Audio-Vorverstärker mit Übertragungsfunktion

Question

Audio-Vorverstärker mit Übertragungsfunktion

Physik
Übertragungsfunktion
Operationsverstärker

JonathanC

Auf dem Bild oben sehen Sie eine Schaltung. Die Übung besteht darin, eine Übertragungsfunktion zu erstellen und einen Bode-Plot zu zeichnen. Ich habe es versucht, aber da es keine Lösung gibt, weiß ich nicht, ob ich richtig liege.

Spezifikationen : C1 und C2 sind unendlich, es gibt keinen Wert für die beiden Widerstände (R), R1 = 180 Ohm, R2 = 180 kOhm, C3 = 22 MikroF

Mein Versuch

Dies ist eine nicht invertierende Operationsverstärkerschaltung, daher beträgt die Dämpfung:

\frac{v_{Ö u T}}{v_{ich N}} = 1 + \frac{R_{1} + Z_{C_{3}}}{R_{1} + R_{2} + Z_{C_{3}}}

$\frac{V_{out}}{V_{in}}=1+\frac{R_1+Z_{C_3}}{R_1+R_2+Z_{C_3}}$

Umwandlung in eine Übertragungsfunktion:

H (S) = \frac{R_{1} * C_{3} S + 1}{C_{3} S (R_{1} + R_{2}) + 1}

$H(s)=\frac{R_1*C_3s+1}{C_3s(R_1+R_2)+1}$ Null- und Polpunkt sind:

z_{1} = - \frac{1}{R_{1} * C_{3}} A N D P_{1} = - \frac{1}{(R_{1} + R_{2}) * C_{3}}

$z_1=-\frac{1}{R_1*C_3}\quad and \quad p_1=-\frac{1}{(R_1+R_2)*C_3}$ Die Magnetud- und Unterbrechungsfrequenzen sind:

| H (J ω) | = \frac{\sqrt{(R_{1} C_{3} ω)^{2} + 1}}{\sqrt{(C_{3} ω (R_{1} + R_{2}))^{2} + 1}} F_{B R e A k 1} = \frac{1}{2 π R_{1} C_{3}} = 40 H z F_{B R e A k 2} = \frac{1}{2 π (R_{1} + R_{2}) C_{3}} = 0, 04 H z

$|H(j \omega)|=\frac{\sqrt{(R_1 C_3 \omega)^2+1}}{\sqrt{(C_3 \omega (R_1+R_2))^2+1}}\\ f_{break1}=\frac{1}{2 \pi R_1 C_3}=40Hz\\ f_{break2}=\frac{1}{2 \pi (R_1+R_2) C_3}=0,04Hz$

Kann jemand überprüfen, ob das richtig ist, oder mich verbessern, wenn ich falsch liege, bitte?

BEARBEITEN durch die Korrektur aus den Antworten

Dies ist eine nicht invertierende Operationsverstärkerschaltung, daher beträgt die Dämpfung:

\frac{v_{Ö u T}}{v_{ich N}} = \frac{R_{1} + R_{2} + Z_{C_{3}}}{R_{1} + Z_{C_{3}}}

$\frac{V_{out}}{V_{in}}=\frac{R_1+R_2+Z_{C_3}}{R_1+Z_{C_3}}$

Umwandlung in eine Übertragungsfunktion:

H (S) = \frac{C_{3} S (R_{1} + R_{2}) + 1}{R_{1} * C_{3} S + 1}

$H(s)=\frac{C_3s(R_1+R_2)+1}{R_1*C_3s+1}$ Pol und Nullpunkt sind:

P_{1} = - \frac{1}{R_{1} * C_{3}} A N D z_{1} = - \frac{1}{(R_{1} + R_{2}) * C_{3}}

$p_1=-\frac{1}{R_1*C_3}\quad and \quad z_1=-\frac{1}{(R_1+R_2)*C_3}$ Die Magnetud- und Unterbrechungsfrequenzen sind:

| H (J ω) | = \frac{\sqrt{(C_{3} ω (R_{1} + R_{2}))^{2} + 1}}{\sqrt{(R_{1} C_{3} ω)^{2} + 1}} F_{B R e A k 1} = \frac{1}{2 π R_{1} C_{3}} = 40 H z F_{B R e A k 2} = \frac{1}{2 π (R_{1} + R_{2}) C_{3}} = 0, 04 H z

$|H(j \omega)|=\frac{\sqrt{(C_3 \omega (R_1+R_2))^2+1}}{\sqrt{(R_1 C_3 \omega)^2+1}}\\ f_{break1}=\frac{1}{2 \pi R_1 C_3}=40Hz\\ f_{break2}=\frac{1}{2 \pi (R_1+R_2) C_3}=0,04Hz$

Rohr

Drei Antworten, eine positive Bewertung.

Chu

Sie haben die Frage jetzt geändert, indem Sie die auf der Website veröffentlichten Antworten verwenden. Alle richtigen Antworten sind also jetzt wertlos. Ich lösche meine + Downvote.

