Circuito Da Risolvere

[bjovim]

Ciao a tutti!

Sono nuovo del forum. Devo ricavare il valore di una corrente in un circuito e non ci riesco. Ecco il disegno:

Circuito

l'amplificatore è di tensione e quasi-ideale (resistenza di ingresso infinita, corto circuito virtuale in ingresso, resistenza di uscita nulla). Se si cortocircuita l'uscita dell'amplificatore e si calcola la corrente di corto-circuito, questa corrente vale

iCC = i2 + v2/R1 + i1

Perché? Non riesco a dimostrarlo e non conosco il testo da cui è preso questo calcolo. Forse non bisogna considerare l'amplificatore ideale?

Grazie se potete aiutarmi.

bjovim

[doctordf]

Sono un pò arrugginito, ma essendo l'amplificatore ideale si può applicare il principio di sovrapposizione degli effetti.

icc1= V2/R1

icc2 = i1 + i2

icc = icc1 + icc2

[bjovim]

E' sbagliato il circuito. Scusate!! Questo è giusto:

Se si applica la sovrapposizione degli effetti: soltanto con V2, come si richiude la corrente, se la resistenza in ingresso dell'amplificatore è infinita? E l'amplificatore in uscita non assorbe o eroga corrente?

bjovim

Modificato: 8 marzo 2011 da bjovim

[ludo69]

il quadripolo "amplifier" non è specificato in maniera rigorosa: NON puoi dire che è un amplificatore ideale (guadagno infinito? positivo? negativo? il "cortocircuito virtuale" è un'aberrazione educativa di PESSIMI insegnanti, in quanto la DDPzero si ottiene grazie alla retroazione esterna all'ampli, e NON è quindi una specifica dell'ampli ma della strategia di progettazione dell'intero circuito in esame, d'altronde un CCvirtuale farebbe a cazzotti con la specifica "impedenza di entrata infinita") come NON puoi dire che il quadripolo ha una impedenza di uscita ZERO e poi che la metti in CORTOCIRCUITO! hai mai misurato analiticamente la corrente di corto circuito di un generatore ideale di tensione? vai sul calcolo infinito/infinitesimale o su quello indeterminato (zero su zero).

[bjovim]

In un circuito vero no, sono d'accordo, ma qui è solo per un calcolo (semplificato) dell'influenza che hanno i generatori sull'uscita. Il guadagno si può considerare positivo.

Non si può misurare la corrente di cortocircuito, ma l'importante è in questo caso semplificato che tutti i generatori abbiano una maglia in cui può circolare corrente. Ho chiesto al forum perché non mi sembra che questa maglia esiste sempre.

Con la sovrapposizione degli effetti:

- solo con i2, la corrente in uscita è i2;

- solo con v2, il circuito non si chiude per via della resistenza d'ingresso infinita dell'amplificatore, mentre invece la corrente dovrebbe essere v2/R1;

- solo con i1, il circuito non si chiude per la resistenza d'ingresso infinita.

Come si può fare?

bjovim

[lelerelele]

forse non ci ho capito niente.......

nella tua sovrapposizione degli effetti dove metti l'effetto dato dall'amplificatore?

considerato che questa uscita a sua volta darà una tensione ed una corrente in retroazione sull'ingresso.

[ludo69]

mancano dati....mancano dati..... specie se l'ampli è non invertente!

sarebbe meglio che spieghi come hai tirato fuori questo schema (o da dove) e cosa cerchi in realtà e perchè, nel senso del problema reale da risolvere (problema di cui il tuo schema è rappresentazione).

Nessuno fà il cartomante di professione, meglio qualche dato in pù del minimo sindacale!

[bjovim]

i2 e v2 sono i generatori di rumore equivalenti in ingresso relativi all'amplificatore, che è non-rumoroso. Messa la resistenza R1 rumorosa c'è una retroazione parallelo-parallelo e si cerca il valore dei generatori di rumore equivalenti dell'amplificatore retroazionato.

Con l'ingresso aperto, come nella mia figura, si trova la corrente di rumore in uscita, che serve per i calcoli successivi.

