Circuito amplificatore a BJT a due ingressi

[nandotp]

Salve a tutti, allego un secondo progetto, la parte di esercizio in cui ho dei dubbi è quella quando parla del criterio di ottimizzazione.
Io so che il 2N2222 amplifica molto ma ha poca banda a disposizione mentre l'altro è il suo complementare.
Mi chiedo quale sia il criterio di ottimizzazione, cioè da quale base mi parto?. Vi chiedo solo questo perché le altre cose le ho imparate.
Grazie a tutti.

[simoiamma]

Mi sembra di aver inteso che il tuo problema consiste nel non capire cosa intenda dire il problema con "ottimizzare il guadagno di anello tramite la resistenza R5 e definire il criterio di ottimizzazione".

Secondo me, trattandosi di un amplificatore, le sue due caratteristiche fondamentali che si possono ottimizzare sono: la banda passante ed appunto il guadagno.

Io affronterei la domanda in questo modo, dato che parla di simulazione parametrica:
1) faccio variare R5 e per ogni step traccio il diagramma di Bode del circuito
2) osservo per quali variazioni di R5 il guadagno del circuito aumenta nella banda di frequenze di mio interesse
3) Traggo le conclusioni, che possono essere ad esempio: per valori di R5 compresi tra x e y il guadagno aumenta senza influire sulla banda di frequenze di interesse.

Spero di aver capito la domanda e di esserti stato utile

[nandotp]

Grazie mille sei stato molto utile e gentile!

[IsidoroKZ]

Il diagramma di Bode lo si puo` anche fare per il guadagno di anello, e li` di criteri di ottimizzazione ce ne possono essere due o tre. Bisogna vedere qual e` il piu` critico, che forse e` opportuno ottimizzare.

[IsidoroKZ]

La prima cosa da fare, dato che non siamo come carloc che ha spice direttamente installato nel nervo ottico, direi che sia di fare una analisi in DC spazzolando il valore della resistenza R5, in modo da vedere quali possono essere dei limiti ragionevoli dell'intervallo su cui farla variare.

Si puo` ad esempio guardare la tensione di uscita, o anche le correnti di collettore per vedere quali sono i valori di resistenza che ad esempio fanno saturare o interdire i transistori, o limitano comunque di molto la dinamica (massimo segnale trattabile) disponibile.

Probabilmente i valori cambiano a seconda dei transistori usati (specie per l'npn che ha delle resistenze di base abbastanza elevate). La mia simulazione da` per la tensione di collettore di T2 una curva del genere

bias.png (11.1 KiB) Osservato 6402 volte

Si vede che la tensione di collettore a un certo punto comincia a salire con un punto (quasi) angoloso. Bisogna indagare rapidamente che cosa capita nel circuito, ma la prima impressione e` che oltre al punto angoloso non convenga andare, il transistore di ingresso e` praticamente interdetto. Invece verso sinistra si vede la tensione a riposo che scende, si sta perdendo dinamica, anche li` probabilmente non vale la pena di andare.

E quindi si ha una prima determinazione dell'intervallo in cui far variare R5.

La prima parte del problema richiede pero` di usare il valore fornito e di valutare le resistenze viste dalle capacita`. Il condensatore C3 e` in alta frequenza e quindi puoi dimenticarlo.

Riporta la tua determinazione del range di R5 e i valori delle resistenze viste dai condensatori (in bassa frequenza).

(continua)

[nandotp]

Allora le resisisitenze viste ai capi dei condensatori di bassa frequenza (C1 e C2) sono:


I valori sono stati determinati aprendo C3 e cortocircuitando (valore di 1F) prima C2 e poi C1.
Al variare di R5 il valore di non cambia mentre quello di sì!

Per il range di R5 non avevo pensato pensato a determinarlo tramite la polarizzazione dei BJT piuttosto volevo usare le due FdT per vedere come varia il modulo al variare di R5 e quindi determinare un range di valori.(in questo caso R5 varia da 1k a 10k con step di 1k)

Pensa possa andare bene come ragionamento?
Ovvio che quando andrò a spiegare nella relazione metterò valori con step maggiori per marcare la differenza tra gli effetti dei valori di R5

[IsidoroKZ]

Calcola con spice le resistenze viste dai due condensatori con l'altro aperto , vedi che i due condensatori sono pochissimo accoppiati, quindi ognuno per conto suo, non interagiscono, non si parlano, non si rompono a vicenda e ognuno da` un polo che puo praticamente calcolare indipendentemente dall'altro.

Pero` le due frequeze di taglio in basso sono diverse perche', mentre i poli sono gli stessi, gli zeri dipendono da dove si inietta il segnale. Con la tensione iniettata da V3 si ha un solo zero nell'origine dato dal condensatore di uscita. Il condensatore di ingresso da` un polo ma anche (per V3) uno zero subito attaccato, fanno una coppia zero-polo che quasi si cancellano (doublet) e nella funzione di trasferimento non si vedono.

Invece il segnale che entra da V2 ha due zeri nell'origine, e quindi il polo del condensatore di ingresso non e` piu` cancellato dallo zero e da` il suo contributo.

Quindi la frequenza di taglio inferiore per l'ingresso V3 dipende solo dal C di uscita, quello di ingresso e` come se fosse in un altro circuito e si usa solo un termine nelle costanti di tempo. Invece per V2 entrano tutti e due.

Tutto cio` per dire che il metodo delle costanti di tempo guarda solo i poli, non gli zeri, che pero` possono modificare pesantemente la fdt.

(continua)

[nandotp]

Calcola con spice le resistenze viste dai due condensatori con l'altro aperto

Non sono queste?




Con "l'altro" non intendeva C3?

Con la tensione iniettata da V3 si ha un solo zero nell'origine dato dal condensatore di uscita.

questo l'ho capito...

Il condensatore di ingresso da` un polo ma anche (per V3) uno zero subito attaccato, fanno una coppia zero-polo che quasi si cancellano (doublet) e nella funzione di trasferimento non si vedono.[
Invece il segnale che entra da V2 ha due zeri nell'origine, e quindi il polo del condensatore di ingresso non e` piu` cancellato dallo zero e da` il suo contributo.

...potrebbe essere più chiaro?

Quindi la frequenza di taglio inferiore per l'ingresso V3 dipende solo dal C di uscita, quello di ingresso e` come se fosse in un altro circuito e si usa solo un termine nelle costanti di tempo. Invece per V2 entrano tutti e due.

Questo l'ho capito e quindi:
Da Vout/V3



mentre dal simulatore



Da Vout/V2



mentre dal simulatore

Pensa possa andare bene come ragionamento?
Ovvio che quando andrò a spiegare nella relazione metterò valori con step maggiori per marcare la differenza tra gli effetti dei valori di R5

[IsidoroKZ]

Resistenza vista da C2 con C1 aperto e vista da C1 con C2 aperto. Queste resistenze sono praticamente uguali a quelle viste da ciascuno dei due condensatori con l'altro a infinito: questo indica che i due condensatori praticamente non interagiscono.

[nandotp]

Non si discostano molto da quelle shorted...