência e distinga um buffer de uma fonte de potência.
- Faixa de saída, largura de banda e slew rate são limites separadosConceito
Teste a margem CC e as exigências dinâmicas antes de confiar em um ganho ideal.
- Filtros e ruído
- Escolha passa-baixas ou passa-altas pelo nó de saídaConceito
Projete um filtro de primeira ordem considerando as resistências da fonte e da carga.
- Laboratório: separe amplificação de filtragemPrática
Simule um estágio didático de ganho mais um polo RC e declare o que o modelo omite.
- Ruído é um orçamento de erro dependente da largura de bandaConceito
Estime o ruído do resistor e combine contribuições independentes pela raiz da soma dos quadrados.
- Verificação: largura de banda de sinal e de ruídoVerificação
Verifique o modelo, o cálculo e a interpretação antes de continuar.
- Medição, preparação do esquema e projeto final de sensor
- Tolerância e incerteza de medição merecem orçamentos separadosConceito
Calcule extremos de corte e ganho antes de escolher uma faixa de aceitação.
- De uma tabela de conexões a um esquema confiávelConceito
Desenhe e confira um circuito de baixa tensão sem presumir um backend específico de editor.
- Laboratório final: amplificador e filtro de sensor de baixa tensãoPrática
Projete, simule e explique um caminho de sensor de ganho 11 com limites físicos explícitos.
- Verificação final: evidências e um limite do projeto finalVerificação
Verifique o modelo, o cálculo e a interpretação antes de continuar.