Dell'amplificatore so solo che è un amplificatore di tensione, con guadagno positivo, considerato come ideale.

Non è sufficiente considerare che non entra corrente in ingresso e la resistenza di uscita è nulla?

[lelerelele]

anche se non ci sto capendo niente.......

se considero che questo amplificatore ha una tensione di uscita, la quale genera corrente in uscita (attraverso l'impedenza nulla di uscita), andrà pure ad avere un'effetto sulla resistenza di retroazione! e quindi sull'ingresso.

poi non capisco come un un circuito ideale vai a considwerare una resistenza rumorosa, tuttalpiù inserirai un'altro generatore di rumore! o no.

se ti serve il calcolo di rumore dell'amplificatore retroazionato, secondo me, devi calcolare il guadagno dell'amplificatore, ed in uscita ti troverai il tuo rumore in ampiezza amplificato del guadagno, (direi).

mi sembra palese che aumentando la retroazione si riduce il rumore, distorsione ed il guadagno, e si allarga la banda passante.

[ludo69]

Facciamo "reverse engineering ": se partiamo dal risultato ed ipotizzando la ricerca dei parametri del rumore allora FORSE si può dire:

la sommatoria dei tre termini:

iCC = i2 + v2/R1 + i1

rappresenta la corrente che scorrerebbe nell'ingresso del quadripolo AMPLIFIER se questo avesse la porta di ingresso in CC e di conseguenza l'uscita a ZERO volt, con l'ingresso di tutto lo schema aperto.

Allora nel nodo di ingresso dell'ampli (che ripeto deve andare in CC dentro AMPLIFIER: Zin=zero) abbiamo tre contibuti:

1) i1 in quanto a dx è chiusa a massa attraverso l'uscita dell'ampli che è appunto zero (come risultato ideale di amplificare zero Vin), nessuna corrente viene dall'ingresso totale perchè per ipotesi è aperto e attraverso un gen. di tensione (Zin=0) i1 si trova chiuso tra massa e massa, ergo il contributo è tutto i1,

2) i2 direttamente (perchè è applicata all'ingresso del quadripolo),

2) si nota che V2 lato ingresso AMPLIFIER è a massa (Zin=0) e si chiude a zeroVolt (Ovvero uscita ampli) sull'altro capo attraverso R1, ovvero l'ultimo contributo è: V2/r1.

Non saprei se è quello che volevi sentirti dire, ma sicuramente si può dire....

Ipotesi:

aprendo l'ingresso dello schema proposto e cortocircuitando l'entrata del quadripolo "amplifier", quale corrente scorrerebbe su questo CC?

risposta: iCC = i2 + v2/R1 + i1

Attento alle ipotesi proposte, perchè seppur da molti anni che non mi cimento nei calcoli del rumore negli amplificatori, esse (le ipotesi) sono FONDAMENTALI per semplificare i discorsi ma anche per uscir matti nel caso non si abbiano le idee chiare su quello che si sta cercando, sul perchè lo si stia cercando ecc.ecc.

Facce sapè

Modificato: 10 marzo 2011 da ludo69

[bjovim]

Grazie innanzitutto per il tuo aiuto.

I calcoli sono giusti, assumendo che l'amplificatore abbia resistenza d'ingresso nulla. Ciò che però non va è che quello è un amplificatore di tensione e, se è "quasi" ideale, la sua resistenza d'ingresso è grande, non nulla.

Il calcolo serve per mettere un unico generatore iCC all'ingresso dell'amplificatore con retroazione che comprenda gli effetti di questi tre.

L'ingresso di tutta la rete è aperto, per ipotesi, come nella figura.

Negli appunti poi c'è scritto che questi calcoli sono validi sempre quando la retroazione è "parallelo" all'ingresso e anche quando il quadripolo "Amplifier" è un amplificatore operazionale: in quel caso un terminale d'ingresso dell'amplificatore operazionale (quello invertente) è a massa e l'amplificatore operazionale diventa un 2-porte.

