Diseño de filtro biquad Tow-Thomas

" ... ¿por qué se necesita ese amplificador y por qué es importante tener resistencias específicas del mismo valor? "

Algunas respuestas a tus preguntas:

• No, no es necesario que la etapa del inversor tenga una ganancia de "-1". Sin embargo, está permitido y es conveniente, ¿por qué no?

• Sí, tal etapa de inversión adicional es necesaria porque un punto de operación de CC fijo y estable necesita retroalimentación de CC negativa (1 o 3 o 5 ... etapas de inversión dentro de un circuito de retroalimentación).

• Más que eso, tampoco es necesario que otras partes (como R3) sean elegidas para ser iguales. Usted es libre de seleccionar todas las partes, siempre que las constantes de tiempo y las relaciones de las partes en las fórmulas para realizar los parámetros de filtro deseados tengan los valores correctos. Sin embargo, en muchos casos es simplemente conveniente tener la oportunidad de usar los mismos valores de las partes.

• Comentario: Las dos últimas etapas forman una etapa de integrador no inversor (integrador inversor con inversión de fase posterior). Estas dos etapas pueden reemplazarse por una sola pantalla que puede operar como no inv. integrador (integrador de fase o integrador de Deboo).

Lo compensa por un análisis más fácil, no lo voy a analizar porque es una pregunta para la tarea, le mostraré un ejemplo diferente para no privarlo de un aprendizaje valioso. Si nos fijamos en una ecuación de amplificador de instrumentación, es útil que las resistencias sean iguales entre sí para la ganancia general (y el modo común).

$$ \ frac {V_ {out}} {\ Delta V_ {in}} = \ bigg (1+ \ frac {2R_2} {R_1} \ bigg) \ bigg (\ frac {R_6 (R_3 + R_4) } {R_3 (R_5 + R_6)} + \ frac {R_4} {R_3} \ bigg) $$

Si permitimos que R3 = R5 y R4 = R6 obtengas esto:

$$ \ frac {V_ {out}} {\ Delta V_ {in}} = 2 \ frac {R_4} {R_5} $$

Por lo tanto, la respuesta está en una ronda acerca de cómo hacer que las cosas sean agradables para el análisis y el diseño de circuitos.

Para resolver esto, encuentre la función de transferencia de cada bloque y resuélvalo en un bucle abierto (tratando la primera etapa como un amplificador sumador y rompiendo el bucle entre R3 y R4). Luego, establezca la salida de la primera etapa igual a la otra entrada desconectada del amplificador sumador

Necesitas esa tercera etapa para el cambio de fase de 180 *, necesario para volver a la entrada de la etapa 1, la respuesta de "ganancia", aunque uno puede pensar que no es la correcta. Tenga en cuenta que, dado que tiene resistencias de valor fijo, cualquier "ganancia" de la tercera etapa es fija, y el objetivo de este tipo de circuito es generalmente con ganancia unitaria o menor mientras se realiza el acondicionamiento de la señal.

En aplicaciones del mundo real, se podría usar una resistencia variable para pasar de la ganancia unitaria a un factor de ganancia de 10x. Este tipo de circuito se usó a menudo en circuitos de procesamiento de audio analógico de alto dólar durante los últimos 25 años del siglo XX.