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Guadagno di un circuito con amplificatori operazionali

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[11] Re: Guadagno di un circuito con Amplificatori operazionali

Messaggioda Foto Utentebanjoman » 28 gen 2016, 17:53

Ho sbagliato io, il circuito ha ugual numero di poli e zeri (ho considerato malamente C_2).
Argh! #-o :-x
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[12] Re: Guadagno di un circuito con Amplificatori operazionali

Messaggioda Foto Utentebanjoman » 28 gen 2016, 18:44

Non vedo la difficoltà nel disegnare gli andamenti di modulo e fase. Non ti hanno insegnato il tracciamento dei diagrammi di Bode asintotici (con le spezzate per intenderci)?
Se no allora lascia perdere, infatti l'esercizio non lo chiede, ti chiede di verificare cosa accade al segnale a 100 kHz, nel senso di disegnare approsimativamente l'andamento della forma d'onda in uscita. La funzione di trasferimento a occhio mi sembra giusta.
I diagrammi di Bode li proponevo per vedere la risposta globale del circuito, per toglierci lo sfizio :mrgreen:

Calcolare le costanti di tempo: esistono vari metodi approssimati, ma ci vorrebbe un articolone per spiegare tutto. Oltretutto le capacità sono interagenti tra loro, quindi diventa una cosa °sottile° capire cosa accade nel circuito...
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[13] Re: Guadagno di un circuito con Amplificatori operazionali

Messaggioda Foto UtenteBernheart » 28 gen 2016, 18:48

banjoman, come avrai notato ho cancellato la mia risposta precedente, questo perché ho notato un errore e una simmetria nel circuito: sto riprovando a calcolarne la fdt.
Comunque sì, mi hanno insegnato a diagrammare secondo Bode. Nessun problema col diagramma, quanto con i calcoloni per arrivare alla forma di H(s), calcoloni frutto probabilmente di errori.
Calcolo e ti faccio sapere,
grazie per la tua disponibilità
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[14] Re: Guadagno di un circuito con Amplificatori operazionali

Messaggioda Foto Utentebanjoman » 28 gen 2016, 18:55

In effetti con 3 poli e 3 zeri escono calcoli mica male.
Il mio record personale è una f.d.t. con 4 poli e 4 zeri (circuito con 2 BJT in cascata alle alte frequenze). Mi sono uscite due paginate fitte di passaggi.
Alla fine ho concluso che una volta ogni tanto va bene, ma se diventa ricorrente, meglio affidarsi a software che facciano i calcoli per te.
Puoi leggere ad esempio questo mio post per capire cosa intendo :mrgreen:
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[15] Re: Guadagno di un circuito con Amplificatori operazionali

Messaggioda Foto UtenteBernheart » 28 gen 2016, 19:08

il problema è che questo è un compito d'esame e sapwin non lo posso certo utilizzare!
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[16] Re: Guadagno di un circuito con Amplificatori operazionali

Messaggioda Foto UtenteBernheart » 28 gen 2016, 19:22

Ho proceduto così:
Z_1=R_1+ \frac {1}{sC_1}=10^3+\frac{1}{10^{-6}s}

Z_2=R_2 // C_2 = \frac{R_2}{sC_2 R_2 +1}=\frac{10^4}{10^{-8}s+1}

Z_3=R_3 + \frac{1}{sC_3} = Z_1

Così. detta V_A la tensione in uscita al primo amplificatore operazionale,

V_A=1+\frac{Z_2}{Z_1}

V_out=-\frac{R_4}{Z_3}V_A

escono dei calcoli grossi che mi portano ad avere una funzione di trasferimento H(s) data da

H(s)=-10^{-2} \frac{s(10^{-11}s^2+11*10^{-3}s+1)}{(10^{-3}s+1)^{2}(10^{-8}s+1)}

Procedo considerando modulo e fase della H(s) nella pulsazione dell'esercizio?
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[17] Re: Guadagno di un circuito con Amplificatori operazionali

Messaggioda Foto Utentebanjoman » 28 gen 2016, 19:39

Il guadagno tende a -10 per s che tende a infinito, quindi direi che ci siamo.
Sostituisci il valore della pulsazione e vediamo cosa ottieni.

