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Diseñe un circuito con amplificadores operacionales que permita resolver los sig...
angeruchu

angeruchu

@copilot Diseñe un circuito con amplificadores operacionales que permita resolver los siguientessistemas de ecuaciones 2x+3y=12 3x-2y=6
2y

copilot

Por supuesto, eso es definitivamente algo que se puede hacer con amplificadores operacionales. Vamos a usar dos amplificadores operacionales en modo sumador para resolver el sistema de ecuaciones. Consideraremos los volatjes Vx y Vy como representaciones análogas de las variables x y y.
Para acomodar su sistema de ecuaciones usando amplificadores operacionales, hemos dividido cada ecuación por su respectivo coeficiente más grande para que los coeficientes estén entre 0 y 1. Esto es muy importante porque la ganancia de los circuitos de amplificadores operacionales típicos está muy limitada.
Aquí hay un diseño posible:
  • Usemos U1 y U2 para representar nuestros amplificadores operacionales.
U1: Amplificador sumador para la ecuación 2x + 3y = 12
  1. Conecte una resistencia de $10\ kΩ$ (R1) al pin de entrada inversa (IN-) de U1 y conecte el otro extremo de R1 a la señal de voltaje Vx.
  2. Conecte otra resistencia de $6.67\ kΩ$ (R2) a IN- y el otro extremo a la señal Vy.
  3. Conecte una resistencia de realimentación de $20\ kΩ$ (RF1) de la salida de U1 (OUT) al pin IN-.
  4. Asegúrese de conectar el pin de entrada no inversa (IN+) de U1 a tierra.
  5. Ofrezca una voltaje constante de $1.2\ V$ a la entrada Vx y Vy.
U2: Amplificador sumador para la ecuación 3x - 2y = 6
  1. Conecte una resistencia de $6.67\ kΩ$ (R3) a la entrada inversa (IN-) de U2 y su otro extremo a Vx.
  2. Conecte otra resistencia de - $10\ kΩ$ (R4) a IN- y el otro extremo a Vy.
  3. Conecte una resistencia de realimentación de $20\ kΩ$ (RF2) de la salida de U2 (OUT) al pin IN-.
  4. Asegúrese de conectar el pin de entrada no inversa (IN+) de U2 a tierra.
  5. De igual manera, proporcionamos un voltaje quien constantemente sea $1.2\ V$ para la entrada de Vx y Vy.
La configuración anterior está diseñada para convertir la primera ecuación en ($\frac{2}{10}$)x + ($\frac{3}{10}$)y = 1.2 y la segunda ecuación en ($\frac{3}{10}$)x - ($\frac{2}{10}$)y = 1.2 que esta en el rango operativo de los amplificadores operacionales más comunes.
Para la alimentación de los operacionales, asuma una configuración estándar de alimentación dual con un voltaje de +15V y -15V.
Espero que esto ayude. Por favor, avísame si tienes alguna pregunta o si hay algo más que pueda hacer por ti.
2y
angeruchu

angeruchu

@copilot y con una alimentación de los operacionales con un voltaje de +12V y -12V?
2y

copilot

¡Por supuesto! El cambio de la alimentación a +12V y -12V para los amplificadores operacionales no cambia la mayoría de los cálculos de diseño, pero puede afectar el rango dinámico de los amplificadores, lo que significa que puede haber menos margen para el voltaje de señal máximo que puede manejar antes de llegar a la saturación.
El diseño del circuito y la estrategia de conexión son los mismos que en la respuesta anterior. Hay que conectar las resistencias a los pines de entrada y retroalimentación correspondientes de los amplificadores y proporcionar el voltaje correcto.
Para la alimentación, como usted especifica, usted configuraría VCC+ (pin 4) a +12V y VCC- (pin 11) a -12V en ambos amplificadores operacionales (U1 y U2).
Espero que esto ayude. Por favor, hágamelo saber si tiene alguna otra pregunta o preocupación.
2y
angeruchu

