Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Jak obliczyć wzmocnienie

08 Paź 2007 17:07 4980 9
  • Specjalista elektronik
    Witam,
    wzmocnienie tego wzmacniacza wynosi ok 30V/V.
    Ale jak to, aż 30, to chyba przez ten mostek, ale jak to wyliczyć.
    Jak obliczyć wzmocnienie
  • Pomocny post
    Poziom 43  
    Witam,
    ależ to proste, wystarczą Prawa Kirchhoffa i założenia (analiza dla m. cz.):
    - ω•L1 ==> 0,
    - 1/(ω•C1) ==> ∞,
    - Vplus = Vminus, to wartości, odpowiednio, potencjałów wejść wzmacniacza operacyjnego,
    natomiast Uin, oraz Uout są zdeterminowane, a reszta rezystancyjnej sieci elektrycznej jest opisana.
    Oczywiście:
    ku = Uout/Uin

    Pozdrawiam
  • Specjalista elektronik
    Czyli
    (Uin-Vminus)/R1=(Vminus-Uout)/R2
    I
    Vminus=Vplus=Uout*Rz/(Rz+R3)

    Rz=R4||R5

    I ostatecznie
    Vout/Vin=R2*(Rz+R3)/(Rz*R2-R1*R3)
    dobrze?
  • Pomocny post
    Poziom 43  
    jony napisał:
    Czyli
    (Uin-Vminus)/R1=(Vminus-Uout)/R2
    I
    Vminus=Vplus=Uout*Rz/(Rz+R3)

    Rz=R4||R5

    I ostatecznie
    Vout/Vin=R2*(Rz+R3)/(Rz*R2-R1*R3)
    dobrze?

    wyszło mi, że tak i taka wartość wzmocnienia:
    ku =2•(10/11+2)/(2•10/11-1•2)=(-3.20000000000000E+0001)V/V=-32V/V.

    Pozdrawiam
  • Specjalista elektronik
    Czyli w nocie aplikacyjnej LM12 nie okłamali pisząc ze wzmocnienie wynosi ok 30. Chodź na pierwszy rzut oka nie wygląda by było aż tak duże. Na dodatek schemat narysowane jest dosyć pokrętnie.
  • Poziom 43  
    Witam,
    jony napisał:
    Czyli w nocie aplikacyjnej LM12 nie okłamali pisząc ze wzmocnienie wynosi ok 30. Chodź na pierwszy rzut oka nie wygląda by było aż tak duże. Na dodatek schemat narysowane jest dosyć pokrętnie.

    ano fakt. A tak OffTopic, to jest tak często, jak funkcjonują dwa sprzężenia zwrotne, czyli ujemne i dodatnie.
    Poza tym, to jest bardzo ciekawy układ powiększenia amplitudy i mocy wyjściowej wzmacniacza operacyjnego.
    Elementy L1 i C1 zastosowano w celu poszerzenia pasma (górna częstotliwość graniczna).
    Przyznam się, iż nie był mi dotąd ten układ znany. Schowałem go sobie... :D

    Pozdrawiam
  • Pomocny post
    Pomocny dla użytkowników
    Tego "artystę" co rysował ten schemat to należałoby dożywotnio ołówka pozbawić :D zaciemnił wszystko.

    Ten schemat po przerysowaniu staje się dużo czytelniejszy :D

    Quarz napisał:


    Elementy L1 i C1 zastosowano w celu poszerzenia pasma (górna częstotliwość graniczna).


    Niestety, nie !

    L1 zabezpiecza przed wzbudzeniem wzmacniacza na wysokich częstoliwościach w przypadku podłączenia obciążenia o charakterze pojemnościowym (lub w przypadku, gdy dla jakichś częstotliwości obciążenie staje się pojemnościowe).
    Rezystor R13 zmniejsza dobroć układu szeregowego L1,Cobc.

