Problema de análisis del circuito del amplificador en cascada

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Tengo este problema con la tarea para mi clase de electrónica y necesito ayuda.

Aquí está la declaración del problema original:

Estoesloquetengodespuésdedibujarelcircuito:

Miprofesorsiempresugierequecomencemosenlasalidayloescribamosentérminosdelaprimerafuentedependientealaizquierda,peroalintentarescribirV_out,haydosfuentesdependientes.

Noestoysegurodecómomanejareso.

Cosasqueprobé:

Divisoractual

NopuedousarundivisordecorrienteparaencontrarelvoltajeenR4porquelacombinaciónenserie(R8+R2)noestáenparalelo.YnopuedohacerunKCLenelNodoHsinagregarotravariabledesconocidaalamezcla.

ExpresiónKVLparaV_out:

Aligualqueeldivisoractual,nopuedoescribirunaexpresiónparaV_outporquenohaybuclesKVLquenorequieranquedefinaaúnmásvariables.

Luego,todoloquepudeaveriguarfuecomenzarconlaentradayescribirlasecuacionesparalasvariablesquecontrolanlasfuentesdependientes,peroesoimplicódefiniraúnmásincógnitas.Comopuedesimaginar,estosepusomuyfeo,muyrápido.

Todoslosotroscircuitosdeamplificadorquehemosvistoenclaseson"lineales", en el sentido de que no hay dos conjuntos de amplificadores en cascada apilados verticalmente, como en este problema, y no puedo encontrar nada como este circuito en el capítulo de nuestro libro de texto.

Si alguien pudiera explicar un proceso de pensamiento intuitivo o un proceso para resolver un circuito amplificador en cascada como este, estaría muy agradecido. :)

Gracias,

Caleb

    
pregunta Caleb H

1 respuesta

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Para usar las ecuaciones KVL, debes tener cuidado con las fuentes actuales. Si bien todavía es posible incluirlos en las ecuaciones, tienden a complicar las cosas. Hay uno en su circuito, parte de los dos puertos EFGH.

EsposibleconvertirestoaunequivalentedeThévenin.Paraello,determinelatensióndecircuitoabiertoylacorrientedebuclecerradoparacalcularlaresistenciaequivalente:

$$V_{thev}=V_{oc}=G\cdotv_3\cdotR_4$$

$$R_{thev}=\frac{V_{oc}}{I_{cc}}=\frac{G\cdotv_3\cdotR_4}{G\cdotv_3}=R_4$$

ElequivalentedeThéveninseconvierteen

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Antes del siguiente circuito, donde puede aplicar las leyes KVL más fácilmente:

simular este circuito

Este esquema define muy bien 3 bucles distintos (elegí de izquierda a derecha \ $ \ Gamma_1 \ $, \ $ \ Gamma_2 \ $ y \ $ \ Gamma_3 \ $, todos hacia la derecha) para los cuales podemos escribir las ecuaciones KVL:

$$ \ begin {align} -V_ {IN} + R_5 \ cdot \ Gamma_1 & = 0 \\ & \ Downarrow \\ \ Gamma_1 & = \ frac {V_ {IN}} {R_5} \ end {align} $$

(\ $ i_s = \ Gamma_1 \ $)

$$ \ begin {align} Z \ cdot \ Gamma_1 + R_1 \ cdot \ Gamma_2 + R_7 \ cdot \ Gamma_2 + R_3 \ cdot \ Gamma_2 + R_6 \ cdot \ Gamma_2 & = 0 \\ & \ Downarrow \\ Z \ cdot \ Gamma_1 + (R_1 + R_7 + R_3 + R_6) \ cdot \ Gamma_2 & = 0 \ end {align} $$

(\ $ v_1 = R_1 \ cdot \ Gamma_2 \ $, \ $ v_3 = -R_3 \ cdot \ Gamma_2 \ $)

$$ \ begin {align} -kR_1 \ cdot \ Gamma_2 + R_2 \ cdot \ Gamma_3 + R_8 \ cdot \ Gamma_3 - GR_4 (-R_3) \ cdot \ Gamma_2 + R_7 \ cdot \ Gamma_3 & = 0 \\ & \ Downarrow \\ (-kR_1 + GR_4R_3) \ cdot \ Gamma_2 + (R_2 + R_8 + R_7) \ cdot \ Gamma_3 & = 0 \ end {align} $$

Estas ecuaciones se pueden resolver de forma relativamente fácil. Finalmente, \ $ V_ {OUT} = R_8 \ cdot \ Gamma_3 \ $.

Al igual que las fuentes de corriente para KVL, las fuentes de voltaje también son un poco difíciles para las leyes KCL. KVL es preferido aquí porque:

  • Hay más fuentes de voltaje (3) que fuentes de corriente (1), por lo que podemos ahorrar trabajo
  • La única fuente de corriente está derivada con una resistencia, lo que facilita la conversión al equivalente de Thévenin
  • Las leyes de KVL no necesitan que se resuelva un nodo de tierra, KCL requeriría que elijas tierras en los tres bucles
respondido por el Sven B

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