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Polarizzazione amplificatore differenziale

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[11] Re: Polarizzazione amplificatore differenziale

Messaggioda Foto Utenteslashino » 14 feb 2016, 9:57

La polarizzazione mi sembra ok, anche se non ho ricontrollato i numeri.
Non ho capito cosa hai scritto per l'analisi e centro-banda (ho letto fino a quel punto).

Per quale motivo scrivi che ai capi dell'op-amp hai Vd/2?
In M4 va il segnale di corrente \frac{V_d}{2}  g_{m2} che viene iniettato su M4 connesso a diodo.

A proposito, nello schema hai mancato la connessione :D
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[12] Re: Polarizzazione amplificatore differenziale

Messaggioda Foto Utenteoiram92 » 14 feb 2016, 13:59

Intanto grazie per avere la pazienza di controllare tutto :D

slashino ha scritto:Per quale motivo scrivi che ai capi dell'op-amp hai Vd/2?
In M4 va il segnale di corrente \frac{V_d}{2}  g_{m2} che viene iniettato su M4 connesso a diodo.


Effettivamente nemmeno a me convince molto, ti rispondo mostrandoti i passaggi che ho fatto :

1) A centrobanda C1,C2 sono dei cortocircuiti quindi RE si cortocircuita



2) Dalla LKT alla maglia contenente RB,r_{\pi 3} vedo che (siccome su entrambe scorre la stessa corrente) v_{\pi 3} = 0, quindi anche il generatore pilotato da v_{\pi 3} è spento



3) Analiticamente abbiamo che :

-\frac{v_{\pi 2}}{r_{\pi 2}} = i_d

gm_2 v_{\pi 2} = i_d

Eguagliando abbiamo :

gm_2 v_{\pi 2} =  - \frac{v_{\pi 2}}{r_{\pi 2}}

(gm_2 + \frac{1}{r_{\pi 2}}) v_{\pi 2} = 0

Essendo gm_2,\frac{1}{r_{\pi 2}} \neq 0 deve essere per forza v_{\pi 2} = 0

Quindi avremmo un circuito aperto?! :oops: no così è impossibile perché il circuito non avrebbe senso..non avremmo nessun guadagno di tensione..il circuito non farebbe nulla..

slashino ha scritto:A proposito, nello schema hai mancato la connessione :D


Scusa quale connessione? M4 connesso a diodo? Essendo connesso a diodo equivale ad una resistenza di valore \frac{1}{gm_4}. Se invece non ti riferisci a questo non capisco :oops:
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[13] Re: Polarizzazione amplificatore differenziale

Messaggioda Foto Utenteslashino » 14 feb 2016, 14:30

Se posso permettermi di darti un consiglio, il tuo problema è che ti concentri troppo sul circuito elettrotecnico derivante dal modello a piccolo segnali senza capire per bene cosa sta succedendo in tutto il circuito.Q1 e Q2 formano una coppia differenziale polarizzata con un generatore di corrente ideale (visto che stiamo trascurando le r_0). Immagino che tu già sappia come essa funziona, quale sia il guadagno differenziale etc etc.
In poche parole il guadagno della prima parte del circuito a centro banda dovrebbe essere praticamente noto.

A parte questo, torno al metodo risolutivo con i circuiti equivalenti che richiede il tuo professore ( e che secondo me confonde solo le idee ).
Tu hai studiato cosa accade ad un semicircuito, cioè un solo ramo della coppia differenziale. Nel caso di coppia bilanciata questo è fattibile, ma devi ricordarti di mettere a massa (sul segnale differenziale) gli emettitori del BJT.
Quello che tu hai fatto vale per il segnale di modo comune, cioè dividere la coppia e poi lasciare aperto. Infatti, giustamente, trovi che il segnale di modo comune non viene amplificato per niente.

Edit: mi sto riferendo a quello che hai scritto nel post [12], non [6], perché lì hai messo un corto, che è doppiamente sbagliato.

Ps: intendevo dire che mancava la connessione a diodo nello schema "generale" che hai postato, cioè il primo, quello disegnato con i componenti effettivi e non i modelli equivalenti. :ok:
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[14] Re: Polarizzazione amplificatore differenziale

Messaggioda Foto Utenteoiram92 » 14 feb 2016, 15:07

slashino ha scritto:Se posso permettermi di darti un consiglio, il tuo problema è che ti concentri troppo sul circuito elettrotecnico derivante dal modello a piccolo segnali senza capire per bene cosa sta succedendo in tutto il circuito.Q1 e Q2 formano una coppia differenziale polarizzata con un generatore di corrente ideale (visto che stiamo trascurando le r_0). Immagino che tu già sappia come essa funziona, quale sia il guadagno differenziale etc etc.
In poche parole il guadagno della prima parte del circuito a centro banda dovrebbe essere praticamente noto.


