zadanie ze wzmacniaczy operacyjnych

Tu piszemy wiadomość, jeżeli zadanie domowe sprawia kłopot
i szybko potrzebujemy pomocy w rozwiązaniu.
ODPOWIEDZ
zdzislavv
-
Posty: 27
Rejestracja: 06 mar 2009, 20:50
Lokalizacja: Warszawa

zadanie ze wzmacniaczy operacyjnych

Post autor: zdzislavv » 04 cze 2009, 22:19

Witam!
http://images45.fotosik.pl/138/316ecd00f601dc86.jpg
Próbuję rozwiązać zadanie ze wzmacniaczy operacyjnych. Chcę policzyć K(jω)=Uout(jω)/Uin(jω). Zamieniam R3, R4 i C na schemat zastępczy Zz=(R3 szeregowo z C)||R4 = [(R3+1/jωC)R4]/[R3+1/jωC+R4]. (Czy działa na tym forum notacja LaTeX)? Proste równanie z napięciowego prawa Kirchhoffa niestety niewiele mi daje Uin - iz*R1 - Zz*iz = uout. Jak powinienem to policzyć?
Pozdrawiam!

Jony130
Moderator
Posty: 3170
Rejestracja: 11 sie 2005, 16:33
Lokalizacja: wrocław

Post autor: Jony130 » 04 cze 2009, 22:49

No a jak by nie było tego drugiego wzmacniacza to byś dał radę to obliczyć?

rafszym
-
Posty: 2
Rejestracja: 06 lis 2008, 17:56
Lokalizacja: Wawa

Post autor: rafszym » 05 cze 2009, 14:51

heja,

nie można dodawać R6 i R7. R8 nie ma znaczenia w układzie. R5 i R2 zwieramy jesli przyjmiemy że wzmacniacze są idealne. drugi wzmacniacz jedynie wzmacnia 3 razy napiecie wyjciowe pierwszego. 3 razy bo jego wzmocnienie to 1+R7/R6. zatem jesli Uout=15V to na wyjsciu pierwszego jest 5V, czyli pierwszy nigdy się nie nasyci do 15V.
zatem:
a. K(jw)= - Zz/R1 , gdzie Zz jak u Ciebie w poście (na Twoich kartkach jest to źle zapisane)
b. R4=100k a R3=11111, czyli z szeregu to 11k
c. ...
d. 0,15V

pzdr.

zdzislavv
-
Posty: 27
Rejestracja: 06 mar 2009, 20:50
Lokalizacja: Warszawa

Post autor: zdzislavv » 05 cze 2009, 15:12

Jony130: http://images38.fotosik.pl/134/abef9c1363dd6620.jpg

Rafszym: http://images39.fotosik.pl/134/a162fda603af46ac.jpg
Dlaczego k całego układu jest równe -Zz/R1, a nie np. -3*(Zz/R1) - innymi słowy dlaczego nie uwzględniamy ku2? I druga rzecz - co z tą low frequency, do czego to jest zbieżne (chyba, że nie tak to się liczy :) ).

Pozdrawiam!

Jony130
Moderator
Posty: 3170
Rejestracja: 11 sie 2005, 16:33
Lokalizacja: wrocław

Post autor: Jony130 » 06 cze 2009, 17:53

Przy wyznaczaniu Ku nie musisz uwzględniając drugiego wzmacniacza. Bo ona są obite jedną pętlą sprzężenia zwrotnego.
I dla składowej stałej Ku=Vout/Vin=-R4/R1 i w miarę wzrostu częstotliwość wzmocnienie dąży do Ku=-(R4||R3)/R1

zdzislavv
-
Posty: 27
Rejestracja: 06 mar 2009, 20:50
Lokalizacja: Warszawa

Post autor: zdzislavv » 06 cze 2009, 19:55

a) OK, rozumiem już, które rezystory mogę traktować jako zwarcie/przerwę i że nie muszę brać pod uwagę drugiego wzmacniacza ze względu na to, że jest on wewnątrz sprzężenia zwrotnego pierwszego.
Ale dalej nie bardzo wiem, jako policzyć to K, bo dochodzę do tego momentu i nie wiem, jak to przekształcić: http://images38.fotosik.pl/134/abef9c1363dd6620.jpg

b) Wartości te mają wynosić jak rozumiem R4=100k, R3=11111k. Liczę więc układ równań |-R4/R1|=40dB, |-(R3||R4)/R1|=20dB, ale wychodzi mi R3=40k, R4=40k. Jak więc zostały one obliczone?

d) Drugiemu wzmacniaczowi możemy podać maksymalnie na wejściu 5V. Maksymalne napięcie na wejściu pierwszego wynosi 15 podzielone przez k całego układu, czyli to, co uzyskałem w punkcie a, po podstawieniu do niego danych z punktu b.

