Çoklu op-amp ve BJT ile devre analizi ile ilgili ipuçları

Bir ödev alıştırmasında Vout-vs-Vin grafiğini çizmem ve ilk önce analitik olarak elde etmem gerekiyor. Ur ve Vin'in ikisi de negatif olmadığını biliyorum ve devre burada gösteriliyor:

Devrede çok fazla simetri var gibi görünüyor ve bu görünüşte karmaşık devre birkaç küçük parçaya bölünebilir. Op-amp aşamalarının dördü de klasik logaritmik amplifikatöre benzemektedir, ancak bu analizde işlevini çağırmayı bir şekilde atlayabileceğimizi hissediyorum . GÜNCELLEME : İşte R = 0.5k ve Ur = 5V için yaptığım bir Lt-spice dc tarama grafiği. Görünüşe göre, Q3 ilk başta doymuştu, sonra gitti. $\ln$

Karmaşık devreleri analiz ederken, genel devreyi daha önce yapmış olduğunuz alt devrelere ayırabilmeniz gerekir. O zaman her bir alt devrenin nasıl çalıştığını anlamanız gerekir. Bunu simülasyonla yapabilir veya biraz araştırma yapabilir ve benzer devreler bulabilirsiniz. Bir sonraki adım, alt devreleri tanımlamak için mümkünse bazı denklemleri bulmaktır.

Süperpozisyon arkadaşınızdır, devrenin farklı kısımlarını çıkarın ve ekleyin veya voltaj ve akımları değiştirin. Toplama devresinin Q2 olmadan nasıl çalışacağını gözlemleyin. Sonra ekleyin ve ne olduğunu görün. Ayrıca sinüs dalgası girişi ile "yeşil" log devresini simüle edin. Tasarım, frekans alanı ile ilgili ise frekans taramalarını veya AC analizini çalıştırın. Bu devrenin güzel olmasını sağlayan sabit bir gerilimi vardır, çünkü devrenin yarısı DC sabit değerinde çalışır, bu da denklem analizini kolaylaştırır.

Günlük devrelerinde bulduğum bazı bilgiler: Maxim entegre Log IC

Devreyi alt devreleri ve geribildirimleri tanımlayabileceğiniz şekilde yeniden çizerek başlayın (Not: Ur yerine Vdd kullandım ):

Hepsi sadece 2 pinli 4 alt devre görebilirsiniz. Hepsi için bir Iin / Vout veya Vin / Vout transfer fonksiyonu yazabilirsiniz .

Bazı voltajların polaritesinin verildiği ve Op-Apms'a tüm negatif girdilerde sanal bir zemin olduğunu bildiğinizde, belirli akımları ve yönlerini tanımlamak da yararlıdır.

Son olarak gerilimi çıkıştan alan ve 3 * Vout / * (2R) akımını geri besleyen geri besleme yolunu gözlemleyin .

Artık analitik çözümünüzü oluşturmak için ihtiyacınız olan tüm araçlara sahipsiniz. Geri bildirimin devre rayı oluşturacak belirli koşullar altında olumlu olabileceğine dikkat edin.

Bazı ekstra ipuçları :

Önce geri beslemeden devreyi analiz edin. Yani geri bildirim yazan çizgiyi kestim. Ardından geri beslemenin pozitif (giriş arttığında girişe eklenir) veya negatif olup olmadığını öğrenebilirsiniz.

Başlamak için OP3 Q3'ü düşünün, şimdi opamp lineer bölgesinde ise iki giriş voltajı yeterince aynı olacaktır ve evirmeyen giriş 0V'a bağlanmıştır, bu nedenle çıkış Ic (Q3) = Ur olacak şekilde değerlendirilecektir. / R + Iin (Bölüm girişi) ve bölüm girişi sanal bir toprak düğümüdür.

Ebbers moll daha sonra Ic cinsinden opamp çıkış voltajını (= Vbe) ve giriş akımı cinsinden verecektir.

Aynı tür akıl yürütme OP4 / Q4 için de geçerlidir, ancak burada giriş akımı Vout / 2R'dir.

Daha sonra OP1 / Q1'i düşünün, lineer bölgede tekrar Ic (Q1) Ur / R'ye eşit olmalıdır (opamp girişlerinin eşit olması için) Böylece ebbers moll size gerekli Vbe'yi verecektir, tabanın şimdi aynı eğilimli olduğuna dikkat edin ( Q3 yayıcısı olarak biraz negatif voltaj, bu nedenle OP1'in çıkışı bundan daha negatif olmalıdır).

Ic (Q2) artık Q4s Vbe'yi bildiğimiz gibi hesaplanabilir (ebbers tekrar moll).