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Esercizio di elettronica

MessaggioInviato: 23 apr 2013, 17:48
da phase
Ciao a tutti,

sono uno studente di ingegnerie elettronica, avrei bisogno di alcuni chiarimenti su un esercizio di elettronica (elettronica 1).

Ho questo circuito e l'esercizio dice


  • trovare il punto di lavoro se E=-1V, dire se il D conduce
  • trovare il punto di lavoro se E=1V, dire se il D conduce
  • considerare ora il piccolo segnale i_i, ridisegnare il circuito equivalente di piccolo segnale indicando il valore dei parametri e considerando E=-1V trovare l'amplificazione R_m=\dfrac{v_{out}}{i_i}, la R_{in} e la R_{out}
  • considerare ora il piccolo segnale i_i, ridisegnare il circuito equivalente di piccolo segnale indicando il valore dei parametri e considerando E=1V trovare l'amplificazione R_m=\dfrac{v_{out}}{i_i}, la R_{in} e la R_{out}




La mia soluzione

  • per E=-1V il diodo è spento e la tensione v_+=0V quindi v_o=0V
  • per E=1V il diodo conduce e la tensione v_+=1V quindi v_o=V_+(1+R_1/R_2)=2V


è qui che iniziano i problemi...

se il testo dice che il diodo è ideale, quando vado analizzare il circuito per il piccolo segnale lo considero semplicemente un circuito aperto o chiuso in base alla direzione della corrente?

Se è giusto fare così allora:

  • se E=-1V il diodo non sarà mai in conduzione quindi il ramo con il generatore DC posso non considerarlo e quindi V_+=I_i*R_3 che determina V_o=2*(I_i*R_3) e la R_m=\dfrac{v_{out}}{i_i} = \dfrac{2*(I_i*R_3)}{i_i}=2R_3 (che poi che cosa rappresenta fisicamente R_m...?)
  • se E=1V il diodo sarà sempre in conduzione... ma se è così allora V_+=1V indipendentemente da i_i giusto? e così non riesco a calcolare R_m in quanto V_o non dipende da i_i

Mi scusa per la lunghezza... ho riassunto il più possibile :shock:

Re: Esercizio di elettronica

MessaggioInviato: 23 apr 2013, 18:17
da carloc
Punto 1:
Rm rappresenta fisicamente il guadagno dello stadio.... uscita diviso ingresso o più correttamente grandezza considerata uscita diviso grandezza considerata ingresso...

Ora probabilmente hai più spesso studiato amplificatori dove si considerano come ingresso ed uscita le tensioni in qualche loro punto, in questo caso essendo il guadagno il rapporto di due grandezze omogenee l'amplificazione è un numero puro. (Anche se alle volte -non so quanto propriamente- si vede scritto ad esempio guadagno 100 V/V ad indicare che le due grandezze sono tensioni)

In questo caso invece il testo ti dice di considerare come ingresso la corrente, come uscita una tensione, il loro rapporto si misurerà in ohm ed in questo caso viene spesso indicato appunto con la lettera R.
Il pedice m poi significa mutua, calcolata tra due grandezze a due porte diverse del circuito, altri pedici comuni -e che vedo che usi e conosci- sono i per ingresso o o per uscita.

Punto 2:
Il fatto che quando D considerato ideale è in conduzione fa sì che a fronte di variazioni all'ingresso non si abbiano variazioni all'uscita non è che non ti permette di calcolare il guadagno, solo verrà un numero particolare ;-)

Re: Esercizio di elettronica

MessaggioInviato: 23 apr 2013, 18:29
da phase
Si, ho studiato sempre amplificatori a cui si dava in ingresso una tensione e si aveva in uscita la tensione amplificata. e quindi il rapporto era \dfrac{V}{V} oppure \dfrac{I}{i}, quindi come hai detto tu un numero puro... però in questo caso risulta essere una resistenza, per questo ero incerto.

Però non riesco a capire come sarà R_m nel secondo punto, perché V_o è fissa a 2V ma non essendo dipendente da i_i non so come esprimere il loro rapporto perché sarebbe V_o=2V \; \forall \; i_i

Perdona se non riesco ad afferrare il concetto :?

