Preamplificador de audio con función de transferencia

Question

Preamplificador de audio con función de transferencia

Física
función de transferencia
amplificador operacional

jonathanc

En la imagen de arriba, verás un circuito. El ejercicio consiste en hacer una función de transferencia y dibujar un diagrama de Bode. He intentado hacer eso, pero como no hay solución, no sé si estoy en lo cierto.

Especificaciones : C1 y C2 son infinitos, no hay valor dado para las dos resistencias (R), R1=180 ohm, R2=180k ohm, C3=22 microF

Mi intento

Este es un circuito opamp no inversor, por lo que la atenuación es:

\frac{V_{o tu t}}{V_{i norte}} = 1 + \frac{R_{1} + Z_{C_{3}}}{R_{1} + R_{2} + Z_{C_{3}}}

$\frac{V_{out}}{V_{in}}=1+\frac{R_1+Z_{C_3}}{R_1+R_2+Z_{C_3}}$

Convirtiendo esto en una función de transferencia:

H (s) = \frac{R_{1} * C_{3} s + 1}{C_{3} s (R_{1} + R_{2}) + 1}

$H(s)=\frac{R_1*C_3s+1}{C_3s(R_1+R_2)+1}$ El punto cero y polar es:

z_{1} = - \frac{1}{R_{1} * C_{3}} a norte d {pag}_{1} = - \frac{1}{(R_{1} + R_{2}) * C_{3}}

$z_1=-\frac{1}{R_1*C_3}\quad and \quad p_1=-\frac{1}{(R_1+R_2)*C_3}$ Las frecuencias de magnetidad y de ruptura son:

| H (j ω) | = \frac{\sqrt{(R_{1} C_{3} ω)^{2} + 1}}{\sqrt{(C_{3} ω (R_{1} + R_{2}))^{2} + 1}} F_{b r mi a k 1} = \frac{1}{2 π R_{1} C_{3}} = 40 H z F_{b r mi a k 2} = \frac{1}{2 π (R_{1} + R_{2}) C_{3}} = 0, 04 H z

$|H(j \omega)|=\frac{\sqrt{(R_1 C_3 \omega)^2+1}}{\sqrt{(C_3 \omega (R_1+R_2))^2+1}}\\ f_{break1}=\frac{1}{2 \pi R_1 C_3}=40Hz\\ f_{break2}=\frac{1}{2 \pi (R_1+R_2) C_3}=0,04Hz$

¿Alguien puede verificar si esto es correcto o mejorarme si estoy equivocado, por favor?

EDITAR por la corrección de las respuestas.

Este es un circuito opamp no inversor, por lo que la atenuación es:

\frac{V_{o tu t}}{V_{i norte}} = \frac{R_{1} + R_{2} + Z_{C_{3}}}{R_{1} + Z_{C_{3}}}

$\frac{V_{out}}{V_{in}}=\frac{R_1+R_2+Z_{C_3}}{R_1+Z_{C_3}}$

Convirtiendo esto en una función de transferencia:

H (s) = \frac{C_{3} s (R_{1} + R_{2}) + 1}{R_{1} * C_{3} s + 1}

$H(s)=\frac{C_3s(R_1+R_2)+1}{R_1*C_3s+1}$ El polo y punto cero es:

{pag}_{1} = - \frac{1}{R_{1} * C_{3}} a norte d z_{1} = - \frac{1}{(R_{1} + R_{2}) * C_{3}}

$p_1=-\frac{1}{R_1*C_3}\quad and \quad z_1=-\frac{1}{(R_1+R_2)*C_3}$ Las frecuencias de magnetidad y de ruptura son:

| H (j ω) | = \frac{\sqrt{(C_{3} ω (R_{1} + R_{2}))^{2} + 1}}{\sqrt{(R_{1} C_{3} ω)^{2} + 1}} F_{b r mi a k 1} = \frac{1}{2 π R_{1} C_{3}} = 40 H z F_{b r mi a k 2} = \frac{1}{2 π (R_{1} + R_{2}) C_{3}} = 0, 04 H z

$|H(j \omega)|=\frac{\sqrt{(C_3 \omega (R_1+R_2))^2+1}}{\sqrt{(R_1 C_3 \omega)^2+1}}\\ f_{break1}=\frac{1}{2 \pi R_1 C_3}=40Hz\\ f_{break2}=\frac{1}{2 \pi (R_1+R_2) C_3}=0,04Hz$

tubo

Tres respuestas, un voto a favor.