    Patrz karta katalogowa układu LM12 strona 7 - REACTIVE LOAD

    http://cache.national.com/ds/LM/LM12CL.pdf

    C1 - ogranicza pasmo częstotliwości wzmacniacza do ok. 72 kHz (jest równolegle do R2). Do standardowego wzoru na f graniczne dochodzi mnożnik wynikający z istnienia dodatniego sprzężenia zwrotnego (coś ok. 11)
    (poprzednie wartości wynikały z symulacji dla C1=200p, nie te wpisałem)

    Wzmocnienie tego układu dla częstotliwości < fmax wzmacniacza (dla wzmocnienia 1) opisuje wzorek:


    $$A_{uf}(j\omega)=\frac{-R2}{R1-a*(R1+R2)+R1*(1-a)*j\omega R2*C1}$$

    Po przekształceniu:

    $$A_{uf}(j\omega)=\frac{-R2}{R1-a*(R1+R2)}*\frac{1}{1+j\omega\frac{R1*(1-a)}{R1-a*(R1+R2)}R_2*C_1}$$

    z powyższego można wywieść wzór na górną częstotliwość wzmacniacza


    $$fg=\frac{1}{2*\Pi*R_2*C_1}*\frac{R1-a*(R1+R2)}{R1*(1-a)}$$


    gdzie

    a - współczynnik podziału napięcia wyjściowego podawanego na wejście
    nieodwracające wzmacniacza (dodatnie sprzężenie zwrotne)

    $$a=\frac{R4||R5}{R3+R4||R5}$$


    $$a\lt{\frac{R1}{R1+R2}$$

    Wzmocnienie układu wynosi prawie dokładnie 30 dB (czyli dość typowo dla wzmacniaczy mocy)

    zmiana wzmocnienia przez zmianę wartości a powoduje także zwiększanie częstotliwości granicznej układu:

    a - rośnie -> fg maleje
    (dla małych wartości a, obliczone z prostego modelu częstotliwości
    odbiegają od rzeczywistych sam wzmacniacz ma pasmo
    ok. 700 kHz przy wzmocnieniu 1 a podany wzór tego nie uwzględnia

    Code:

    a= 0,00     Wzm=  -2,00 ( 6,02 dB)     
    a= 0,02     Wzm=  -2,13 ( 6,56 dB)     
    a= 0,04     Wzm=  -2,27 ( 7,13 dB)     
    a= 0,06     Wzm=  -2,44 ( 7,74 dB)     
    a= 0,08     Wzm=  -2,63 ( 8,40 dB)     
    a= 0,10     Wzm=  -2,86 ( 9,12 dB)     
    a= 0,12     Wzm=  -3,13 ( 9,90 dB)     
    a= 0,14     Wzm=  -3,45 (10,75 dB)     
    a= 0,16     Wzm=  -3,85 (11,70 dB)     
    a= 0,18     Wzm=  -4,35 (12,77 dB)     
    a= 0,20     Wzm=  -5,00 (13,98 dB)     fg= 397887  Hz
    a= 0,22     Wzm=  -5,88 (15,39 dB)     fg= 346876  Hz
    a= 0,24     Wzm=  -7,14 (17,08 dB)     fg= 293180  Hz
    a= 0,26     Wzm=  -9,09 (19,17 dB)     fg= 236581  Hz
    a= 0,28     Wzm= -12,50 (21,94 dB)     fg= 176838  Hz
    a= 0,30     Wzm= -20,00 (26,02 dB)     fg= 113682  Hz
    a= 0,31     Wzm= -28,57 (29,12 dB)     fg=  80730  Hz


    i dla elementów z układu:

    Code:

    a= 0,3125  Wzm= -32,00(30,10 dB)     fg= 72343,2 Hz
  • Pomocny post
    Pomocny dla użytkowników
    Poprawione
  • Poziom 43  
    Paweł Es. napisał:
    Tego "artystę" co rysował ten schemat to należałoby dożywotnio ołówka pozbawić :D zaciemnił wszystko.

    Ten schemat po przerysowaniu staje się dużo czytelniejszy :D

    Quarz napisał:


    Elementy L1 i C1 zastosowano w celu poszerzenia pasma (górna częstotliwość graniczna).


    Niestety, nie !

    L1 zabezpiecza przed wzbudzeniem wzmacniacza na wysokich częstoliwościach w przypadku podłączenia obciążenia o charakterze pojemnościowym (lub w przypadku, gdy dla jakichś częstotliwości obciążenie staje się pojemnościowe).
    Rezystor R13 zmniejsza dobroć układu szeregowego L1,Cobc.

