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Spiegazione LP filter transimpedance amplifier

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[1] Spiegazione LP filter transimpedance amplifier

Messaggioda Foto UtenteSedra » 21 feb 2016, 22:39

Buonasera a tutti O_/

Sarebbe in grado qualcuno di spiegarmi attraverso quali passaggi (nello schema allegato) si arriva alla Vout?

Lo schema e le formule è stato preso da wikipedia, ma è esattamente quello che si trova anche sul Graeme pag 38-39

Schemi con FidoCadJ, grazie!
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[2] Re: Spiegazione LP filter transimpedance amplifier

Messaggioda Foto UtenteStokes » 21 feb 2016, 23:13

-R_f è il guadagno (transimpedenza, in verità) ideale, cioè...considerando l'operazionale ideale. Questo è valido fintanto che il guadagno d'anello (G_loop) A\beta è molto grande. Al di là di una certa frequenza per cui il G_loop è =1, il circuito in pratica non è più retroazionato e il guadagno decresce come, o più velocemente, del guadagno ad anello aperto dell'operazionale stesso. Una formula generale per riassumere quello che ho detto è: G_{reale}=G_{ideale} \frac{-A\beta}{1-A\beta}. In questo caso ottieni l'impedenza da moltiplicare per I_p per trovare la tensione di uscita.
Attento che le formule nel testo fanno riferimento alla situazione in cui la capacità Cf è assente (viene aggiunta successivamente per migliorare la stabilità)
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[3] Re: Spiegazione LP filter transimpedance amplifier

Messaggioda Foto UtenteSedra » 22 feb 2016, 0:27

Ciao Stokes, molte grazie per il chiarimento :ok: Dunque, il concetto mi è chiaro e quello che hai spiegato trova riscontro nella formula riassuntiva che hai scritto. Quello che ancora non mi è chiaro (proprio a livello elettrotecnico) è perché la B (beta) che a quanto sembra è un partitore di tensione, non moltiplica una corrente, ma solo il guadagno ad anello chiuso A. In pratica non riesco ad arrivare con i passaggi a quella formula che hai scritto tu.. #-o
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[4] Re: Spiegazione LP filter transimpedance amplifier

Messaggioda Foto UtenteStokes » 22 feb 2016, 0:46

Mmm mi sembra che non ti sia chiaro cosa sia il guadagno di anello. Leggi qui:
https://en.wikipedia.org/wiki/Loop_gain
Poi ne riparliamo. (occhio che A è il guadagno in anello aperto, non chiuso)
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[5] Re: Spiegazione LP filter transimpedance amplifier

Messaggioda Foto UtenteSedra » 22 feb 2016, 14:09

Dunque, granzie ancora per le utili informazioni che mi hanno avvicinato alla comprensione. Quello che ancora non capisco è questo. Da a questa formula V_{out}=-\frac{V_{out}}{A}-I_p\cdot R_f che sarebbe l'uscita senza il condensatore C_i, quali sono i passaggi che mi portano alla formula finale che sarebbe la stessa solo che con beta moltiplicato il guadagno?
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[6] Re: Spiegazione LP filter transimpedance amplifier

Messaggioda Foto UtenteSedra » 22 feb 2016, 14:13

ossia questa: V_{out}=-\frac{V_{out}}{A\beta}-I_p\cdot R_f
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[7] Re: Spiegazione LP filter transimpedance amplifier

Messaggioda Foto UtenteSedra » 22 feb 2016, 14:14

..se non ho sbagliato i calcoli :-P
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[8] Re: Spiegazione LP filter transimpedance amplifier

Messaggioda Foto UtenteStokes » 22 feb 2016, 14:44

Quella formula è sempre valida, è solo che il \beta varia con la frequenza. A bassa frequenza, l'impedenza del condensatore è molto più grande di quella di R_f e quindi \beta=1, mentre ad alta frequenza si ha \beta=0 perché il condensatore è praticamente un cortocircuito. Di per sè, il \beta in questo caso è un filtro passa-basso; la sua risposta in frequenza la si ottiene tagliando l'anello sul morsetto di uscita dell' op amp e valutando quello che "torna indietro" al morsetto invertente.
Tra parentesi, che corso frequenti (se sei uno studente) ? Non per farmi i fatti tuoi, ma per 'calibrare' meglio le risposte.
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[9] Re: Spiegazione LP filter transimpedance amplifier

Messaggioda Foto UtenteSedra » 22 feb 2016, 17:16

Ciao, grazie ancora per la gentilezza della risposta. Purtroppo però non riesco a farti capire cosa non riesco a capire :cry:

Cercherò di spiegarmi meglio. Quel \beta ho capito che rappresenta un filtro LP. Ma prima giungere alla formula della V_{out}, non capisco come è fatta in questo caso la formula del partitore che porta al primo addendo della formula (dove c'è il beta).

In particolare, quale maglia del circuito usa? La \frac 1 {{C_i}s} che sarebbe la reattanza del partitore, per cosa va moltiplicata? Immagino per la corrente di maglia, che in questo caso qual è?
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[10] Re: Spiegazione LP filter transimpedance amplifier

Messaggioda Foto UtenteSedra » 22 feb 2016, 17:18

Per rispondere alla tua domanda... sono uno studente di ing ele :-)
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