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Circuito con operazionale

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[31] Re: Circuito con operazionale

Messaggioda Foto UtenteRenzoDF » 26 mag 2014, 15:13

Premesso che non ho il tempo per leggermi tutta la discussione, io per il punto b) farei in questo modo:



i) la corrente i1 sarà

{{i}_{1}}=\frac{{{E}_{i}}}{{{R}_{1}}}

ii) detta corrente circolerà anche in R2 portando il potenziale del nodo superiore rispetto al riferimento a

{{v}_{x}}=-\frac{{{R}_{2}}}{{{R}_{1}}}{{E}_{i}}

iii) e quindi, scritta la KCL al nodo

{{i}_{1}}+{{I}_{i}}=\frac{{{v}_{x}}}{{{R}_{3}}}+\frac{({{v}_{x}}-{{v}_{o}})}{{{R}_{4}}}

che, con un paio di semplificazioni, porta a

{{v}_{o}}=-{{E}_{i}}\left( \frac{{{R}_{2}}{{R}_{4}}}{{{R}_{1}}{{R}_{3}}}+\frac{{{R}_{2}}}{{{R}_{1}}}+\frac{{{R}_{4}}}{{{R}_{1}}} \right)-{{R}_{4}}{{I}_{i}}

da questa relazione generale è poi facile rispondere alla richiesta a); visto che i resistori hanno uguale resistenza, la relazione si riduce a

{{v}_{o}}=-3{{E}_{i}}-1{{I}_{i}}

e di conseguenza, con GIT nullo, vo=-3 volt

... così come sarà facile rispondere alla c)

{{v}_{o}}=-{{E}_{i}}\left( {{R}_{4}}+1+{{R}_{4}} \right)=-{{E}_{i}}(2{{R}_{4}}+1)

Se poi dobbiamo rispondere alla d) è chiaro che la i1 di 1 milliampere porterà vx a -1 volt e quindi a una corrente su R3 pari a -1 mA che, con una corrente nulla in R4, dalla KCL , imporrà una corrente impressa dal GIC pari a -2mA.

... i calcoli, essendo "idraulici", sono ovviamente da controllare. :-)
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[32] Re: Circuito con operazionale

Messaggioda Foto UtenteDirtyDeeds » 26 mag 2014, 17:31

RenzoDF ha scritto:che, con un paio di semplificazioni, porta a
{{v}_{o}}=-{{E}_{i}}\left( \frac{{{R}_{2}}{{R}_{4}}}{{{R}_{1}}{{R}_{3}}}+\frac{{{R}_{2}}}{{{R}_{1}}}+\frac{{{R}_{4}}}{{{R}_{1}}} \right)-{{R}_{4}}{{I}_{i}}


Ah, 'sti idraulici :mrgreen: A parte il generatore di corrente, quello è un classico amplificatore con rete di retroazione a T; la tensione di uscita è meglio scriverla nella forma

\begin{align}V_\text{o} &=-{E}_\text{i}\frac{R_2}{R_1}\left(1+\frac{R_4}{R_3}+\frac{R_4}{R_2}\right)-R_4 I_\text{i} \\
&= -{E}_\text{i}k\frac{R_2}{R_1}-R_4 I_\text{i}
\end{align}

con

k=1+\frac{R_4}{R_3}+\frac{R_4}{R_2}

E' una espressione a più "bassa entropia" che mette in evidenza il motivo per cui si usa quella rete: ottenere un amplificatore invertente con elevato guadagno senza dovere aumentare eccessivamente il valore di R_2.
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[33] Re: Circuito con operazionale

Messaggioda Foto UtenteShika93 » 26 mag 2014, 20:00

gill90 ha scritto:
b)V_o=R_4I_{R_4}-R_3I_{R_3}\Rightarrow V_o=R_4(I_i+\frac{E_i}{R_1}+\frac{V_{R_3}}{R_3})+R_3\frac{V_{R_3}}{R_3}


Non mi torna, e non dovrebbe tornare neanche a te perché se sostituisci i valori dell'esercizio precedente non ottieni lo stesso risultato (in fondo questo è una generalizzazione). Poi quanto vale V_{R_3}?

