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Zeri e poli "rapidi"

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[1] Zeri e poli "rapidi"

Messaggioda Foto Utentethexeno » 5 ago 2013, 16:45

Ciao a tutti.
Penso che questo sia un argomento "matematico", ma siccome sto cercando soluzioni "alla mano" per chi è nel settore, penso di non aver sbagliato molto a postare qui. (al max spostatemi :D)

Facendo un'analisi di guadagno in corrente di un nMOS, si arriva alla formula $$ A_i = \dfrac{(gm - sG_{gd})}{s(C_{gs}+C_{gd})} $$ in cui l'analisi in frequenza porta ad un modulo con -20db/dec (credo) e uno zero in $$ \omega_z = \frac{gm}{C_{gd}}$$.

Certe cose dovrei saperle molto meglio, altre vado a memoria. Questo per non fare un'analisi formale della funzione complessa.

Vorrei chiedervi, quindi: è davvero a -20db/dec? E lo zero come è stato estrapolato? Non vorrei impararlo a memoria... ho sempre avuto problemi in queste cose quando non vengono spiegati esplicitamente, e ogni caso pare diverso dall'altro (anche se non lo è, ovviamente).
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[2] Re: Zeri e poli "rapidi"

Messaggioda Foto Utenteasamarco » 5 ago 2013, 19:09

Hai un polo e uno zero: il polo sta a frequenza 0 perché al denominatore hai solo s*T lo zero sta alla frequenza che hai indicato purchè quello che hai scritto come G_{gd} sia C_{gd}.

In questo caso per ottenere la frequenza dello zero dovresti ricondurre il numeratore alla forma 1+s\tau, in questo caso dividendo per gm

A_i=\frac{1-sC_{g}/gm}{s(C_g+C_s)/gm}

la frequenza è l'inverso di \tau.

L'andamento asintotico del modulo è -20dB per decade da 0 alla frequenza dello zero, poi diventa costante.

Se ti interessa anche l'andamento della fase occhio allo zero che è positivo e, insieme al polo, sfasa di 180°
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[3] Re: Zeri e poli "rapidi"

Messaggioda Foto Utentethexeno » 8 ago 2013, 11:24

Ok, grazie mille!

Invece per i poli se cerca di ottenere, a denominatore, la forma $(1+\dfrac{s}{s_1}) (1+\frac{s}{s_2}) ecc? Dove $s_1$ e $s_2$ sono le pulsazioni del polo?
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[4] Re: Zeri e poli "rapidi"

Messaggioda Foto Utenteasamarco » 8 ago 2013, 12:19

Vale la stessa cosa che per gli zeri. o scirivi il denominatore nella forma \prod{(1+s\tau)} o come \prod{(1+s/\omega_p)}. Ovviamente tra loro equivalenti.

Questo vale per i poli reali, la cosa va estesa per i poli complessi coniugati. Se questi sono concetti che ti servono per gli studi ti conviene dare un occhio a un testo di automatica.
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[5] Re: Zeri e poli "rapidi"

Messaggioda Foto Utentethexeno » 8 ago 2013, 12:38

Si certo. Grazie :)
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[6] Re: Zeri e poli "rapidi"

Messaggioda Foto Utentethexeno » 19 ago 2013, 12:51

Tornando sempre a problemi simili, ho un dubbio su una formula di un OA compensato esternamente. Non apro un nuovo topic per ora, visto che è un argomento simile.

Lo schema:



La formula del guadagno di anello: (senza Cc)
T = Ad \frac{R_1}{R_1+R_2} \frac{1}{1+s C_p R_1//R_2}

A questa, dimensionando opportunamente la Cc vado ad annullare la \omega_p = \frac{1}{C_p R_1//R_2}

Solo che io ottengo qualcosa come T = A_d \frac{s C_p R_1 +1}{s C_p R_1 +1 + s C_p R_2}

Io vado a considerare R1 come Z1, cioè in parallelo con la Cp. Ma è sbagliato fare così? Non insultatemi :)

Al di là della correttezza o meno dei calcoli, il mio problema è arrivare a discriminare il termine R1//R2 e raccogliere in quel modo... sono sempre stato incapace a fare questi passaggi perché sono sempre state spiegate come "con un po di passaggi arrivi a questo", quando io l'ovvietà non la vedo XD
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[7] Re: Zeri e poli "rapidi"

Messaggioda Foto Utenteasamarco » 19 ago 2013, 14:44

La funzione di trasferimento che ottieni per l'anello compensato non contiene C_c, non può essere corretta.
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[8] Re: Zeri e poli "rapidi"

Messaggioda Foto Utentethexeno » 19 ago 2013, 14:52

asamarco ha scritto:La funzione di trasferimento che ottieni per l'anello compensato non contiene C_c non può essere corretta.


Per il guadagno di anello T si annullano i generatori, considerando come l'ipotetica Vo va a modificare la Vd. In un caso semplice, senza condensatori, in quello schema avresti T = A_d \frac{R1}{R1+R2} poiché il + è a massa e sul - non c'è segnale, ma su Vo si ha un valore di partenza. Puoi applicare il tutto ottenendo gli stessi risultati mettendo un generatore della stessa specie di quello pilotato (interno all'AO) e annullando gli ingressi, trovando, se in tensione, T = -Vt'/Vt dove Vt' è la tensione Vd moltiplicata per Av, cioè quella che si crea sul pilotato (che è staccato dal circuito). Di questo sono sicuro, ci sono anche altri esempi identici, con formula iniziale corretta, ma si fanno trasformazioni che non mi tornano mai.
L'ingresso ti serve se vuoi trovare l'andamento dell'amplificazione, ma io sto lavorando sul T. :)

Riguardo l'esattezza della formula iniziale, l'ho detto che non contiene il Cc. Non ho messo formule con quello: se so come manipolarla senza Cc, allora poi metterò la compensazione (che è già disegnata).
EDIT: mi sono espresso male, anche le altre formule non hanno Cc.
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[9] Re: Zeri e poli "rapidi"

Messaggioda Foto Utenteasamarco » 19 ago 2013, 15:24

E allora cos'è il secondo guadagno che hai scritto?
Io a quel punto considererei la compensazione e farei il nuovo guadagno di anello per dimensionare in seguitoC_c in base alle specifiche.
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[10] Re: Zeri e poli "rapidi"

Messaggioda Foto Utentethexeno » 19 ago 2013, 15:42

asamarco ha scritto:E allora cos'è il secondo guadagno che hai scritto?
Io a quel punto considererei la compensazione e farei il nuovo guadagno di anello per dimensionare in seguitoC_c in base alle specifiche.


Esatto, è quello che farei anche io. Però il mio problema è arrivare prima alla -prima- formula di T, cosa che non riesco a fare (quella formula è presa da appunti, non l'ho ricavata io), perché mi viene una formula come la -seconda- formula di T (che ho provato a ricavare io). Ora sto parlando del caso senza compensazione.
Entrambi i guadagni di T sono SENZA compensazione, ma uno è quello che dovrei avere, l'altro la schifezza che mi viene.
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