Bobflux

Chu, sei nicht dumm, der OP ist nur ein Typ, der sich Sorgen um seine Hausaufgaben macht, wir sollten nicht helfen, Schlampe.

JonathanC

Es ist das zweite Mal, dass ich hier etwas poste. Ich habe jetzt einen zusätzlichen Abschnitt mit den Korrekturen aus den Antworten und über dem ursprünglichen Beitrag erstellt. Jetzt kann jeder das Problem und die Lösung sehen

Antworten (2)

Audio-Vorverstärker mit Übertragungsfunktion

Sie haben die Frage jetzt geändert, indem Sie die auf der Website veröffentlichten Antworten verwenden. Alle richtigen Antworten sind also jetzt wertlos. Ich lösche meine + Downvote.
Chu, sei nicht dumm, der OP ist nur ein Typ, der sich Sorgen um seine Hausaufgaben macht, wir sollten nicht helfen, Schlampe.
Es ist das zweite Mal, dass ich hier etwas poste. Ich habe jetzt einen zusätzlichen Abschnitt mit den Korrekturen aus den Antworten und über dem ursprünglichen Beitrag erstellt. Jetzt kann jeder das Problem und die Lösung sehen

Bobflux · Answer 1

Die Gleichung für die Verstärkung Ihres nichtinvertierenden Verstärkers ist falsch, sie sollte lauten:

\frac{v_{Ö u T}}{v_{ich N^{+}}} = 1 + \frac{R_{2}}{R_{1} + Z_{C_{3}}}

$\frac{V_{out}}{V_{in^+}}=1+\frac{R_2}{R_1+Z_{C_3}}$

Da dies Hausaufgaben sind, ist es interessanter, Sie ein wenig raten zu lassen, daher schlage ich vor, dass Sie sich die nichtinvertierenden Verstärkergleichungen aus Ihrem Kurs ansehen und dies überprüfen.

Beachten Sie, dass der Hochfrequenzpol hier nicht vorhanden ist. Wenn ein perfektes Opamp-Modell verwendet wird, ist die Schaltung streng ein Hochpass.

BEARBEITEN

Sie sollten die x-Achse Ihrer Diagramme auf die gewünschte Bandbreite ändern. Da dies ein Audio-Vorverstärker zu sein scheint, verwenden Sie 1Hz-100kHz, wodurch Sie die Hauptbandbreite (20Hz-20kHz) sehen können und was an den Rändern passiert.

Der Zweck der Kappe C3 im Rückkopplungsnetzwerk besteht darin, die Verstärkung des Operationsverstärkers bei DC auf Einheitsverstärkung zu reduzieren. Dies ist sehr nützlich, da Ihr Operationsverstärker aufgrund einer Fehlanpassung zwischen den Eingangstransistoren normalerweise einen gewissen DC-Offset aufweist, und ohne die Kappe würde dieser Offset durch die Verstärkung der Schaltungen verstärkt, die hier 1001 beträgt. Ein Operationsverstärker wird also einen Offset von 2 mV haben, was nicht ungewöhnlich ist, was zu einem Offset von 2 V am Ausgang führen würde, was angesichts der 0-5-V-Schienen den dann verfügbaren Spannungshub beeinträchtigen würde. Denken Sie also daran, dass die Verwendung von C3 dazu dient, Fehler zu kompensieren, die in echten Opamps vorhanden sind, aber nicht in perfekten Opamp-Modellen.

Ich habe meinen Beitrag bearbeitet, indem ich Ihren Korrekturen gefolgt bin. Wenn ich das Bode-Diagramm sehe, ist es logischer, das Ziel der gegebenen Schaltung im Auge zu behalten.

Tony Stewart EE75 · Answer 2

Fast .. Sieht gut aus.

Da die Haltepunkte 3 Dekaden voneinander entfernt sind, können Sie es im Wesentlichen auf R1C3, R2C3 für Haltepunkte mit niedriger und hoher Zurückweisung bei -3 dB f2, f1 ab einer Verstärkung von 60 dB = 20 log R2 / R1 vereinfachen. vernachlässigen Sie den Rundungsfehler der tatsächlichen Verstärkung = 1+R2/R1=1001

Ihr anfängliches Av- ist falsch. aber 1+ negatives Rückkopplungsverhältnis ist die richtige Verstärkung wie oben.

Danke für deine schnelle Antwort. Ich habe dies in Matlab gezeichnet (Sie können es hier sehen ), aber die Handlung beginnt bei 0 dB und geht nach unten. Als ich Ihre Antwort las, bemerkte ich, dass Sie einen anderen Ausgangspunkt haben als ich in Matlab. Wie kann ich das berechnen, oder kann ich das aus den obigen Formeln ermitteln? Link zur Handlung
Ich habe zu schnell nur deine Schlussfolgerung gelesen. Die invertierende Verstärkung muss ein Impedanzverhältnis von Av-=-Zf/Zs sein und die nicht-inv-Verstärkung ist 1 + |Av-|

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