    Patrz karta katalogowa układu LM12 strona 7 - REACTIVE LOAD

    http://cache.national.com/ds/LM/LM12CL.pdf

    C1 - ogranicza pasmo częstotliwości wzmacniacza do ok. 72 kHz (jest równolegle do R2). Do standardowego wzoru na f graniczne dochodzi mnożnik wynikający z istnienia dodatniego sprzężenia zwrotnego (coś ok. 11)
    (poprzednie wartości wynikały z symulacji dla C1=200p, nie te wpisałem)

    Wzmocnienie tego układu dla częstotliwości < fmax wzmacniacza (dla wzmocnienia 1) opisuje wzorek:


    $$A_{uf}(j\omega)=\frac{-R2}{R1-a*(R1+R2)+R1*(1-a)*j\omega R2*C1}$$

    Po przekształceniu:

    $$A_{uf}(j\omega)=\frac{-R2}{R1-a*(R1+R2)}*\frac{1}{1+j\omega\frac{R1*(1-a)}{R1-a*(R1+R2)}R_2*C_1}$$

    z powyższego można wywieść wzór na górną częstotliwość wzmacniacza


    $$fg=\frac{1}{2*\Pi*R_2*C_1}*\frac{R1-a*(R1+R2)}{R1*(1-a)}$$


    gdzie

    a - współczynnik podziału napięcia wyjściowego podawanego na wejście
    nieodwracające wzmacniacza (dodatnie sprzężenie zwrotne)

    $$a=\frac{R4||R5}{R3+R4||R5}$$


    $$a\lt{\frac{R1}{R1+R2}$$

    Wzmocnienie układu wynosi prawie dokładnie 30 dB (czyli dość typowo dla wzmacniaczy mocy)

    zmiana wzmocnienia przez zmianę wartości a powoduje także zwiększanie częstotliwości granicznej układu:

    a - rośnie -> fg maleje
    (dla małych wartości a, obliczone z prostego modelu częstotliwości
    odbiegają od rzeczywistych sam wzmacniacz ma pasmo
    ok. 700 kHz przy wzmocnieniu 1 a podany wzór tego nie uwzględnia

    Code:

    a= 0,00     Wzm=  -2,00 ( 6,02 dB)     
    a= 0,02     Wzm=  -2,13 ( 6,56 dB)     
    a= 0,04     Wzm=  -2,27 ( 7,13 dB)     
    a= 0,06     Wzm=  -2,44 ( 7,74 dB)     
    a= 0,08     Wzm=  -2,63 ( 8,40 dB)     
    a= 0,10     Wzm=  -2,86 ( 9,12 dB)     
    a= 0,12     Wzm=  -3,13 ( 9,90 dB)     
    a= 0,14     Wzm=  -3,45 (10,75 dB)     
    a= 0,16     Wzm=  -3,85 (11,70 dB)     
    a= 0,18     Wzm=  -4,35 (12,77 dB)     
    a= 0,20     Wzm=  -5,00 (13,98 dB)     fg= 397887  Hz
    a= 0,22     Wzm=  -5,88 (15,39 dB)     fg= 346876  Hz
    a= 0,24     Wzm=  -7,14 (17,08 dB)     fg= 293180  Hz
    a= 0,26     Wzm=  -9,09 (19,17 dB)     fg= 236581  Hz
    a= 0,28     Wzm= -12,50 (21,94 dB)     fg= 176838  Hz
    a= 0,30     Wzm= -20,00 (26,02 dB)     fg= 113682  Hz
    a= 0,31     Wzm= -28,57 (29,12 dB)     fg=  80730  Hz


    i dla elementów z układu:

    Code:

    a= 0,3124  Wzm= -31,85(30,06 dB)     fg= 72679,8

    powyższe obliczenie nie są nic warte, ponieważ nie została uwzględniona charakterystyka amplitudowo-fazowa samego wzmacniacza operacyjnego mocy typu LM12CL, jak również nie widzę tu wpływu elementów L1, R13, co ma istotne znaczenie dla wartości częstotliwości pracy od ok. 40kHz w zwyż, jak również od parametrów obciążenia.
    Podana wartość wzmocnienia: Wzm= -31,85 dla wartości nominalnych elementów podanych na schemacie, jest grubym błędem, skoro niminalna wartość tego wzmocnienia wynosi -32,000 V/V.

    Quarz
  • Specjalista elektronik
    Witam,
    Mam pytanie co do tego schematu wzmacniacza mocy.
    Na schemacie mamy wzmacniacz z symetrycznym stopniem wejściowym na wzmacniaczach różnicowych z obciążeniem aktywnym w postaci luster prądowych. I symetrycznym wzmacniaczem napięciowym (VAS - Voltage Amplifier Stage) na Q14,Q21 i Q7,Q17. .
    Ponoć takie połączenie stopnia wejściowego z VAS dział tylko w symulacji i jest błędne.
    Powodem tego stanu rzeczy mają być właśnie te lustra prądowe, które nie zapewniają właściwej polaryzacji (punktu pracy) stopnia VAS.
    Co o tym sądzicie?