Tensión de salida del circuito equivalente a op-amp no ideal

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Estoy creando esta pregunta para preguntarte sobre un comportamiento "extraño" que estoy observando en Matlab sobre un circuito de amplificación operativa. Estoy leyendo "Fundamentos de circuitos eléctricos" en la 5ª edición, y en el capítulo sobre amplificadores operacionales estaba tratando de resolver el problema de la práctica 5.1

Heintentadoresolverloanalíticamente(amano)ynopudeobtenerlosresultadosquelosautoresdancomosoluciones.Aquíestánmisdosintentosdiferentes,elprimeroqueabarca4páginasesunmétodoactualdebifurcaciónylaúltima(5ta)imageneselmétodoactualdemalla: enlace .

Para confirmar aún más los resultados obtenidos, he modelado el circuito en Matlab de dos maneras diferentes:

1) con un elemento de amplificador operacional de ganancia finita: No se puede publicar el enlace a esta imagen ...

2) con una fuente de tensión controlada y un circuito equivalente de resistencias de entrada / salida: No se puede publicar el enlace a esta imagen ...

El primer modelo respalda mis resultados. El segundo modelo respalda los resultados de los autores.

Sé que los diferentes resultados (8.99959 vs 9.0004) difieren en menos del 0.1% y que probablemente ni siquiera valdría la pena crear esta pregunta, pero oye, esto no es tarea ni soy estudiante de Ingeniería Eléctrica. Solo tengo curiosidad por saber por qué sucede esto.

Bueno, asumiendo que en realidad modelé un circuito equivalente, ¿por qué Matlab me está dando dos resultados diferentes para el voltaje de salida?

¿Por qué mi resultado analítico es diferente de los autores? ¿Cometí algún error en mis cálculos?

    
pregunta Scout

3 respuestas

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Las ecuaciones de voltaje de nodo no son tan difíciles. Pero es realmente un trabajo tedioso escribir las ecuaciones. Obtuve el mismo resultado contigo, tal vez ambos estamos equivocados :).

    
respondido por el diverger
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He notado un problema con los modelos vinculados:

Tu respuesta

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Respuesta del libro

simular este circuito

Al principio me sorprendió mucho que el libro recibiera una respuesta "razonable", considerando que no parece que tenga una respuesta negativa para un amplificador operacional ideal. Sin embargo, considere qué sucede cuando Vout = 9.0004V (por ahora voy a ignorar a Ro y Ri, es decir, Ri = \ $ \ infty \ $ y Ro = 0):

\ begin {equation} V ^ + = V_ {out} \ frac {5k \ Omega} {45 k \ Omega} = 1.000045V \ end {ecuación} Comprobar que esto es compatible con el modelo de amplificador operacional de bucle abierto: \ begin {equation} V_ {out} = G (V ^ + - V ^ -) = 9.0004 V \ end {ecuación}

Por pura casualidad, esta es una solución "válida". Si bien esta es una solución válida, no es del todo estable y sospecho que un modelo de amplificador operacional más "preciso" puede capturar el problema de estabilidad más fácilmente. Conectar un modelo de amplificador operacional más "preciso" en LTspice sugiere que esto es cierto: los clips Vout en uno de los rieles (en mi caso fue el riel negativo), como se esperaba para los op-amps sin retroalimentación negativa.

tl; dr: tu respuesta es correcta. Permanece bien incluso después de haber conectado un modelo de amplificador operacional más "preciso" en LTspice. También lo resolví algebraicamente usando una computadora y obtuve la misma respuesta que tú (así como diverger). Sin embargo, el resultado no es del todo comprensible, así que no lo publicaré.

    
respondido por el helloworld922
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Creo que podemos ver por inspección que la respuesta del libro debe estar equivocada, ya que los factores no ideales que se introducen (ganancia finita y resistencia de entrada y salida) todos tenderán a disminuir la ganancia del número ideal de 9.0000.

    
respondido por el Spehro Pefhany

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