Chu

Ahora ha cambiado la pregunta, utilizando las respuestas publicadas en el sitio. Así que todas las respuestas correctas ahora son inútiles. Borro el mío + voto negativo.

bobflux

Chu, no te molestes, el OP es solo un tipo preocupado por su tarea, debemos ayudar a no quejarnos.

jonathanc

Es la segunda vez que publico algo aquí. Ahora hice una sección adicional con las correcciones de las respuestas y arriba de la publicación original. Ahora, todos pueden ver el problema y la solución.

Respuestas (2)

Preamplificador de audio con función de transferencia

Ahora ha cambiado la pregunta, utilizando las respuestas publicadas en el sitio. Así que todas las respuestas correctas ahora son inútiles. Borro el mío + voto negativo.
Chu, no te molestes, el OP es solo un tipo preocupado por su tarea, debemos ayudar a no quejarnos.
Es la segunda vez que publico algo aquí. Ahora hice una sección adicional con las correcciones de las respuestas y arriba de la publicación original. Ahora, todos pueden ver el problema y la solución.

bobflux · Answer 1

La ecuación para la ganancia de su amplificador no inversor es incorrecta, debería ser:

\frac{V_{o tu t}}{V_{i {norte}^{+}}} = 1 + \frac{R_{2}}{R_{1} + Z_{C_{3}}}

$\frac{V_{out}}{V_{in^+}}=1+\frac{R_2}{R_1+Z_{C_3}}$

Dado que esta es una tarea, es más interesante que adivine un poco, por lo que le sugiero que eche un vistazo a las ecuaciones de amplificadores no inversores de su curso y verifique esto.

Tenga en cuenta que el polo de alta frecuencia no está presente aquí. Si se usa un modelo opamp perfecto, el circuito es estrictamente un paso alto.

EDITAR

Debe cambiar el eje x de sus gráficos al ancho de banda de interés. Dado que esto parece ser un preamplificador de audio, use 1Hz-100kHz, lo que le permitirá ver el ancho de banda principal (20Hz-20kHz) más lo que sucede en los bordes.

El propósito del límite C3 en la red de retroalimentación es reducir la ganancia del amplificador operacional en CC a ganancia unitaria. Esto es muy útil, ya que su opamp generalmente tendrá una compensación de CC debido a la falta de coincidencia entre los transistores de entrada, y sin la tapa, esta compensación se amplificaría por la ganancia de los circuitos, que es 1001 aquí. Por lo tanto, un opamp tendrá una compensación de 2 mV, lo que no es poco común, daría como resultado una compensación de 2 V en la salida, lo que, considerando los rieles de 0-5 V, comprometería la oscilación de voltaje disponible. Así que tenga en cuenta que el uso de C3 es para compensar los defectos que existen en los amplificadores operacionales reales, pero no en los modelos de amplificadores operacionales perfectos.

He editado mi publicación siguiendo tus correcciones. Cuando veo el gráfico de Bode, es más lógico teniendo en cuenta el objetivo del circuito dado.

Tony Estuardo EE75 · Answer 2

Casi.. Se ve bien.

Dado que los puntos de interrupción están separados por 3 décadas, puede simplificarlo básicamente a R1C3, R2C3 para puntos de interrupción de rechazo alto y bajo a -3dB f2,f1 a partir de una ganancia de 60dB = 20log R2/R1. ignore el error de redondeo de la ganancia real = 1+R2/R1=1001

su Av inicial es incorrecta. pero 1+ relación de retroalimentación negativa es la ganancia correcta como la respuesta anterior.

Gracias por tu rápida respuesta. Tracé esto en Matlab (puedes verlo aquí ), pero el gráfico comienza en 0dB y baja. Cuando leí su respuesta, noté que tiene otro punto de partida que yo tengo en Matlab. ¿Cómo puedo calcular eso, o puedo determinarlo a partir de las fórmulas anteriores? enlace a la trama
Fui demasiado rápido al leer solo tu conclusión. La ganancia inversora debe ser una relación de impedancia de Av-=-Zf/Zs y la ganancia no inversora es 1 + |Av-|

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