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Problema calcolo guadagno ad anello

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[1] Problema calcolo guadagno ad anello

Messaggioda Foto Utentefantature » 13 dic 2019, 0:05

Riposto qua perché avevo sbagliato thread e spero di aver indovinato la sezione questa volta
Salve a tutti, ho il seguente circuito, in cui mi si chiede di trovare il guadagno ad anello e compensare l'amplificatore con un margine di fase di 70°.
Seplificando il circuito di partenza trovo



L'esercizio lo ha spiegato il prof sommariamente tempo fa ormai, ed i dubbi che ho sono i seguenti:
-ha detto che i nodi 3 e 4 sono i nodi ad alta impedenza rispetto al quale compensare con effetto Miller, deduco che siano ad alta impedenza perché nodi di uscita di specchi di corrente, perché invece non si può scegliere il nodo 5 al posto di un altro nodo?

-ultimo dubbio è il calcolo del guadagno ad anello, dove effettuare il taglio e come procedere?

Spero mi possiate dare una mano, grazie anticipatamente.
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[2] Re: Problema calcolo guadagno ad anello

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 13 dic 2019, 11:50

I nodi 3 e 4 sono ad alta impedenza perche' li` ci sono collegati dei drain o dei gate. Il nodo 5 non e` ad alta impedenza per due ragioni: la prima, che basta e avanza, e` che sei sul source di un MOS, quindi un punto a bassa impedenza.
La seconda ragione e` che quella e` l'uscita dell'amplificatore, non sai che cosa ci possa essere collegato dopo: la capacita` di carico che hai disegnato abbassa l'impedenza di quel nodo.

Se vuoi compensare con un nodo dominante, devi (in linea di principio) mettere un condensatore in parallelo fra un nodo e ground, in modo da introdurre un polo. Per avere un condensatore piccolo, bisogna andare su un nodo ad alta impedenza, nodi 3 e 4. Il nodo 2 non e` a bassa impedenza, il nodo 1 neanche e comunque va a cambiare la funzione di trasferimento ad anello chiuso.

Il nodo 5 non e` a bassa impedenza, come gia` detto, anzi non si sa neanche a che impedenza sia, essendoci il carico. Se si mette un grosso condensatore sull'uscita si puo` introdurre un polo dominante, ma poi non si ha piu` slew rate e altri guai.

In definitiva i due nodi buoni sembrano essere 3 e 4. PERO`, se vuoi integrare la capacita` di compensazione e calcoli il valore di una capacita` collegata ad esempio fra 3 o 4 e ground, la capacita` risultante risulta ancora troppo grande per l'integrazione: bisogna allora usare l'effetto Miller per integrare una capacita` di valore minore, ma farla sembrare grande in modo che fornisca il polo dominante a bassa frequenza.

Per sfruttare l'effetto Miller bisogna trovare uno stadio invertente e mettere la capacita` di compensazione "a cavallo" dello stadio invertente.
Il primo stadio non va bene, per il segnale di retroazione sono due common gate in cascata, non invertenti. Anche M7 e` in configurazione non invertente, e quindi l'unica possibilita` per una compensazione di Miller e` di mettere una capacita` fra nodo 3 e nodo 4 (eventualmente con una R in serie alla capacita` per togliere lo zero a destra).

Sono di corsa, devo andare a lezione, se serve provo ad espandere durante il finesettimana.

In che ateneo sei?

Per la sezione di taglio bisogna vedere come fate il calcolo e che cosa vi ha detto il vostro docente, non c'e` un modo unico, ci sono alcune varianti che sono quasi tutte approssimazioni, di solito buone.
Per usare proficuamente un simulatore, bisogna sapere molta più elettronica di lui
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[3] Re: Problema calcolo guadagno ad anello

Messaggioda Foto Utentefantature » 14 dic 2019, 0:03

Intanto ti (spero di poterti dare del tu) voglio ringraziare per la risposta veloce e allo stesso tempo super completa, quindi se non ho capito male visto mi si chiede di utilizzare la compensazione di Miller (dalla teoria) che consiste nell'inserire un condensatore tra i nodi ad alta impedenza che so per certo siano 3 e 4 perché il 5 essendo il nodo di uscita non si sa che impedenza possa avere.

Inoltre negli appunti ho trovato che il prof ha inserito proprio una capacità tra 3 e 4 e con in serie una resistenza per togliere appunto lo zero che nasce dalla compensazione.

Grazie perché molti dubbi mi sono stati chiariti.

Per quanto riguarda il guadagno ad anello dovrei seguire i seguenti passaggi:
-annullare tutti i generatori (il circuito che ho mandato è il risultato di questa semplificazione);
-scegliere il punto in cui effettuare il taglio (questo è il mio problema);
-determinare l'impedenza vista a valle del taglio (qui ad esempio non capisco come trovare monte e valle dell'eventuale taglio);
-trovare il guadagno come l'opposto del rapporto tra la tensione ai capi dell'impedenza vista a valle e la tensione vista a monte;

Questo è il modo in cui in teoria dovrei calcolare il guadagno, grazie veramente dell'aiuto.
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