Midiendo el diagrama de Bode de un circuito de amplificador operacional

1

Hace unas semanas tuve que hacer un experimento y uno de los ejercicios fue medir el diagrama de Bode de un amplificador operacional. Las instrucciones nos indicaron que midiéramos la diferencia de voltaje y fase en los puntos \ $ TP_ {37} \ $ y \ $ R_ {41} \ $. Durante el experimento, uno de los instructores nos dijo que usáramos \ $ TP_ {44} \ $ en lugar de \ $ R_ {41} \ $.

Sin embargo, cuando miro el esquema del circuito, no entiendo cómo estos puntos me darán la información correcta. El segundo amplificador operacional actúa como un búfer, y no debería cambiar la señal de ninguna manera (en teoría), por lo que se nos dijo que lo ignoráramos. ¿Cuál es el punto entonces de tomar la proporción de \ $ TP_ {44} \ $ y \ $ TP_ {37} \ $? A mi entender, se supone que debe tomar la proporción de \ $ V_ {in} \ $ (= \ $ TP_ {41} \ $) y \ $ V_ {out} \ $ (= \ $ TP_ {42} \ approx TP_ {44} \ approx TP_ {37}) \ $. ¿Alguien tiene una idea de cuál es el método correcto?

De todos modos, encontré la siguiente función de transferencia para el amplificador operacional.

$$ H (s) = \ frac {-C_1} {C_2} \ frac {\ frac {1} {R_1C_1} + s} {\ frac {1} {R_2C_2} + s} \\ C_1 = 220pF , \ quad C_2 = 100pF, \ quad R_1 = R_2 = 22k \ Omega $$

.

Los voltajes medidos:

Cuandotomolarelacióndelosvoltajes,ningunodeellospareceseguirlamagnituddelagráficadebode.Séqueunacoincidenciadel100%esmuyimprobable,peronisiquieraseacerca.Heprobadodiferentescombinaciones.

¿Alguiensabequétipodeconfiguracióndeamplificadoroperacionalesesta?HebuscadoentodaslasimágenesdeGoogleunaconfiguraciónsimilar,peronopudeencontrarnada.Sinembargo,encontréestamismaconfiguraciónenellibro"Esquemas de dispositivos electrónicos y circuitos de Schaum (2ª ed.), P288". Solo confirma mi función de transferencia.

Cualquier consejo / ayuda es muy apreciado.

EDIT

Algunos de ustedes señalaron que debería usar JP22 como mi entrada, y estoy de acuerdo. Estaba confundido ya que en la tarea me pidieron que mirara las señales en TP37 y R41. La señal de entrada debe ser 2.1V pk-pk.

También creo que debo calcular el diagrama de Bode de todo el circuito, no solo desde el primer amplificador operacional. Las preguntas se leen como:

" Mida la gráfica de bode para la amplificación de voltaje y la diferencia de fase entre la entrada y la salida de CA de 50Hz a 10MHz".

Mis disculpas por esta falta de claridad.

    
pregunta space

3 respuestas

1

En función de la función de transferencia y el circuito, el contenido del cuadro rojo es un filtro de retardo de avance, según la elección de C1 y C2. La diferencia depende de qué capacitor es más grande. Para algunas frecuencias, la ganancia será la unidad, y para otras, será C1 / C2. Los filtros de avance / retraso también tienen un efecto, por supuesto, en la fase. Una causa de plomo para ciertas frecuencias, la otra demora.

Tienes razón en que el segundo amplificador operacional es un búfer. Lo más probable es que la proporción sea simplemente un ejercicio para ti. Sin embargo, a una cierta frecuencia, un amplificador operacional comenzará a actuar como un filtro de paso bajo, aunque el MCP6022 tiene un ancho de banda de 10MHz. Esto podría significar cualquier cosa, pero esperaría ver una caída de -3dB aquí.

Otros pueden corregirme, pero yo esperaría que su aporte sea a través de JP22. No creo que el TP41 te diga mucho. Su función de transferencia es ciertamente desde JP22.

No creo que tus números signifiquen mucho sin la entrada? Pero le sugiero que se asegure de que está convirtiendo de Hz a Rad / s para su función de transferencia.

¡Buena suerte y perseverante! Por favor, siéntase libre de corregirme, yo también soy un estudiante.

    
respondido por el Brian Dohler
0

Has hablado de una "trama de BODE de un opamp". Más bien creo que necesita la gráfica BODE de un circuito (filtro) dependiente de la frecuencia que contiene un opamp. ¿Es esto correcto? ¿Es esta tu tarea? ¡Tenga en cuenta que la función de transferencia mostrada NO es la función de transferencia del opamp sino para todo el circuito!

Con el objetivo de no perturbar la señal de salida del primer opamp, creo que debería usar la salida del búfer de ganancia unitaria (segundo opamp). Eso es TP37. Y NO use TP41 como Vin. La entrada correcta está en JP22.

Sin embargo, ¿cuál es el significado de lo siguiente: ... ninguno de ellos parece seguir la magnitud de la gráfica de bode. ?

Creo, ¿USTEDES están creando la trama? No entiendo. ¿Comparas tus resultados con otra trama (existente)?

EDIT : Ahora entiendo que es su tarea encontrar el gráfico BODE teórico de todo el sistema y compararlo con los datos medidos. Para este propósito, es necesario que primero obtenga una impresión de la función de magnitud principio (para saber cuál y cuántos puntos de prueba (frecuencias) debe tener en cuenta). ). En su caso, parece que necesita muchas más mediciones en el rango de frecuencia inferior (hasta 10 kHz), en lugar de un solo punto a 50 Hz. Por encima de 10 kHz notará un cambio drástico de magnitud y fase y, por supuesto, aquí también necesitará muchas más mediciones. De lo contrario, no podrá construir los diagramas de magnitud y fase correspondientes.

Y no olvide: (1) Necesita la relación entrada-salida (tiene sentido utilizar 1Vrms como entrada). (2) Es común utilizar un eje de frecuencia escalada de registro.

    
respondido por el LvW
0

El TF del cuadro rojo, desde JP22 (entrada) a TP42 (salida) es: \ $ \ small G (s) = - \ large \ frac {1 + 2 \ tau s} {1+ \ tau s } \ $, donde \ $ \ small \ tau = 2.42 \ times 10 ^ {- 6} \: sec \ $. Así que es una red líder de fase.

    
respondido por el Chu

Lea otras preguntas en las etiquetas