Gráfico de flujo de señal para circuitos eléctricos

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Soy un estudiante y mi pregunta es sobre encontrar el gráfico de flujo de señal para un circuito simple.

Encontrélafórmulaanteriorparaunnodo\$k\$con\$U_k\$potencial.Enellibrosedicequeestaesunabaseparaconstruirelgráficodeflujodeseñalutilizandopotencialesdenodos.

\$k\$eselnúmerodelnodo,

\$U_k\$espotencial,

\$S_k\$lasumadelasadmitenciasdelnodo\$k\$

\$Y_{jk}\$eslaadmisiónentre\$j\$nodocon\$U_j\$potencialy\$k\$nodo

\$I_{gk}\$eslasumaalgebraicadecorrientesenelnodo\$k\$(signopositivosilacorrienteingresaenelnodo,signonegativosilacorrientesaledelnodo)

Acontinuación,unejemplodeestecircuitoparaelquenecesitamosencontrarlafuncióndetransferencia\$H(s)=\frac{U_2(s)}{E(s)}\$:

Escriben en el libro el siguiente sistema lineal:

$$ U_1S_1 = GE + GU_2 $$

$$ U_2S_2 = GU_1 + sCU_3 $$

$$ U_3S_3 = sCE + sCU_2 $$

donde:

$$ \ require {cancel} \ cancel {S_1 = 2 (sC + G)} $$

$$ S_1 = 2G + sC $$

$$ S_2 = sC + G $$

$$ S_3 = 2 (sC + G) $$

\ $ G \ $ es la parte real de la admisión \ $ Y_ {jk} \ $ o \ $ G = \ frac {1} {R} \ $.

A partir de las ecuaciones anteriores, encuentran la ecuación del potencial en cada nodo como:

$$ U_1 = \ frac {G} {S_1} E + \ frac {G} {S_1} U_2 $$

$$ U_2 = \ frac {G} {S_2} U_1 + \ frac {sC} {S_2} U_3 $$

$$ U_3 = \ frac {sC} {S_3} E + \ frac {sC} {S_3} U_2 $$

El gráfico de flujo de señal resultante es:

Si\$S_k\$eslasumadelasadmitenciasdelnodo\$k\$,cómocalcularon\$S_1=2(sC+G)\$

Entiendoparaelnodo2:\$S_2=sC+G\$(porquetengounaresistenciadesdeelnodo1alnodo2yuncondensadordelnodo3alnodo2).

¿Porquéparaelnodo1:\$S_1\$expresiónnoes\$S_1=2G+sC\$?¿Estámalenellibro?

Ediciónposterior:laexpresióncorrectapara\$S_1\$esdehecho\$S_1=2G+sC\$.

¿Dóndeestánlascorrientesdelaprimerafórmula?

Ediciónposterior:esetérminoesigualacero.

Necesitoentenderporquetengoqueencontrarelgráficodeflujodeseñalparaestecircuitoy,enbasealgráfico,encontrarlafuncióndetransferenciausandolaregladeMason:

Espero que alguien me pueda ayudar! Gracias de antemano!

Saludos cordiales, Daniel

    
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1 respuesta

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Permítame etiquetar los nodos intermedios en el circuito usando las letras A, B y C como se muestra a continuación.

LasecuacionesnodalesenlosnodosA,ByCsepuedenreorganizarparaobtenerlastresecuacionesquesedanacontinuación.

$$\begin{align}U_AS_A&=CsU_1+CsU_B\tag1\\U_BS_B&=\frac{G}{2}U_1+GU_2+CsU_A\tag2\\U_CS_C&=GU_1+G'U_2\tag3\end{align}$$

Donde,\$G=\frac{1}{R}\$,\$G'=\frac{1}{K}\$.\$U_A,U_B\$y\$U_C\$sonelpotencialenlosnodosA,ByCrespectivamente.Y\$S_A,S_B\$y\$S_C\$sedefinendelasiguientemanera:

$$\begin{align}S_A&=G+2Cs\\S_B&=\frac{3}{2}G+Cs\\S_C&=G+G'\end{align}$$

Dejequelagananciadelamplificadoroperacionalsea\$A_{op}\$y\$A_{op}\rightarrow\infty\$.Ahoraelvoltajedesalidadelamplificadoroperacionalsepuedeescribircomo:

$$U_2=A_{op}(U_B-U_C)|_{A_{op}\rightarrow\infty}\tag4$$

Delasecuaciones(1)a(3)elpotencialenlosnodossepuedeescribircomo:$$\begin{align}U_A&=\frac{Cs}{S_A}U_1+\frac{Cs}{S_A}U_B\tag5\\U_B&=\frac{G}{2S_B}U_1+\frac{G}{S_B}U_2+\frac{Cs}{S_B}U_A\tag6\\U_C&=\frac{G}{S_C}U_1+\frac{G'}{S_C}U_2\tag7\end{align}$$

Elgráficodeflujodeseñalsepuededibujarusandolasecuacionesde(4)a(7)comoseindicaacontinuación:

Puede aplicar el límite \ $ A_ {op} \ rightarrow \ infty \ $ mientras simplifica los cálculos.

    
respondido por el nidhin

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