Przedwzmacniacz / Wzmacniacz

Jesli jesteś początkującym elektronikiem, to tu z pewnością znajdziesz pomoc. Miejsce dobre do dyskusji nad podstawami elektroniki w zakresie teorii i praktyki.
ODPOWIEDZ
solark
-
Posty: 98
Rejestracja: 13 wrz 2011, 16:39
Lokalizacja: Zagórz

Przedwzmacniacz / Wzmacniacz

Post autor: solark » 19 sie 2017, 12:53

Witam Wszystkich ponownie

Mam problem ze schematem jak poniżej. Układ pochodzi z książki "Wzmacniacze operacyjne" Pana Piotra Góreckiego.
Generalnie to nie wiem czy pracuje on jako układ odwracający czy niodwracający ale chyba jako układ nieodwracający skoro Pan Piotr Górecki pisze że dla wysokich częstotliwości wzmocnienie jest równe 23.
Jest również napisane że dla układu jako całości obowiązuje charakterystyka A czyli że nachylenie krzywej jest dwa razy większe niż dla normalnego filtru górnoprzepustowego i wynosi 40 dB na dekadę (niestety nie wiem skąd to się wzięło) czego niestety nie widzę na tym wykresie bo nawet skala na osi pionowej nie ma 40 dB a nachylenie jest raczej mniejsze.
Nie rozumiem też skąd się wzięła ta częstotliwość graniczna 24,9 Hz (Jak to obliczyć?).
Nie rozumiem również skąd się wzięła krzywa C gdy wielokrotnie zwiększymy C3 a wzmocnienie dla najniższych częstotliwości będzie wynosiło 1 ale już chyba wiem dlaczego bo układ stanie się wtórnikiem.
Proszę o pomoc :roll:
Załączniki
Schemat_4.jpg

Jony130
Moderator
Posty: 3148
Rejestracja: 11 sie 2005, 16:33
Lokalizacja: wrocław

Post autor: Jony130 » 19 sie 2017, 16:54

solark pisze:Generalnie to nie wiem czy pracuje on jako układ odwracający czy niodwracający
A niby dlaczego? Co przeszkadza ci w jednoznacznym rozpoznaniu?
solark pisze:Jest również napisane że dla układu jako całości obowiązuje charakterystyka A czyli że nachylenie krzywej jest dwa razy większe niż dla normalnego filtru górnoprzepustowego i wynosi 40 dB na dekadę (niestety nie wiem skąd to się wzięło) czego niestety nie widzę na tym wykresie bo nawet skala na osi pionowej nie ma 40 dB a nachylenie jest raczej mniejsze.
Bo w tym układzie masz dwa filtry górnoprzepustowe. I tak filtr na R3, C3 ma nachylenie w pasmie zaporowym równe 20dB/dek tak samo jak filtr na R1,C1. I te nachylanie się "dodają" (dodawanie logarytmów to mnożenie w skali liniowej) i dlatego mamy 40dB/dec ale o tym to w rozdziale 12 powinno coś być.

Ale chodzisz wiesz skąd te 20dB/dec się wzięło? Podpowiem że ma to coś wspólnego z reaktancją Xc.
solark pisze:Nie rozumiem też skąd się wzięła ta częstotliwość graniczna 24,9 Hz (Jak to obliczyć?).
Zauważ że mamy dwa filtry górnoprzepustowe "nastawione" na tą samą częstotliwości graniczną.
I tak się składa, że ich wypadkowa częstotliwości graniczna wynosi te 16Hz. Ale okazało się że dla tej częstotliwości wzmocnienie maleje o -6dB a nas interesuje częstotliwość przy której wzmacnianie maleje o -3dB. Dlatego wypadkowa częstotliwość graniczna przy której wzmocnienie malej o te -3dB będzie większa o 1/√(√2 - 1 ) ≈ 1.553
Czyli 16Hz•1.553 ≈ 24.9Hz
solark pisze:Nie rozumiem również skąd się wzięła krzywa C gdy wielokrotnie zwiększymy C3 a wzmocnienie dla najniższych częstotliwości będzie wynosiło 1 ale już chyba wiem dlaczego bo układ stanie się wtórnikiem.
Zwiększenie C3 oznacza że częstotliwość graniczna filtry na R3,C1 przesunie się w stronę niskich częstotliwości (szybciej będziemy mogli zastąpić kondensat C3 zwarciem bo Xc3 << R3). Co oznacza że zostaje nam tylko C1 i R1 jako filtr o częstotliwości granicznej równej 16Hz. A dla niższych częstotliwości C1 stanowi rozwarcie (przerwę w obwodzie).
A to zmienia twój wzmacniacz we wtórnik napięciowy o wzmocnieniu równy 1V/V.

I przykładowa (poglądowa) charakterystyka częstotliwościowa (bez C3) wygląda tak
Załączniki
WO2.png
WO2.png (6.07 KiB) Przejrzano 2418 razy

solark
-
Posty: 98
Rejestracja: 13 wrz 2011, 16:39
Lokalizacja: Zagórz

Post autor: solark » 19 sie 2017, 20:07

Dzięki Jony130 za odpowiedź
Te decybele wydaje mi się że wzięły się z tego że reaktancja jest proporcjonalna do odwrotnosci czestotliwosci a wzmocnienie jest proporcjonalne do odwrotnosci reaktancji czyli proporcjonalne do czestotliwosci także jak częstotliwość rośnie o dekadę to wzmocnienie rośnie o dekade (lub maleje)
Tyle wiem ale nie wiem skąd sie wzięło to wyliczenie tego mnożnika 1,5?