Re: Esercizio di elettronica

MessaggioInviato: 23 apr 2013, 18:51
da MasterCud
partendo con ordine cosa è Rm? come ben sai per un operazionale hai 4 diversi modi per esprimere il guadagno:
1) tensione Av=Vo/Vi [adimensionale]
2)tranresistenza Rm=Vo/Ii (tuo caso) Ω
3) transconduttanza G=Io/Vi [S]
4) corrente H=Io/Ii
Nel nostro caso trattandosi di un guadagno a transresistenza si tratta di un convertitore corrente-tensione, preleviamo una corrente in ingresso e ci viene data una tensione in uscita, se immagini dunque di plottare l'uscita in funzione dell'ingresso troverai una retta e Rm rappresenta il valore del coeff. angolare (Vo=Ii*Rm).

2) Da ingegnere a ingegnere, perché non ti trasformi quel generatore di corrente nell'equivalente di thevenin (è la stessa cosa, ma a noi ingegneri piace semplificarci la vita :D ), per E=-1 giustamente hai scritto che V+=Ii*R3, ma per E=1v se applichi la KVL dovresti ottenere V+=1/R3 - Ii.

Re: Esercizio di elettronica

MessaggioInviato: 23 apr 2013, 19:42
da phase
aspetta... non intendi fare così?



Li dove c'è la freccia la tensione vale sempre 1V per E=+1V... no? :?

Comunque ora ho capito perché il guadagno è indicato con R_m, non mi ricordavo degli amplificatori considerati come transresistenza; grazie! :D

Re: Esercizio di elettronica

MessaggioInviato: 23 apr 2013, 19:51
da MasterCud
Esattamente intendevo proprio la trasformazione del generatore, così il tutto dovrebbe esserti più intuitivo :D

al nodo superiore su cui converge la R e il diodo V_+=(E - Vi)/R_3 da cui sostituendo il valore di Vi=Ii*R_3 facendo le varie semplificazioni dovresti ottenere V_+=1/R_3 -Ii.

Re: Esercizio di elettronica

MessaggioInviato: 23 apr 2013, 21:00
da carloc
Al di là delle trasformazioni varie che se :roll: ben fatte sono lecite e che se aiutano a capire quello che succede sono anche le benvenute....

il punto è che l'esercizio chiede di analizzare il circuito per piccolo segnale, cioè per variazioni (piccole, idealmente -> 0 ma in questo caso essendo l'amplificatore modellato come lineare non è importante) intorno al punto di riposo.

La tensione in uscita la devi pensare come la somma di due componenti, la tensione a riposo (2V in questo caso) e le variazioni v_\text{out} intorno a questo valore indotte dalla corrente i_i...

In effetti noto ora che nella prima metà dell'esercizio avevi correttamente scritto (mi sono solo permesso di scrivere r minuscolo che parlando di parametri incrementali, per piccoli segnali, è più corretto)

r_\text{m}=\frac{v_\text{out}}{i_\text{i}}

Poi invece nella seconda metà mi scrivi
r_\text{m}=\frac{V_\text{out} }{i_\text{i}}

mischiando tensioni a riposo e incrementali...

a questo punto r_\text{m} nel secondo caso vale.... :?: :?: :ok:

Re: Esercizio di elettronica

MessaggioInviato: 23 apr 2013, 21:58
da phase
Dove ho usato r_m=\dfrac{V_{out}}{i_i}? Se l'ho scritto è per un errore di battitura... Però non riesco proprio a capire come varia v_o quando il diodo è in conduzione e E=1V

Re: Esercizio di elettronica

MessaggioInviato: 23 apr 2013, 22:14
da carloc
Sì ma al di là dell'errore di battitura (maiuscolo/minuscolo) stai anche usando i valori del punto di riposo per calcolare quel guadagno, invece devi usari le variazioni....

dai che ce l'hai davanti al naso :D :D la tensione di uscita non varia quindi le variazioni saranno...

Re: Esercizio di elettronica

MessaggioInviato: 23 apr 2013, 22:16
da phase
Zero?! :shock: :shock: