Práctica: separa amplificación y filtrado

Un filtro activo deliberadamente transparente

Coloca una etapa no inversora de ganancia 2 antes de un paso bajo de 15.9 kΩ y 100 nF. El amplificador aísla la entrada de la carga del filtro en este modelo didáctico;la salida está sin carga. El polo nominal es 100.097448 Hz. A baja frecuencia,la ganancia de tensión es aproximadamente 2;en el polo,aproximadamente √2;y a diez veces el polo,aproximadamente 0.199007.

Guarda active-filter.cir y ejecuta ngspice -b active-filter.cir con un ngspice independiente disponible. Eamp es una fuente ideal de tensión controlada por tensión con ganancia de continua finita 100000. No es un macromodelo de operacional de un fabricante.

Ideal noninverting gain 2 followed by isolated RC pole
V1 in 0 DC 0 AC 1 SIN(0 0.05 10)
Rg minus 0 10k
Rf amp minus 10k
Eamp amp 0 in minus 100000
Rfilter amp out 15.9k
Cfilter out 0 100n
.op
.ac dec 40 1 100k
.tran 100u 300m 0 100u
.print ac vm(out) vp(out)
.print tran v(in) v(out)
.save all
.end

La ganancia finita de lazo abierto hace que la ganancia de continua de lazo cerrado sea 100000/(1+50000),aproximadamente 1.999960. El modelo no tiene pines de alimentación,recorte de salida,polo GBW,límite de velocidad de cambio,ruido,corriente de polarización de entrada ni límite de corriente de salida. Por tanto,no puede cualificar un amplificador físico de 3.3 V. La omisión es intencionada para comprobar independientemente la respuesta de resistencia y condensador.

Compara y modifica

Para un punto exacto de alterna,sustituye el barrido por .ac lin 1 100.097448 100.097448. La magnitud de salida debe ser aproximadamente 1.414185 y la fase −0.785398 rad. Compara magnitud con margen de 0.002 y fase de 0.001 rad. Con entrada de 10 Hz y 50 mV de pico,el pico de salida estabilizado del modelo es aproximadamente 99.503 mV. Deja estabilizar el transitorio inicial antes de medir amplitud.

Cambia Rfilter a 31.8 kΩ. El corte se reduce a la mitad mientras la ganancia de baja frecuencia sigue aproximadamente en 2. Después conecta una carga de salida de 100 kΩ y calcula su atenuación de continua y polo desplazado antes de ejecutar de nuevo. Un búfer antes del RC no aísla el RC de una carga conectada después.

Registra los resultados del modelo ideal y las comprobaciones físicas pendientes por separado. El siguiente paso sería seleccionar un dispositivo y verificar modo común,excursión,ancho de banda,velocidad de cambio y estabilidad. Consulta la documentación de ngspice para sintaxis de fuentes dependientes y análisis.