Советы по анализу схемы с несколькими операционными усилителями и битами

В домашнем задании мне нужно набросать график Vout-vs-Vin, предварительно получив его аналитически. Я знаю, что Ур и Вин оба неотрицательны, и схема показана здесь:

$\ln$

При анализе сложных цепей вы должны быть в состоянии разбить общую схему на подсхемы, которые вы уже сделали. Тогда вам нужно понять, как функционирует каждая подсистема. Вы можете сделать это с помощью симуляции или провести некоторое исследование и найти похожие схемы. Следующим шагом является поиск некоторых уравнений, если это возможно, для описания подсхем.

Суперпозиция - это ваш друг, удалите и добавьте различные части цепи или замените напряжения и токи. Посмотрите, как будет работать схема суммирования без Q2. Затем добавьте его и посмотрите, что получится. Также смоделируйте «зеленую» лог-схему с синусоидальным входом. Выполните развертки частоты или анализ переменного тока, если проект связан с частотной областью. Эта схема имеет фиксированное напряжение, что делает его привлекательным, поскольку половина схемы работает с фиксированным значением постоянного тока, что облегчает анализ уравнений.

Вот некоторая информация, которую я нашел в схемах регистрации: Maxim интегрировал Log IC

Начните с перерисовки схемы таким образом, чтобы вы могли идентифицировать подсхемы и обратную связь (Примечание: я использовал Vdd вместо Ur ):

Вы можете увидеть 4 подсхемы, все только с 2 контактами. Для всех них вы можете написать функцию передачи Iin / Vout или Vin / Vout .

Также полезно идентифицировать определенные токи и их направления, учитывая, что задана полярность некоторых напряжений и что вы знаете, что на всех отрицательных входах в Op-Apms имеется виртуальное заземление.

Наконец, проследите путь обратной связи, который берет напряжение с выхода и возвращает ток 3 * Vout / * (2R) .

Теперь у вас есть все инструменты, необходимые для построения аналитического решения. Остерегайтесь, однако, что обратная связь может быть положительной при определенных условиях, что сделает вашу цепь рельсовой.

Несколько дополнительных советов :

Сначала проанализируйте схему без обратной связи. Т.е. обрезать строку, которая говорит обратная связь. Затем вы можете узнать, является ли обратная связь положительной (добавляет к входу, когда вход увеличивается) или отрицательной.

Для начала рассмотрим OP3 Q3, теперь, если операционный усилитель находится в своей линейной области, два входных напряжения будут достаточно близки, и неинвертирующий вход привязан к 0 В, поэтому выходной сигнал будет разорван так, что Ic (Q3) = Ur / R + Iin (вход в секцию), а вход в секцию - это виртуальный земной узел.

Затем Эбберс Молл даст вам выходное напряжение операционного усилителя (= Vbe) в терминах Ic и, следовательно, в терминах входного тока.

Аналогичные рассуждения применимы к OP4 / Q4, но здесь входной ток равен Vout / 2R.

Далее рассмотрим OP1 / Q1, снова в линейной области Ic (Q1) должен равняться Ur / R (чтобы входы операционного усилителя были равны). Поэтому ebbers moll даст вам необходимый Vbe, обратите внимание, что база теперь смещена к тому же ( немного отрицательное напряжение, как у эмиттера Q3, поэтому выходной сигнал OP1 должен быть более отрицательным, чем это).

Ic (Q2) теперь может быть вычислен (снова ebbers moll), так как мы знаем Q4s Vbe.