Ancora peggio: se il generatore v2 è messo così, non si può chiudere la corrente!! Non può scorrere corrente!!

[ludo69]

attento: un generatore di TENSIONE ha una resistenza serie ZERO e quindi è da considerarsi, per i percorsi della corrente, un pezzo di filo da polo a polo, tanto è vero che quando fai sovrapposizione degli effetti, a parte il generatore sotto osservazione, devi sostituire dei circuiti APERTI ai generatori di corrente, e dei CORTO CIRCUITI ai generatori di tensione.

Ricordo male?

inoltre il quadripolo AMPLIFIER, per come specifici il resto, DEVE essere INVERTENTE, altrimenti la retroazione sarebbe positiva ed il circuito instabile o oscillatorio o porterebbe l'uscita agli asintoti.

sembrerebbe un transistor con emettitore a massa e resistore di polarizzazione/retroazione tra collettore (uscita) e base (ingresso), magari la V2 potrebbe rappresentare il rumore della giunzione base-emettitore, non essendoci resistore di carico si potrebbe presumere o un carico accordato o una bobina (con condensatore di fuga e resistore verso positivo), ma ammetto che mi sto arrampicando sugli specchi.....

Magari in questa astrazione si sta cercando il segnale (Ib) di rumore equivalente all'entrata dell'amplificatore IDEALE che simulerebbe il rumore del circuito REALE

P.S.

perchè non posti la scansione di questi appunti?

Modificato: 11 marzo 2011 da ludo69

[ludo69]

intendevo tipo questo:

Modificato: 11 marzo 2011 da ludo69

[bjovim]

Sono su fogli diversi e disordinati, ho cercato di riscriverli qui.

Il disegno è quello che ho fatto, non c'è un amplificatore "vero", è un caso generale.

E' vero, ma intendevo: con la sovrapposizione degli effetti, aprendo i1 e i2 rimangono v2 e R1: se l'amplificatore è di tensione e non assorbe corrente, come l'operazionale, non c'è un percorso chiuso per la corrente. Quindi non c'è nessuna corrente v2/R1. Stessa cosa per i1.

Giusto.

Sì, è proprio così! E lo fa nel caso dell'amplificatore con retroazione (quindi Ib sarà all'ingresso di tutto l'amplificatore retroazionato).

[ludo69]

Allora, vediamo se ci sto capendo qualcosa....

Non facciamo ipotesi sull'impedenza di ingresso dell'ampli (il transistor tenderebbe idealmente a zero, l'ampli operazionale ad infinito, il transistor reale una Z bassa ma non trascurabile...) e così rimaniamo sul caso più generale.

Si può dedurre che se l'amplificazione (negativa) è elevata allora la tensione ai capi della porta di ingresso del quadripolo tende a zero, lo schema totale rappresenta quindi un amplificatore retroazionato in cui la variabile di uscita è la tensione, la variabile di entrata è una CORRENTE, è quindi un transamplificatore I -> V.

Essendo questa configurazione tale da dover generare una DDP=0 sulla porta di ingresso allora la iCC cercata potrebbe essere la MISURA della corrente di CC dell'entrata del quadripolo.

Si sarebbe trovata cioè l'entità del segnale di rumore sotto forma di corrente (iCC) da sommare nel nodo di entrata dell'ampli ideale per simularne il rumore REALE.

Ci stiamo avvicinando?

[lelerelele]

<<ludo69>>

tanto di cappello.

[ludo69]

ho trovato qualcosa...

Modificato: 14 marzo 2011 da ludo69

[bjovim]

Sì, giusto. Scusami per il ritardo

Ho provato in tutti i modi, ma i calcoli tornano solo se:

come dici correttamente. L'amplificatore non potrebbe essere di tensione.

Sì, era questo lo scopo!

[bjovim]

Nelle ultime due pagine, quindi, la corrente di i_nR (con v_n = 0 e i_n = 0) scorre tutta all'ingresso dell'amplificatore, se è di tipo I -> V. Così il calcolo che abbiamo fatto sembra giusto.