Ecuación de inductor equivalente (Prueba de Antoniou Gyrator)

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He estado trabajando en una prueba para la Universidad y he podido entender la mayor parte de lo que me preguntaron, pero tengo problemas para entender por qué el inductor equivalente en un Antoniou Gyrator tiene inductancia L = (R1 * R3 * R5 * C4) / R2, refiriéndose a la imagen de abajo.

Comprendí las partes de la prueba del diferenciador y los amplificadores operacionales y casi he cerrado mi razonamiento, pero no entiendo con precisión por qué esa ecuación funciona de esa manera . Por lo que he entendido, R5 * C4 es la ganancia del diferenciador, pero aparte de eso, no sé de dónde proviene la ecuación.

¿Pueden ustedes ayudarme en esto? ¿Algun consejo? Miré la otra pregunta aquí sobre este tipo de girador, pero no contestó mi pregunta específica. ¡Gracias!

    
pregunta Arrigo Lupori

1 respuesta

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simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

La figura muestra dos circuitos NIC (NIC = Convertidor de impedancia negativa).

  • La NIC 1 es estable en cortocircuito (una resistencia de fuente baja en "in1" hace que el circuito sea estable; la retroalimentación negativa domina). Es relativamente sencillo derivar la impedancia de entrada en "in1" como Zin1=-\$\frac{Ro.R2}{R3}\$.

  • La NIC 2 es estable en circuito abierto (100% de retroalimentación negativa; se requiere una gran impedancia de fuente en "in2"). La impedancia de entrada en "en 2" es Zin2 = - \ $ \ frac {R4.R6} {R5} \ $.

Ahora, si reemplaza la resistencia a tierra Ro por la resistencia de entrada Zin2, todo el circuito se mantendrá estable porque la impedancia de entrada negativa Zin2 es "mucho más que infinita". Una prueba matemática es posible. Eso significa que: el nodo inversor de NIC1 ahora está conectado con el nodo inversor de NIC2 (y se elimina Ro).

Por lo tanto, la impedancia de entrada resultante "in1" ahora será:

Zin1 = Zin = + \ $ \ frac {R2.R4.R6} {R3.R5} \ $ .

Esta es la forma básica de un "Convertidor de Impedancia Generalizada GIC ".

Este bloque de dos componentes se puede usar para crear un inductor conectado a tierra activo (reemplace R3 o R5 por un capacitor). En muchos casos, dicho GIC también se utiliza para realizar un FDNR (Resistor negativo dependiente de la frecuencia).

Una mejor disposición del circuito (circuito de Antoniou):

El circuito discutido funcionará; sin embargo, se demostró que una modificación (propuesta por Antoniou) tiene mejores propiedades porque las no ideales de opamps se cancelan entre sí hasta cierto punto (es posible que existan frecuencias más altas). El nuevo circuito (bloque GIC de Antoniou) se puede explicar de la siguiente manera:

Para los amplificadores operacionales cuasi ideales, ambos nodos de entrada que no se invierten (del GIC básico) tienen el mismo potencial porque se supone que el voltaje en los nodos de entrada de los amplificadores operacionales es cero. Por lo tanto, los nodos de entrada positivos pueden intercambiarse unos contra otros. Eso es todo. Cuando vuelva a dibujar el circuito (sin ningún cruce de líneas) llegará a los arreglos del circuito como se muestra en la pregunta original. Por supuesto, la expresión para la impedancia de entrada permanece sin cambios.

Reemplazar R3 o R5 con un condensador (Z: 1 / sC), por lo tanto, le permite realizar un inductor conectado a tierra. El valor de la inductancia se puede seleccionar con 4 resistencias y / o un condensador.

    
respondido por el LvW

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