Jony130
Moderator
Posty: 3148
Rejestracja: 11 sie 2005, 16:33
Lokalizacja: wrocław

Post autor: Jony130 » 20 sie 2017, 8:12

solark pisze:Te decybele wydaje mi się że wzięły się z tego że reaktancja jest proporcjonalna do odwrotnosci czestotliwosci a wzmocnienie jest proporcjonalne do odwrotnosci reaktancji czyli proporcjonalne do czestotliwosci także jak częstotliwość rośnie o dekadę to wzmocnienie rośnie o dekade (lub maleje)
A dokładnie chodzi oto, że reaktancja kondensatora malej właśnie o te 20dB na dekadę czyli o dziesięć wraz ze wzrostem częstotliwości.

Np. Xc = 1KΩ dla F = 100Hz to Xc dla F = 1kHz wyniesie 100Ω
solark pisze:Tyle wiem ale nie wiem skąd sie wzięło to wyliczenie tego mnożnika 1,5?
No a umiesz napisać wzór na "wzmocnienie" prostego filtru górnoprzepustowego?

http://www.wolframalpha.com/input/?i=(F ... olve+for+F

Gdzie A to częstotliwość graniczna naszego filtra. A skoro mamy dwa filtry o tej samej częstotliwości granicznej A ich "wzmocnienia" trzeba przemnożyć i znaleźć taką częstotliwość dla której wzmocnienie jest równe -3dB czyli 1/√2
I tak się właśnie złożyło ze rozwiązaniem tego jest ta liczba 1/√(√2 - 1 ) ≈ 1.5538

Choć wolframalpha lepiej to pokazuje dla filtru dolnoprzepustowego i gdy za A wstawimy 1 (bo chcemy ogólne rozwiązanie).
http://www.wolframalpha.com/input/?i=1% ... olve+for+F

Ale to taka ciekawostka. Nie przejmuje się jeżeli nic z tego nie rozumiesz. Bo w praktyce bardzo rzadko korzystamy z tych zależności.

Maja83
-
Posty: 16
Rejestracja: 10 mar 2016, 8:29
Lokalizacja: Śląsk

Post autor: Maja83 » 24 sie 2017, 10:18

Hej

Mam takie pytanie w jaki sposób działa filtr R1 C1. No bo to jest szeregowe połączenie R i C. R3 C3 to znam zasade, działa troche jak dzielnik napięcia zalezny od częstotliwości. No to jest jasne. Ale tu nie rozumiem tego to jest szeregowe połaczenie R i C.

Jony130
Moderator
Posty: 3148
Rejestracja: 11 sie 2005, 16:33
Lokalizacja: wrocław

Post autor: Jony130 » 24 sie 2017, 14:06

Maja83 pisze:Hej
Mam takie pytanie w jaki sposób działa filtr R1 C1. No bo to jest szeregowe połączenie R i C. R3 C3 to znam zasade, działa troche jak dzielnik napięcia zalezny od częstotliwości. No to jest jasne. Ale tu nie rozumiem tego to jest szeregowe połaczenie R i C.
Działa to praktycznie tak samo. Tylko że nie ma dzielnika napięcia bo jest on tu w tej aplikacji niepotrzebny.
Tym razem chcemy by kondensator "podłączyły" nam R1 do "masy" powyżej pewnej częstotliwości. Reaktancja kondensatora Xc maleje wraz ze wzrost częstotliwości. Czyli podłącza rezystor do "masy" powyżej pewnej częstotliwości.

Jasne to jest ?

Teraz wzór na wzmocnienie wzmacniacza opisuje ten prosty wzorek

1+ R2/(R1 + Xc) i tak dla prądu stałego i niskich częstotliwości Xc jest bardzo duża.
Dlatego wzmocnienie wzmacniacza jest równe 1V/V.
Ale wraz ze wzrostem częstotliwości maleje Xc i rezystor R1 zaczyna mieć wpływ na wzmocnienie. I ta dla częstotliwości przy której Xc = R1 = 1kΩ wzmocnienie wynosi

1+ 22kΩ/(1.41kΩ) = 16.6V/V a dla jeszcze wyższych częstotliwości gdy Xc << R1 wzmocnienie osiąga maksymalną wartość równą 1+ R2/R1 = 1 + 22k/1k = 23V/V.

I o to cała tajemnica tego filtru. Jasne to jest? Jakieś dodatkowe pytania?

Maja83
-
Posty: 16
Rejestracja: 10 mar 2016, 8:29
Lokalizacja: Śląsk

Post autor: Maja83 » 28 sie 2017, 8:36

Hej

Już rozumiem, wszytsko jasne.

Maja83
-
Posty: 16
Rejestracja: 10 mar 2016, 8:29
Lokalizacja: Śląsk

Post autor: Maja83 » 28 sie 2017, 11:15

Patrzyłam na to z innej strony , nie w ten sposób. Bo racja ten wznacniacz dla napięć stałych musi być wtórnikiem. Inaczej by wzmacniał sztuczną mase, tak mi sie przynajmniej wydaje.
Zasilany symetrycznie tego nie potrzebuje

ODPOWIEDZ