16.4

Parâmetros Reais dos Transferidores

16.4.1 Erros de Transferência e Resistências de Entrada e de Saída

Na Figura 16.15 apresenta-se um modelo do transferidor de tensão e corrente mais consentâneo com a realidade.

Figura 16.15 Modelo eléctrico do transferidor de tensão e corrente

De acordo com este modelo, os três portos de acesso caracterizam-se pelos seguintes parâmetros:

(i) a resistência de entrada do porto-Y é finita, tipicamente alguns MW;

(ii) a resistência de saída da fonte de tensão controlada no porto-X não é nula, sendo tipicamente da ordem de algumas décimas a unidades de ohm;

(iii) a resistência de saída da fonte de corrente controlada no porto-Z não é infinita, sendo mesmo em alguns casos apenas algumas unidades de kW;

(iv) os coeficientes de transferência entre portos não são exactamente unitários, apresentando em geral erros que podem ascender a 1%.

Considere-se então na Figura 16.16 o exemplo de um circuito conversor de tensão em corrente cujo TTC se caracteriza pelo modelo não ideal apenas introduzido (Figura 16.16.b).

Figura 16.16 Conversor de tensão em corrente

De acordo com este pressuposto, a função de transferência do circuito é afectado por múltiplos erros, designadamente:

(i) um erro de acoplamento entre a fonte de sinal e o porto-Y;

(ii) um erro induzido pela resistência de saída do porto-X;

(iii) um erro induzido pelo divisor de corrente no porto-Z;

(iv) erros de transferência entre portos, nomeadamente entre o porto-Y e o porto-X, e entre este e o porto-Z.

Tendo em conta o esquema eléctrico representado na Figura 16.16.b, pode facilmente demonstrar-se que o cociente entre a corrente na carga e a tensão na entrada é

(16.33)

o qual naturalmente difere do valor ideal 1/R₁. Admitindo valores típicos para os parâmetros do transferidor, por exemplo R_iy=100 kW, R_ox=10 W, R_oz=1 MW e e_x=e_y=0.01, em conjunto com uma resistência de conversão R₁=1 kW, uma fonte de sinal de 600 W e uma carga de 600 W, obtém-se

mS

(16.34)

em contraste com valor ideal de 1 mS. O erro de conversão resulta da ordem de 2.5%.

16.4.2 Erros de Desvio e de Polarização

O desempenho dos transferidores de tensão e corrente é também limitado por um conjunto de parâmetros conhecidos como erros de desvio e de polarização. Os erros de desvio são geralmente aleatórios de integrado para integrado e dependem do melhor ou pior emparelhamento entre os transístores no seu interior. Os TTC são em geral dotados de um terminal de ajuste do erro de desvio. Os erros de desvio tanto podem ser de corrente como de tensão. Por exemplo, existem transferidores de tensão e corrente que debitam uma corrente de desvio da ordem dos 30 mA no porto-Z quando se impõe a igualdade v_x=v_y=0, e apresentam uma corrente nula quando entre os portos-Y e -X se aplica uma tensão de alguns mV. No primeiro caso trata-se da corrente de desvio do porto-Z, ao passo que no segundo se trata da tensão de desvio entre os portos-Y e -X.

Ao contrário dos anteriores, os erros de polarização devem-se essencialmente ao facto de os transístores bipolares exigirem uma corrente não nula na base. Como tal, a principal consequência deste facto é a presença de uma corrente não nula no porto-Y, independentemente da existência ou não de sinal aplicado. Em alguns dos integrados existentes no mercado estas correntes podem atingir as dezenas de mA.

16.4.3 Largura de Banda

A largura de banda é o principal parâmetro que limita o desempenho em frequência dos TTC. A largura de banda neste tipo de operacionais é em geral especificada através da frequência a partir da qual os coeficientes de transferência entre portos se reduzem a 1/Ö 2 (-3 dB) do seu valor máximo. De acordo com esta definição, existem no mercado transferidores de tensão e corrente cuja largura de banda ascende a várias centenas de MHz, tipicamente 100 a 250 MHz.