Suggerimenti sull'analisi del circuito con più op-amp e bjts

In un esercizio di compiti a casa ho bisogno di disegnare il grafico Vout-vs-Vin, ottenendolo per la prima volta analiticamente. So che Ur e Vin sono entrambi non negativi e il circuito è mostrato qui:

Sembra che ci sia molta simmetria nel circuito e che questo circuito apparentemente complicato possa essere suddiviso in alcuni più piccoli. Tutti e quattro gli stadi dell'amplificatore operazionale ricordano il classico amplificatore logaritmico, tuttavia ritengo che in qualche modo possiamo bypassare invocando la funzione in questa analisi. AGGIORNAMENTO : Ecco un grafico sweep Lt-spice dc che ho fatto per R = 0,5k e Ur = 5V. Sembra che il Q3 sia stato inizialmente saturo, poi è andato via. $\ln$

Quando si analizzano circuiti complessi, è necessario essere in grado di suddividere l'intero circuito in sottocircuiti già eseguiti. Quindi è necessario capire come funziona ciascun sottocircuito. Puoi farlo tramite simulazione o fare qualche ricerca e trovare circuiti simili. Il prossimo passo è trovare alcune equazioni, se possibile, per descrivere i sotto-circuiti.

La sovrapposizione è tua amica, rimuovi e aggiungi diverse parti del circuito o sostituisci tensioni e correnti. Osserva come funzionerebbe il circuito di somma senza Q2. Quindi aggiungilo e vedi cosa succede. Simula anche il circuito di registro "verde" con un ingresso sin wave. Esegui sweep di frequenza o un'analisi AC se il progetto riguardava il dominio della frequenza. Questo circuito ha una tensione fissa che lo rende piacevole perché metà del circuito funziona a un valore fisso CC, il che semplifica l'analisi delle equazioni.

Ecco alcune informazioni che ho trovato sui circuiti di registro: Maxim Integrated Log IC

Inizia ridisegnando il circuito in modo da poter identificare i sotto-circuiti e il feedback (Nota: ho usato Vdd invece di Ur ):

Puoi vedere 4 sotto-circuiti, tutti con solo 2 pin. Per tutti loro è possibile scrivere una funzione di trasferimento Iin / Vout o Vin / Vout .

È anche utile identificare determinate correnti e le loro direzioni dato che viene data la polarità di alcune tensioni e che sai che esiste una terra virtuale su tutti gli ingressi negativi degli Op-Apms.

Infine osserva il percorso di feedback, che prende la tensione dall'uscita e restituisce una corrente di 3 * Vout / * (2R) .

Ora hai tutti gli strumenti necessari per creare la tua soluzione analitica. Attenzione però che il feedback potrebbe essere positivo in determinate condizioni, il che renderà la tua guida a circuito.

Alcuni consigli extra :

Analizza prima il circuito senza feedback. Vale a dire tagliare la linea che dice feedback. Quindi puoi sapere se il feedback è positivo (si aggiunge all'ingresso quando aumenta l'ingresso) o negativo.

Si consideri OP3 Q3 per cominciare, ora se l'opamp è nella sua regione lineare le due tensioni di ingresso saranno abbastanza vicine identiche e l'ingresso non invertente è legato a 0 V, quindi l'uscita sarà in tensione tale che Ic (Q3) = Ur / R + Iin (l'input per la sezione) e l'input per la sezione è un nodo di terra virtuale.

Ebbers moll ti fornirà quindi la tensione di uscita opamp (= Vbe) in termini di Ic e quindi in termini di corrente di ingresso.

Lo stesso tipo di ragionamento si applica a OP4 / Q4, ma qui la corrente di ingresso è Vout / 2R.

Successivamente considera OP1 / Q1, nella regione lineare di nuovo Ic (Q1) deve essere uguale a Ur / R (affinché gli ingressi opamp siano uguali) Quindi il riflusso di Moll ti darà il Vbe richiesto, nota che la base è ora distorta allo stesso ( tensione leggermente negativa come l'emettitore di Q3, quindi l'optput di OP1 deve essere più negativo di quello).

Ic (Q2) ora può essere calcolato (ebbers moll di nuovo) come sappiamo Q4s Vbe.