Certo che puoi darmi un consiglio, sono qui per questo :D comunque hai ragione, il procedimento che ci fa utilizzare il prof è mirato unicamente alla risoluzione dell'esercizio ma perde di vista quello che accade realmente nel circuito..vuol dire che a partire dai prossimi esercizi presterò più attenzione all'analisi teorica del circuito in modo da farmi un idea generale di quello che accade e poi in seguito andare giù di calcoli.

slashino ha scritto:Tu hai studiato cosa accade ad un semicircuito, cioè un solo ramo della coppia differenziale. Nel caso di coppia bilanciata questo è fattibile, ma devi ricordarti di mettere a massa (sul segnale differenziale) gli emettitori del BJT.


Ecco questo me l'ero perso tra gli appunti, adesso sono andato a ricontrollare ed è stato proprio questo che mi ha fatto perdere la concezione del circuito. Ti ringrazio tantissimo per l'aiuto che mi stai dando :ok:

slashino ha scritto:Quello che tu hai fatto vale per il segnale di modo comune, cioè dividere la coppia e poi lasciare aperto. Infatti, giustamente, trovi che il segnale di modo comune non viene amplificato per niente.


Perfetto ci sono :D il prof richiede solo il guadagno di tensione differenziale (preso dall'uscita bilanciata) e non quello di modo comune però allenarsi un po' non fa male (anche se l'ho fatto per errore :oops: ).

slashino ha scritto:Edit: mi sto riferendo a quello che hai scritto nel post [12], non [6], perché lì hai messo un corto, che è doppiamente sbagliato.


Sisi anche qui hai ragione :oops: infatti nel post [12] poi mi sono reso conto che avevo scritto una castroneria..

slashino ha scritto:Ps: intendevo dire che mancava la connessione a diodo nello schema "generale" che hai postato, cioè il primo, quello disegnato con i componenti effettivi e non i modelli equivalenti. :ok:


Ah ecco, per la fretta ho dimenticato di disegnare la connessione a diodo, purtroppo però non posso più modificare quel post.

Tornando all'esercizio, dato che devo porre gli emettitori della coppia differenziale a massa, avrei un circuito del genere giusto?



Nuovamente abbiamo resistenze e generatori che si spengono ma stavolta v_{\pi 2} \neq 0 ed hai ragione tu dicendo che sul MOS 4 scorre il segnale di corrente - gm_2 \frac{v_d}{2}.

Forse però cambierà l'analisi per determinare il taglio di frequenza..mmm adesso inizio a ricontrollarlo e posto il seguito.
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[15] Re: Polarizzazione amplificatore differenziale

Messaggioda Foto Utenteoiram92 » 14 feb 2016, 16:50

Scusate il cross-posting però così la risposta viene più ordinata. Dunque :

Analisi per piccoli segnali a centrobanda



LKT v_{op} = v_{gs5} = - \frac{gm_2}{gm_4} \frac{v_d}{2}

LKC v_o = (R_D // R_L) gm_5  \frac{gm_2}{gm_4} \frac{v_d}{2}

Quindi :

A_d = \frac{v_o}{v_d} = \frac{1}{2}  gm_5  \frac{gm_2}{gm_4}  (R_D // R_L)

R_d = r_{\pi 2}

R_o = R_D

Analisi per piccoli segnali a bassa frequenza

Le resistenze restano invariate, cioè :

R_{C1} =  \frac{R_E (R_B + r_{\pi 3})}{R_E(\beta + 1) + (R_B + r_{\pi 3})}

R_{C2} = R_D + R_L

oiram92 ha scritto:PS: la resistenza R_{C1} ha la forma di un parallelo tra R_E e R_B + r_{\pi 3} però c'è quel fattore (\beta + 1) che mi mette un po' in confusione nel trovare correttamente il parallelo, come potrei esprimerlo? O lo lascio così? Era per renderlo "più ordinato".


Analisi per piccoli segnali ad alta frequenza

Il circuito in esame è :



R_{C_{\pi 2}} = 0

R_{C_{\mu 2}} = \frac{1}{gm_4}

R_{C_{\pi 3}} = RB // r_{\pi 3}

Calcolo di R_{C_{\mu 3}}



R_{C_{\mu 3}} =R_B // r_{\pi 3} = R_{C_{\pi 3}}

R_{C_{gd4}} = 0

R_{C_{gs4}} = \frac{1}{gm_4}

R_{C_{gs5}} = 0

R_{C_{gd5}} = R_D // R_L

Adesso dovrebbe essere tutto ok
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[16] Re: Polarizzazione amplificatore differenziale

Messaggioda Foto UtentePixy » 15 feb 2016, 15:11

oiram92 ha scritto:
Adesso dovrebbe essere tutto ok


Immagino di si, ma non sono un grande analizzatore di circuiti.
Comunque gli schemi di quest' ultimo post dovrebbero essere esatti diversamente da quelli del post 12.
La Resistenza differenziale in entrata è 2 volte Rpigreco ( considerando l' intero segnale Vd applicato ai due BJT
Giusto ?
Per il resto, mi sembra vada bene. ma meglio se te lo conferma qualcuno più esperto di me.

