Circuito con operazionale

[Shika93]

Un'ultima cosa, mi viene chiesto di calcolare con con A=1mV, t=1Hz

Io farei la sovrapposizione degli effetti. In questo modo considerando prima E trovo che


poi con
dove

Quindi anche se mi sembra un po' troppo grossa la parte immaginaria...Magari ho sbagliato qualche conto...

[gill90]

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Nel caso di studio occhio però che la tensione sul piedino invertente è positiva e vale . Ciò significa che la corrente attraverserà R3 da DESTRA verso SINISTRA visto che il nodo a sinistra di R3 è a massa. Se supponi l'OPAMP ideale, ossia con corrente assorbita sui piedini di ingresso nulla, questo implica che il diodo D2 non può condurre, altrimenti, sarebbe polarizzato in diretta e attraversato da una corrente negativa! Se rifai i conti ti dovrebbe venire un risultato finale diverso. Come ti verrà il guadagno?

Un'ultima cosa, mi viene chiesto di calcolare con con A=1mV, t=1Hz

Probabilmente intendevi f ) con f=1Hz, comunque in questo caso ad occhio non puoi applicare la sovrapposizione degli effetti perché il circuito non è lineare, comprende infatti due diodi. Questo lo vedi anche provando ad applicarla lo stesso e confrontando i risultati ottenuti: se agisce solo E, avrai lo stesso risultato calcolato prima (con la correzione del diodo). Se provi ad applicare solo , otterresti che per metà periodo (quello in cui la tensione è positiva) avresti corrente in R2 da sinistra verso destra (chiamiamola "positiva"), quindi interesserà uno solo dei due diodi (quale?). Per la restante metà, invece, la tensione diventa negativa e la corrente scorrerà in R2 da destra verso sinistra ("negativa"), interessando l'altro dei due diodi. Se ora invece provi a vedere cosa cambia mantenendo attivi entrambi i generatori, puoi vedere che il nodo sarà fisso a , mentre il nodo del generatore varierà sinusoidalmente tra -1mV e +1mV (non l'hai specificato ma suppongo valori di picco). Ma questo comporta che la corrente in R2 sarà solo negativa (infatti la caduta di tensione su R2 sarà compresa tra 0.999V e 1.001V, sempre positiva), ossia circolante da destra verso sinistra, interessando sempre e comunque un solo diodo, ma questo è diverso dal risultato calcolato con la sovrapposizione degli effetti! Non può essere infatti che in un caso "sparisca" dal nulla una porzione di corrente circolante su un diodo: senza sovrapposizione (procedimento sicuramente giusto) dovresti ottenere alla fine lo stesso risultato della "somma" delle sovrapposizioni, cosa che qui non avviene.
L'approccio corretto è quindi considerare entrambi i generatori attivi, da cui dalle considerazioni precedenti puoi eliminare il ramo contenente il diodo che non sarà mai in conduzione e procedere con le semplificazioni. Ti torna?


EDIT: in ogni caso ricorda che NON PUOI sommare grezzamente grandezze fasoriali e grandezze in continua! Tutt'al più puoi scrivere la soluzione come , ma non fare la somma complessa tra fasore e componente continua, trattando la componente continua come parte reale! Tutte le somme "grezze" tra componenti presuppongono che tu stia trattando le componenti come grandezze riferite alla stessa frequenza, quindi in generale puoi fare la somma complessa SOLO di grandezze riferite alla stessa frequenza!

[Shika93]

Nel caso di studio occhio però che la tensione sul piedino invertente è positiva e vale . Ciò significa che la corrente attraverserà R3 da DESTRA verso SINISTRA visto che il nodo a sinistra di R3 è a massa. Se supponi l'OPAMP ideale, ossia con corrente assorbita sui piedini di ingresso nulla, questo implica che il diodo D2 non può condurre, altrimenti, sarebbe polarizzato in diretta e attraversato da una corrente negativa! Se rifai i conti ti dovrebbe venire un risultato finale diverso. Come ti verrà il guadagno?

