Cálculo de la ganancia de un sistema en general. Electrónica analógica

0

Nuestro profesor nos ha dado una revisión para un próximo examen. Pero él nunca ha hecho algo como esto y nos ha dejado perplejos a muchos. Esperamos que alguien pueda guiarnos a través de esto para que podamos entender, ya que no ayudará.

  

Un sistema modular de dos amplificadores consiste en un amplificador de primera etapa con una ganancia de bucle abierto de 100, una impedancia de entrada de 25kΩ y una impedancia de salida de 2kΩ, y una segunda etapa con una impedancia de entrada de 2kΩ y una ganancia de bucle abierto de 50 y una impedancia de salida de 500Ω.

     

Calcule la ganancia del sistema en general.

     

Usando un solo amplificador operacional, especifique un tercer amplificador modular, usando los dos originales en el orden o de otro modo, de manera que la impedancia de entrada del sistema general sea 20kΩ, la impedancia de salida sea 2kΩ, y la magnitud del la ganancia de voltaje es 2000.

Pensé que podrías simplemente multiplicar las ganancias (ganancia = - Z2 / Z1) de cada amplificador operacional, pero algunos compañeros no están de acuerdo conmigo.

¿Debo acercarme a él con amplificadores operacionales o equivalentes de circuito de señal? ¿Tiene algo que ver un divisor de voltaje?

Puedo adjuntar capturas de pantalla de los diagramas de circuitos que hemos intentado.

    
pregunta gunter

2 respuestas

1

Como dice Dan Mills, deja de pensar que el sistema de amplificador invierte el amplificador operacional ya que la pregunta no lo menciona explícitamente. Solo imagine que son bloques de ganancia, podrían estar invirtiendo amplificadores operacionales, pero eso no importa. El siguiente es el esquema que se me ocurrió con la información proporcionada.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Tenga en cuenta que hay un divisor de voltaje que reduce a la mitad el voltaje de salida de la primera etapa a la entrada de la segunda etapa. Por lo tanto, la ganancia de voltaje total del sistema sería 100 * 0.5 * 50 = 2500 .

Para la segunda parte, la pregunta insiste en que la tercera etapa debe construirse con un solo módulo operativo. Así que deja que sea un opamp inversor. Podemos usar un opamp inversor con Rin de 20k como la primera etapa y el amplificador con una impedancia de salida de 2k como la etapa final como se muestra a continuación:

simular este circuito

Para calcular la resistencia de realimentación R2 del amplificador inversor de la primera etapa, debemos usar el hecho de que la ganancia general del sistema es 2000.

Ganancia general = (R / 20) * 50 * (25 / 25.5) * 100 = 2000. (Tenga en cuenta que el divisor de voltaje entre la segunda y tercera etapa)

Por lo tanto, la resistencia de realimentación R2 del amplificador inversor será 8.16k.

    
respondido por el Kevin Selva Prasanna
0

Deje de pensar en los bloques ópticos, los bloques de ganancia opaca que tienen las ganancias de voltaje especificadas y la impedancia de entrada / salida, podrían ser bloques opacos, pero nada dice que deban serlo.

Hay dos trucos a esta pregunta, en primer lugar, que la impedancia de salida de la primera etapa es 2k y la impedancia de entrada de la segunda etapa también es 2k, por lo que tiene un divisor de voltaje 2: 1 entre las etapas formadas por la entrada y impedancias de salida.

El segundo truco es recordar cuando se calcula la ganancia en dB, que dB es una relación de POTENCIA, por lo que las impedancias son importantes.

Para la primera parte:

Av (primera etapa) = 100 Av (segunda etapa) = 50 Av (intersticio) = 2k / (2k + 2k) = 0.5 Ganancia de voltaje total = 2,500

Ganancia de potencia = 20 * Log (2,500) + 10 log (25k / 500r) = 68dB + 17dB = 85dB.

Una sugerencia para la segunda parte, invierta el orden de la etapa para obtener la impedancia de salida de 2k, recalcular la atenuación entre etapas, vea qué Av total obtiene, luego calcule un opamp (Probablemente invierta, ya que es probable que necesite una ganancia | más pequeño que 1) para poner la ganancia y la impedancia de entrada donde la necesite.

    
respondido por el Dan Mills

Lea otras preguntas en las etiquetas