Pozdrawiam!

Jony130
Moderator
Posty: 3170
Rejestracja: 11 sie 2005, 16:33
Lokalizacja: wrocław

Post autor: Jony130 » 07 cze 2009, 18:55

Układ będzie miał
Ku=(R4/R1)*(1+sR3C1)/(1+sC1*(R3+R4))
Czyli układ ma jedno zero
Dla Fz=0.16/(R3*C1)
i jedne biegun dla
Fp=0.16/(C1*(R3+R4))
I jeśli R1=1KΩ to dla ku=40dB=100V/V
R4=100K
A dla Ku=20dB=10V/V
R4||R3=10KΩ co dla R4=100KΩ daje R3=11.111KΩ

I co do D
A to ciekawe 100*5V=500V

zdzislavv
-
Posty: 27
Rejestracja: 06 mar 2009, 20:50
Lokalizacja: Warszawa

Post autor: zdzislavv » 07 cze 2009, 21:04

http://images50.fotosik.pl/139/4de3a0d0d542057e.jpg
W zasadzie to mam trzy pytanka:
1) Gdzie mi się zgubił ten minus przy ku?
2) Skąd się wzięło razy 100 w poleceniu (d)?
3) Jakieś wskazówki do narysowania tych dwóch wykresów Bodego (nie bardzo rozumiem o co chodzi z tymi arcusami tangensami)?
Pozdrawiam i dzięki:)

Jony130
Moderator
Posty: 3170
Rejestracja: 11 sie 2005, 16:33
Lokalizacja: wrocław

Post autor: Jony130 » 08 cze 2009, 17:50

AD1. Hmm, nie rozumiem.
Zresztą tym minusem się nie przejmuj, on tylko informuje ze układ odwraca fazę.
Dlatego bardzo często piszemy dla wzmacniacza odwracającego Au=R2/R1.
A minus mamy w pamięci.
I zobacz sobie tu:
http://users.ece.gatech.edu/~mleach/ece ... s/bode.pdf
Otwórz na stronie 4 "Impedance Transfer Functions" i zobacz jak łatwo można wyznaczyć impedancję zastępczą.
A tu rozszerzenie
http://users.ece.gatech.edu/~mleach/ece ... eorems.pdf

AD2.
A to ty nie masz wyznaczyć Uin_max które nie powoduje nasycenia?.
A wzmocnienie wynosi przecież 100V/V (40dB)

AD3.
W tym pierwszym pdf-je masz wskazówki na ten temat.
I w twoim przypadku wykres będzie bardzo podobny do tego co mamy na rys. 4.

zdzislavv
-
Posty: 27
Rejestracja: 06 mar 2009, 20:50
Lokalizacja: Warszawa

Post autor: zdzislavv » 09 cze 2009, 11:28

OK, zabrałem się za ztheorems.pdf i nie potrafię zrozumiec jednej rzeczy - a mianowicie skąd na stronie czwartej w liczniku dla (a) wzięło się R2||R3+R4, zaś w (b) R2+R3. Mogę prosic o wyjaśnienie :)?
Pozdrawiam

Jony130
Moderator
Posty: 3170
Rejestracja: 11 sie 2005, 16:33
Lokalizacja: wrocław

Post autor: Jony130 » 09 cze 2009, 15:36

W liczniku mamy V2 więc zwieramy V2 do masy i wyznaczamy rezystancję zastępczą widzianą z zacisków kondensatora. A V1 jest wtedy niepodłączony, "wisi w powietrzu".

zdzislavv
-
Posty: 27
Rejestracja: 06 mar 2009, 20:50
Lokalizacja: Warszawa

Post autor: zdzislavv » 24 cze 2009, 21:21

Możesz mi wyjaśnić skąd się wzięło 0,16 w liczniku zera i bieguna? Pozdrawiam.

Jony130
Moderator
Posty: 3170
Rejestracja: 11 sie 2005, 16:33
Lokalizacja: wrocław

Post autor: Jony130 » 25 cze 2009, 14:00

Ano z tego 1/(2*PI)=0.16.
Bo "dokładny" wzór to:
F=1/(2*PI*R*C)

ODPOWIEDZ