Si, me ne sono reso conto dopo. Trovo infatti che quindi guadagna

Probabilmente intendevi f ) con f=1Hz, comunque in questo caso ad occhio non puoi applicare la sovrapposizione degli effetti perché il circuito non è lineare, comprende infatti due diodi. Questo lo vedi anche provando ad applicarla lo stesso e confrontando i risultati ottenuti: se agisce solo E, avrai lo stesso risultato calcolato prima (con la correzione del diodo). Se provi ad applicare solo , otterresti che per metà periodo (quello in cui la tensione è positiva) avresti corrente in R2 da sinistra verso destra (chiamiamola "positiva"), quindi interesserà uno solo dei due diodi (quale?). Per la restante metà, invece, la tensione diventa negativa e la corrente scorrerà in R2 da destra verso sinistra ("negativa"), interessando l'altro dei due diodi. Se ora invece provi a vedere cosa cambia mantenendo attivi entrambi i generatori, puoi vedere che il nodo sarà fisso a , mentre il nodo del generatore varierà sinusoidalmente tra -1mV e +1mV (non l'hai specificato ma suppongo valori di picco). Ma questo comporta che la corrente in R2 sarà solo negativa (infatti la caduta di tensione su R2 sarà compresa tra 0.999V e 1.001V, sempre positiva), ossia circolante da destra verso sinistra, interessando sempre e comunque un solo diodo, ma questo è diverso dal risultato calcolato con la sovrapposizione degli effetti! Non può essere infatti che in un caso "sparisca" dal nulla una porzione di corrente circolante su un diodo: senza sovrapposizione (procedimento sicuramente giusto) dovresti ottenere alla fine lo stesso risultato della "somma" delle sovrapposizioni, cosa che qui non avviene.
L'approccio corretto è quindi considerare entrambi i generatori attivi, da cui dalle considerazioni precedenti puoi eliminare il ramo contenente il diodo che non sarà mai in conduzione e procedere con le semplificazioni. Ti torna?

Non ho capito cosa devo fare...Ok che non posso applicare la sovrapposizione, mi ero dimenticato del fatto che il diodo non è lineare.
La richiesta diceva: Nel punto di lavoro calcolato al precedente punto, calcolare il valore complessivo di , compresa l'eventuale componente continua

[gill90]

Allora, siamo d'accordo che non puoi applicare la sovrapposizione perché i due metodi risolutivi hanno procedimenti diversi. Sicuramente quello giusto è quello "senza trucchi", cioè studiare la rete così com'è. Se noti bene l'ordine di grandezza, hai per un valore di 1V, mentre la componente alternata ha ampiezza 1mV, quindi 100 volte di meno, che rende più simile a un disturbo che ad un segnale voluto. Questo implica che nel nodo a destra di R2 avrai un potenziale fisso di 1V, mentre a sinistra un potenziale che varia tra -0.001V e +0.001V, con caduta sulla resistenza compresa tra 0.999V e 1.001V, quindi praticamente niente. Questo giusto per considerare anche l'ordine di grandezza che ti aspetteresti in uscita: prevalentemente continua, poca alternata. Sapendo che la corrente sarà entrante alla destra di R2, puoi subito dire che sicuramente non scorrerà in uno dei due rami contenenti un diodo, e il circuito si semplificherà quindi in un ramo contenete diodo (polarizzato in diretta) + resistenza, e da un altro ramo in parallelo contenente un condensatore. A questo punto puoi supporre che la caduta sul diodo sia fissa (la tua ) e ti resta dunque un circuito contenente solo condensatori, resistenze e generatori. Cosa puoi affermare di questa rete?

[Shika93]

Posso scrivere direttamente l'equazione alla maglia. Avrei sempre , la corrente che scorre su è
Quindi



Se non sbaglio siccome c'è la retroazione negativa, valendo anche la massa virtuale, sul nodo tra e tutto il resto in parallelo è come se ci fossero

Di fatto l'equazione ha senso perché è quasi come se non ci fosse come dici tu e l'operazionale è come se fosse in configurazione non invertente.

[gill90]

Sostanzialmente sì, a grandi linee puoi concludere che l'effetto dell'alternata è irrisorio e che fondamentalmente c'è solo la parte in continua, però se ti viene richiesto di analizzare l'uscita in maniera precisa devi considerare anche il piccolo contributo dell'alternata, in modo da scrivere un'espressione analitica globale per la , ti verrà cioè fuori un'espressione del tipo . Questo lo puoi fare o con il circuito intero, oppure adottando delle semplificazioni. Ti riformulo la domanda: cosa puoi concludere ora che la rete è formata solo da resistori, generatori ideali e condensatori?

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[Shika93]

Che il circuito è formato da componenti lineari e che quindi posso applicare la sovrapposizione

[gill90]

Esatto!

[Shika93]

Esatto!

Non capivo se era lì che volevi farmi arrivare xD

Volevo chiedere un'altra cosa. Se volessi scrivere la funzione di trasferimento , faccio il procedimento giusto. ( visto come generatore di piccolo segnale, senza un'ampiezza e una frequenza specifica), mantenendo il punto di lavoro che avevo trovato con

Siccome c'è un generatore di piccolo segnale, E è come se fosse massa per il segnale perché il suo contributo non cambia il punto di lavoro. Quindi posso dire che l'amplificatore è in configurazione non invertente e quindi la sua funzione di trasferimento è la classica

[gill90]

Esattamente, ai piccoli segnali ti viene proprio quella f.d.t. lì (attento però che mentre vista da la configurazione appare come non invertente, da invece è invertente, ma immagino abbia sbagliato a scrivere perché la formula del guadagno l'hai messa giusta ).