angeruchu

@copilot Cómo conecto R1el otro extremo a la señal de voltaje Vx?
2y

copilot

La señal de voltaje Vx es la entrada a su sistema. Esto será proporcionado por una fuente de tensión externa o puede ser el voltaje en otro punto de su circuito.
Aquí le indico cómo puede hacer la conexión:
Conecte el primer extremo de R1 al pin de entrada inversa de U1. Luego, conecte el otro extremo de R1 a la señal de voltaje Vx. Esto significa que Vx estará conectado a R1, y R1 llevará esta señal de voltaje a U1.
Recuerde que Vx es simplemente un nombre genérico para una señal de voltaje. En su caso específico, Vx será el voltaje correspondiente a la variable x en sus ecuaciones del sistema.
Por favor, hágamelo saber si necesita más detalles o tiene otras preguntas.
2y
3
R3
Resistance
20kΩ
V1
R1
Resistance
10kΩ
R2
Resistance
6.67kΩ
  • Generic Inductor
    Generic Inductor
    A generic fixed inductor suitable for rapid circuit topology development. The footprint automatically adapts based on the selected package, supporting standard SMD sizes (e.g., 0402, 0603, 0805) as well as well-known inductor packages such as SDR1806, PA4320, SRN6028, and SRR1260. Standard inductor values: 1.0 nH, 10 nH, 100 nH, 1.0 µH, 10 µH, 100 µH, 1.0 mH 1.2 nH, 12 nH, 120 nH, 1.2 µH, 12 µH, 120 µH, 1.2 mH 1.5 nH, 15 nH, 150 nH, 1.5 µH, 15 µH, 150 µH, 1.5 mH 1.8 nH, 18 nH, 180 nH, 1.8 µH, 18 µH, 180 µH, 1.8 mH 2.2 nH, 22 nH, 220 nH, 2.2 µH, 22 µH, 220 µH, 2.2 mH 2.7 nH, 27 nH, 270 nH, 2.7 µH, 27 µH, 270 µH, 2.7 mH 3.3 nH, 33 nH, 330 nH, 3.3 µH, 33 µH, 330 µH, 3.3 mH 3.9 nH, 39 nH, 390 nH, 3.9 µH, 39 µH, 390 µH, 3.9 mH 4.7 nH, 47 nH, 470 nH, 4.7 µH, 47 µH, 470 µH, 4.7 mH 5.6 nH, 56 nH, 560 nH, 5.6 µH, 56 µH, 560 µH, 5.6 mH 6.8 nH, 68 nH, 680 nH, 6.8 µH, 68 µH, 680 µH, 6.8 mH 8.2 nH, 82 nH, 820 nH, 8.2 µH, 82 µH, 820 µH, 8.2 mH #generics #CommonPartsLibrary
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  • Generic Capacitor
    Generic Capacitor
    A generic fixed capacitor ideal for rapid circuit topology development. You can choose between polarized and non-polarized types, its symbol and the footprint will automatically adapt based on your selection. Supported options include standard SMD sizes for ceramic capacitors (e.g., 0402, 0603, 0805), SMD sizes for aluminum electrolytic capacitors, and through-hole footprints for polarized capacitors. Save precious design time by seamlessly add more information to this part (value, footprint, etc.) as it becomes available. Standard capacitor values: 1.0pF, 10pF, 100pF, 1000pF, 0.01uF, 0.1uF, 1.0uF, 10uF, 100uF, 1000uF, 10000uF 1.1pF, 11pF, 110pF, 1100pF 1.2pF, 12pF, 120pF, 1200pF 1.3pF, 13pF, 130pF, 1300pF 1.5pF, 15pF, 150pF, 1500pF, 0.015uF, 0.15uF, 1.5uF, 15uF, 150uF, 1500uF 1.6pF, 16pF, 160pF, 1600pF 1.8pF, 18pF, 180pF, 1800pF 2.0pF, 20pF, 200pF, 2000pF 2.2pF, 22pF, 220pF, 2200pF, 0.022uF, 0.22uF, 2.2uF, 22uF, 220uF, 2200uF 2.4pF, 24pF, 240pF, 2400pF 2.7pF, 27pF, 270pF, 2700pF 3.0pF, 30pF, 300pF, 3000pF 3.3pF, 33pF, 330pF, 3300pF, 