Comunque, per verificare se i tuoi conti sono giusti, non ci vedo nulla di male nell'usare Sapwin o wxMaxima, quando ti eserciti a casa. Ora sono di corsa e non ho Maxima sottomano.
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[18] Re: Guadagno di un circuito con Amplificatori operazionali

Messaggioda Foto UtenteBernheart » 28 gen 2016, 19:53

Sì, sto provando sapwin, ma non riesco a trovare la generatore di tensione sinusoidale!
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[19] Re: Guadagno di un circuito con Amplificatori operazionali

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 28 gen 2016, 20:26

I problemi che vengono dati all'universita` sottointendono SEMPRE un accordo tacito fra studente e docente sul metodo di risolverli, quali sono gli strumenti e i modelli che si possono usare... L'accordo dipende da quanto ha detto il docente apertis verbis a lezione, e da quanto ha fatto capire implicitamente con gli esempi fatti a lezione, da quali metodi di calcolo ha insegnato e quali ha fatto applicare...

Senza aver seguito il tuo corso non si puo` dire quale sia la soluzione giusta, perche' non si sa che cosa voglia il docente. Ci sono alcuni docenti "poliglotti" che accettano diverse soluzioni, altri invece che vogliono solo quella che hanno spiegato loro.

Cio` detto posso provare a raccontarti come mi hanno insegnato a svolgerlo.

Il circuito ha tre condensatori che non formano una maglia fra di loro o con generatori di tensione, quindi hai tre poli nella funzione di trasferimento.

I condensatori sono tutti separati per maglie (*) e quindi puoi calcolare indipendentemente uno dall'altro la frequenza dei tre poli. Andare a scrivere funzioni di trasferimento complicate quando puoi spezzettarle in fattori e` SEMPRE sbagliato (diceva il mio prof).

La posizione dei poli e` sempre data da CxReq, dove Req e` la resistenza vista da ciascun condensatore. Il condensatore C3 vede solo R3, il condensatore C1 vede R1, e questi due sono facili da trovare. Il condensatore C2 vede la resistenza R2, ma questo non e` banale da vedere perche' bisogna dimostrare che l'operazionale non "va in parallelo" alla resistenza R2.

Cio` detto si possono calcolare le costanti di tempo e le frequenze dei tre poli.

Poi si guarda come questi condensatori agiscono nel circuito. Il condensatore C3 e` in serie al segnale: in continua non fa passare nulla e quindi da` uno zero nell'origine e un polo da qualche parte. IL pezzo di funzione di trasferimento associata a questo polo e` quindi qualcosa del genere:



Da notare che non so quanto sia il guadagno dopo il polo, dipende da tutto il resto. Potrei scrivere questo pezzo di funzione in questa maniera \frac{s}{s+\omega_p}=\frac{1}{1+\frac{\omega_p}{s}}=\frac{1}{1+\frac{f_p}{\text{j}f}}=\frac{\text{j}f}{\text{j}f+f_p}

Pero` questo dipende da come vi hanno spiegato in classe come scrivere le funzioni di trasferimento, come comporle...

Adesso devo scappare a cena con Foto Utentecarloc, poi riprendo.
Per usare proficuamente un simulatore, bisogna sapere molta più elettronica di lui
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Se volete risposte rispondete a tutte le mie domande
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[20] Re: Guadagno di un circuito con Amplificatori operazionali

Messaggioda Foto UtenteBernheart » 28 gen 2016, 21:01

Buona cerna Isidoro!
Intanto colgo l'occasione per porti delle domande su questo primo spezzone della tua spiegazione

I condensatori sono tutti separati per maglie (*)

cosa significa? Credo tu abbia dimenticato di dar seguito a quell'asterisco! ;-)

Il condensatore C3 vede solo R3, il condensatore C1 vede R1, e questi due sono facili da trovare.

Perché C1 vede solo R1? Non potrebbe vedere anche R2?

Il condensatore C3 e` in serie al segnale: in continua non fa passare nulla e quindi da` uno zero nell'origine e un polo da qualche parte.

Questo ragionamento mi sfugge leggermente
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