In ogni caso, vedo che la voglia di fare non ti manca ! :mrgreen:
Hai scritto proprio tanto !
:ok:
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[17] Re: Polarizzazione amplificatore differenziale

Messaggioda Foto Utenteoiram92 » 15 feb 2016, 15:41

Pixy ha scritto:La Resistenza differenziale in entrata è 2 volte Rpigreco ( considerando l' intero segnale Vd applicato ai due BJT
Giusto ?


Sisi hai ragione, in ingresso abbiamo \frac{v_d}{2} quindi la resistenza è (giustamente) 2 r_{\pi 2}

Pixy ha scritto:Per il resto, mi sembra vada bene. ma meglio se te lo conferma qualcuno più esperto di me.

In ogni caso, vedo che la voglia di fare non ti manca ! :mrgreen:
Hai scritto proprio tanto !
:ok:


Grazie dei complimenti :D è giusto argomentare bene le proprie risposte/domande così si facilita l'interlocutore nel capire (e quindi poter aiutare a risolvere) il problema
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[18] Re: Polarizzazione amplificatore differenziale

Messaggioda Foto Utenteslashino » 15 feb 2016, 18:35

oiram92 ha scritto:
Grazie dei complimenti :D è giusto argomentare bene le proprie risposte/domande così si facilita l'interlocutore nel capire (e quindi poter aiutare a risolvere) il problema


...in realtà il punto è che fare gli schemi con FidoCadJ ti diverte :D
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[19] Re: Polarizzazione amplificatore differenziale

Messaggioda Foto Utenteoiram92 » 15 feb 2016, 19:16

slashino ha scritto:...in realtà il punto è che fare gli schemi con FidoCadJ ti diverte :D


:mrgreen: ahaha sisi anche per quello

oiram92 ha scritto:
R_{C1} =  \frac{R_E (R_B + r_{\pi 3})}{R_E(\beta + 1) + (R_B + r_{\pi 3})}

PS: la resistenza R_{C1} ha la forma di un parallelo tra R_E e R_B + r_{\pi 3} però c'è quel fattore (\beta + 1) che mi mette un po' in confusione nel trovare correttamente il parallelo, come potrei esprimerlo? O lo lascio così? Era per renderlo "più ordinato".



Questo però mi è ancora oscuro
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[20] Re: Polarizzazione amplificatore differenziale

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 15 feb 2016, 23:52

oiram92 ha scritto:Forse ho capito perché entrambi mi dite "resistenza vista dal collettore", perché quel R_{c1} vi trae in inganno


Se chiedo l'impedenza che si vede guardando dentro il collettore di Q3 voglio proprio sapere l'impedenza che si vede guardando dentro il collettore di Q3!

Dal primo schema che hai fatto non era chiaro se volevi anche l'analisi per il modo comune: l'ingresso Vp e` un generico ingresso di modo comune. Solo dopo hai mostrato che e` una tensione continua di 2.5V e che interessa solo il modo differenziale.

Se vuoi fare una domanda non fare tanti schemi, basta che riporti esattamente la domanda del testo, non la tua interpretazione.

Se rimani in linearita`, o in modo lineare affine, il punto centrale fra i due emettitori del differenziale e` a ground, metticelo e butta via tutto quello che non serve. Il circuito equivalente di piccolo segnale e` quindi questo



e il condensatore C1 non ha nessun effetto sulla funzione di trasferimento del circuito. Il condensatore C2 da` un zero nell'origine e un polo a frequenza facile da calcolare perche' la resistenza che vede e` di 6kohm.

Da notare che anche se ci fosse stata la resistenza Ro del transistore Q3, per il modo differenziale lineare non avrebbe avuto effetto. Morale: per calcolare le frequenze di taglio non bisogna prendere tutti i condensatori che si vedono, ma solo quelli che influenzano il circuito. Inoltre quel metodo vale solo con polo dominante, se hai degli zeri o altri poli vicini non e` molto preciso.

In alta frequenza Cpi del transistore di ingresso non ha nessun effetto (se il generatore di tensione differenziale e` proprio ideale), Cmu potrebbe avere qualche effetto, del tipo polo e zero a destra (ma a frequenza a cui il modello del transistore non e` piu` valido), e la Cgs del MOS da` un polo e uno zero all'infinito. Nel MOS di uscita la Cgs non da` effetto, c'e` solo Cgd che fa un po' di casino, analogo a Cmu, ma in questo caso lo zero a destra rischia di essere a frequenze significativamente basse.
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