Scusa, V_o+R_4I_{R_4}+R_3I_{R_3}=0 è l'equazione. I_{R_4}=I_i+I+I_{R_3}
V_{R_3}=-E_i\frac{R_2}{R_1}

Sostituisco. V_o=-R_4(I_i+I+I_{R_3})-R_3I_{R_3} \Rightarrow V_o=-R_4(I_i+\frac{E_i}{R_1}+\frac{V_{R_3}}{R_3})-R_3\frac{V_{R_3}}{R_3}

E' sbagliato?
RenzoDF ha scritto:
... così come sarà facile rispondere alla c)

{{v}_{o}}=-{{E}_{i}}\left( {{R}_{4}}+1+{{R}_{4}} \right)=-{{E}_{i}}(2{{R}_{4}}+1)


Mi torna tutto tranne questa.
Con R_4=0\Rightarrow V_o=-1 ok.
Con R_4=5k\Omega\Rightarrow V_o=-1(2*5k+1)=10001V Direi sti xxxx se non satura...
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[34] Re: Circuito con operazionale

Messaggioda Foto Utentegill90 » 26 mag 2014, 20:26

V_o=-R_4(I_i+I+I_{R_3})-R_3I_{R_3} \Rightarrow V_o=-R_4(I_i+\frac{E_i}{R_1}+\frac{V_{R_3}}{R_3})-R_3\frac{V_{R_3}}{R_3}


E' scritta malissimo... intanto l'ultimo termine diventa semplicemente V_{R_3} perché si semplifica il numeratore col denominatore, in ogni caso l'esercizio ti richiede di scrivere l'espressione esplicita con E_i e I_i, senza V_{R_3} in mezzo. Tutte le V_{R_3}, oltre che essere controintuitive, ti fanno anche cannare la soluzione perché sostituendo sbagli il segno, controlla bene. Riprova a scrivere una formula senza dipendenze implicite, con solo E_i e I_i all'interno. Come scritto da Foto UtenteRenzoDF prima e da Foto UtenteDirtyDeeds poi, la soluzione contiene solo termini negativi, e dallo schema puoi intuire il perché.

RenzoDF ha scritto:
... così come sarà facile rispondere alla c)

{{v}_{o}}=-{{E}_{i}}\left( {{R}_{4}}+1+{{R}_{4}} \right)=-{{E}_{i}}(2{{R}_{4}}+1)

Mi torna tutto tranne questa.


Effettivamente è sbagliata, manca una R_1 a denominatore, non puoi neanche fare una prova sostituendoci i valori perché dimensionalmente non torna!
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[35] Re: Circuito con operazionale

Messaggioda Foto UtenteRenzoDF » 26 mag 2014, 20:30

gill90 ha scritto:...Effettivamente è sbagliata, manca una R_1 a denominatore, non puoi neanche fare una prova sostituendoci i valori perché dimensionalmente non torna!

Io sarò un idraulico, ma voi due siete dei bei volponi eh! :-)
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[36] Re: Circuito con operazionale

Messaggioda Foto UtenteShika93 » 26 mag 2014, 20:33

gill90 ha scritto:
V_o=-R_4(I_i+I+I_{R_3})-R_3I_{R_3} \Rightarrow V_o=-R_4(I_i+\frac{E_i}{R_1}+\frac{V_{R_3}}{R_3})-R_3\frac{V_{R_3}}{R_3}


E' scritta malissimo... intanto l'ultimo termine diventa semplicemente V_{R_3} perché si semplifica il numeratore col denominatore, in ogni caso l'esercizio ti richiede di scrivere l'espressione esplicita con E_i e I_i, senza V_{R_3} in mezzo. Tutte le V_{R_3}, oltre che essere controintuitive, ti fanno anche cannare la soluzione perché sostituendo sbagli il segno, controlla bene. Riprova a scrivere una formula senza dipendenze implicite, con solo E_i e I_i all'interno. Come scritto da Foto UtenteRenzoDF prima e da Foto UtenteDirtyDeeds poi, la soluzione contiene solo termini negativi, e dallo schema puoi intuire il perché.

Ahhh porca...! Ok ci sono a posto!!
Ora torna tutto!

Grazie mille!
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[37] Re: Circuito con operazionale

Messaggioda Foto Utentegill90 » 26 mag 2014, 20:43

Certo che io sarò un idraulico, ma voi due siete dei volponi eh! :-)


Capita a tutti di dimenticare pezzi per la fretta, specie le resistenze che sono così striminzite! :mrgreen:
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[38] Re: Circuito con operazionale

Messaggioda Foto UtenteRenzoDF » 26 mag 2014, 20:47

gill90 ha scritto:... Capita a tutti di dimenticare pezzi per la fretta, specie le resistenze che sono così striminzite! :mrgreen:

Volponi non era inteso in quel senso! :mrgreen:
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[39] Re: Circuito con operazionale

Messaggioda Foto Utentegill90 » 26 mag 2014, 20:52

Allora mi sa che non sto capendo, come mai tutti questi voti negativi?
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[40] Re: Circuito con operazionale

Messaggioda Foto UtenteDirtyDeeds » 26 mag 2014, 20:54

Ah, se Foto UtenteRenzoDF imparasse a usare le unità di misura! :-P
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