3.7: Problemas

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3.7.1: Preguntas de revisión

1. Da dos ejemplos de cómo se usa la retroalimentación negativa en la vida cotidiana.

2. ¿Qué parámetros del circuito alterará la retroalimentación negativa y en qué medida?

3. ¿Qué se entiende por el término “Factor de Sacrificio”?

4. ¿Cuál es el uso de Ganancia y Margen de Fase?

5. Nombra las diferentes conexiones de retroalimentación negativa (es decir, variantes o formas).

6. ¿Cómo podrían los comentarios negativos convertirse accidentalmente en comentarios positivos?

7. ¿Qué parámetros del circuito no afectarán la retroalimentación negativa?

8. En los amplificadores prácticos, ¿cuándo “deja de funcionar” la retroalimentación negativa y por qué?

3.7.2: Problemas

Problemas de análisis

1. La gráfica de ganancia de bucle abierto de un amplificador se da en la Figura\(\PageIndex{1}\). Si el amplificador está configurado para una ganancia de bucle cerrado de 100, ¿cuál es el factor de sacrificio (\(S\)) a bajas frecuencias? ¿Qué es\(S\) a 1 kHz?

3.7.1.png

Figura\(\PageIndex{1}\)

2. Si el amplificador en el Problema 1 tiene un THD de bucle abierto del 5%, ¿cuál es el THD de bucle cerrado a bajas frecuencias? Suponiendo que el THD de bucle abierto no cambia con la frecuencia, ¿qué es el THD de bucle cerrado a 1 kHz?

3. Si un amplificador tiene una respuesta de bucle abierto como se indica en la Figura\(\PageIndex{1}\), y se usa un factor de retroalimentación (\(\beta\)) de 0.05, ¿cuál es la ganancia exacta de bucle cerrado de baja frecuencia? ¿Cuál es la ganancia aproximada de baja frecuencia? ¿Cuál es la ganancia aproximada a 1 kHz?

3.7.2.png

Figura\(\PageIndex{2}\)

4. Usando la curva de respuesta de bucle abierto en la Figura\(\PageIndex{2}\), determinar los valores exactos y aproximados de\(\beta\) para una ganancia de bucle cerrado de 26 dB.

5. Determinar el circuito cerrado\(f_2\) para el circuito del Problema 4.

6. ¿Cuál es el desplazamiento de fase máximo permitido a 500 kHz para un uso estable de retroalimentación negativa en la Figura\(\PageIndex{2}\)?

7. Determinar los márgenes de ganancia y fase para la respuesta del amplificador dada en la Figura\(\PageIndex{3}\). ¿Este amplificador es un buen candidato para la retroalimentación negativa?

3.7.3.png

Figura\(\PageIndex{3}\)

8. Determine la ganancia de bucle cerrado (banda media) en la Figura\(\PageIndex{4}\).

9. ¿Qué es el circuito cerrado\(Z_{in}\) en la Figura\(\PageIndex{4}\)? ¿Qué es\(Z_{out}\)?

10. ¿Cuál es el factor de sacrificio de baja frecuencia en la Figura\(\PageIndex{4}\)?

3.7.4.png

Figura\(\PageIndex{4}\)

11. ¿Cuánta reducción de distorsión podemos esperar en la Figura\(\PageIndex{4}\)?

12. ¿Qué tanto de una mejora señal/ruido podemos esperar en la Figura\(\PageIndex{4}\)?

13. Asumiendo\(V_{in}(t) = 0.1 \sin 2 \pi 500t\), en Figura\(\PageIndex{4}\), ¿qué es\(V_{out}(t)\)?

14. Si el circuito de la Figura\(\PageIndex{4}\) tuviera un bucle abierto\(f_1\) de 10 Hz, ¿cuál sería el circuito cerrado\(f_1\)?

15. Determine un par apropiado de resistencias\(\beta\) para establecer en 0.1 en la Figura\(\PageIndex{4}\).

Problemas de desafío

16. Si la red de retroalimentación de la Figura\(\PageIndex{4}\) produce un desplazamiento de fase de -200\(^{\circ}\) a 4 kHz, ¿qué efecto tendrá esto en el funcionamiento del circuito en el Problema 10?

17. Considera el circuito de la Figura 3.4.4. En general, ¿qué efecto tendrán las siguientes alteraciones en la red de retroalimentación en la respuesta del sistema de bucle cerrado? A) Colocación de un condensador en\(R_f\) B) Colocación de un condensador a través de\(R_i\) C) Colocación de un diodo rectificador a través\(R_f\) (ambas polaridades).

Problemas de simulación por computadora

18. Reejecute la simulación de la Figura 3.4.5 utilizando las siguientes ganancias de bucle abierto: 1 k, 10 k y 100 k. ¿Qué se puede concluir a partir de los resultados?

19. Verificar los resultados del Problema 13 usando un simulador de circuito. Es posible extender el modelo básico de amplificador operacional con una red lag para imitar\(f_{2-ol}\).

20. Verificar la estabilidad del circuito utilizado en el Problema 13 con respecto a la ganancia de bucle abierto. Ejecutar simulaciones con lo dado\(A_{ol}\), y con valores una década por encima y por debajo. Comparar las simulaciones resultantes y determinar la desviación máxima de\(A_{sp}\).