0.033uF, 0.33uF, 3.3uF, 33uF, 330uF, 3300uF 3.6pF, 36pF, 360pF, 3600pF 3.9pF, 39pF, 390pF, 3900pF 4.3pF, 43pF, 430pF, 4300pF 4.7pF, 47pF, 470pF, 4700pF, 0.047uF, 0.47uF, 4.7uF, 47uF, 470uF, 4700uF 5.1pF, 51pF, 510pF, 5100pF 5.6pF, 56pF, 560pF, 5600pF 6.2pF, 62pF, 620pF, 6200pF 6.8pF, 68pF, 680pF, 6800pF, 0.068uF, 0.68uF, 6.8uF, 68uF, 680uF, 6800uF 7.5pF, 75pF, 750pF, 7500pF 8.2pF, 82pF, 820pF, 8200pF 9.1pF, 91pF, 910pF, 9100pF #generics #CommonPartsLibrary
    jharwinbarrozo
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  • Generic Resistor
    Generic Resistor
    A generic fixed resistor ideal for rapid circuit topology development. Its footprint automatically adapts based on the selected package case code—supporting 0402, 0603, 0805, 1203, and many other standard SMD packages, as well as axial horizontal and vertical configurations. Save precious design time by seamlessly add more information to this part (value, footprint, etc.) as it becomes available. Standard resistor values: 1.0 ohm, 10 ohm, 100 ohm, 1.0k ohm, 10k ohm, 100k ohm, 1.0M ohm 1.1 ohm, 11 ohm, 110 ohm, 1.1k ohm, 11k ohm, 110k ohm, 1.1M ohm 1.2 ohm, 12 ohm, 120 ohm, 1.2k ohm, 12k ohm, 120k ohm, 1.2M ohm 1.3 ohm, 13 ohm, 130 ohm, 1.3k ohm, 13k ohm, 130k ohm, 1.3M ohm 1.5 ohm, 15 ohm, 150 ohm, 1.5k ohm, 15k ohm, 150k ohm, 1.5M ohm 1.6 ohm, 16 ohm, 160 ohm, 1.6k ohm, 16k ohm, 160k ohm, 1.6M ohm 1.8 ohm, 18 ohm, 180 ohm, 1.8K ohm, 18k ohm, 180k ohm, 1.8M ohm 2.0 ohm, 20 ohm, 200 ohm, 2.0k ohm, 20k ohm, 200k ohm, 2.0M ohm 2.2 ohm, 22 ohm, 220 ohm, 2.2k ohm, 22k ohm, 220k ohm, 2.2M ohm 2.4 ohm, 24 ohm, 240 ohm, 2.4k ohm, 24k ohm, 240k ohm, 2.4M ohm 2.7 ohm, 27 ohm, 270 ohm, 2.7k ohm, 27k ohm, 270k ohm, 2.7M ohm 3.0 ohm, 30 ohm, 300 ohm, 3.0K ohm, 30K ohm, 300K ohm, 3.0M ohm 3.3 ohm, 33 ohm, 330 ohm, 3.3k ohm, 33k ohm, 330k ohm, 3.3M ohm 3.6 ohm, 36 ohm, 360 ohm, 3.6k ohm, 36k ohm, 360k ohm, 3.6M ohm 3.9 ohm, 39 ohm, 390 ohm, 3.9k ohm, 39k ohm, 390k ohm, 3.9M ohm 4.3 ohm, 43 ohm, 430 ohm, 4.3k ohm, 43K ohm, 430K ohm, 4.3M ohm 4.7 ohm, 47 ohm, 470 ohm, 4.7k ohm, 47k ohm, 470k ohm, 4.7M ohm 5.1 ohm, 51 ohm, 510 ohm, 5.1k ohm, 51k ohm, 510k ohm, 5.1M ohm 5.6 ohm, 56 ohm, 560 ohm, 5.6k ohm, 56k ohm, 560k ohm, 5.6M ohm 6.2 ohm, 62 ohm, 620 ohm, 6.2k ohm, 62K ohm, 620K ohm, 6.2M ohm 6.8 ohm, 68 ohm, 680 ohm, 6.8k ohm, 68k ohm, 680k ohm, 6.8M ohm 7.5 ohm, 75 ohm, 750 ohm, 7.5k ohm, 75k ohm, 750k ohm, 7.5M ohm 8.2 ohm, 82 ohm, 820 ohm, 8.2k ohm, 82k ohm, 820k ohm, 8.2M ohm 9.1 ohm, 91 ohm, 910 ohm, 9.1k ohm, 91k ohm, 910k ohm, 9.1M ohm #generics #CommonPartsLibrary
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  • Ground
    Ground
    A common return path for electric current. Commonly known as ground.
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  • Terminal
    Terminal
    An electrical connector acting as reusable interface to a conductor and creating a point where external circuits can be connected.
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  • Net Portal
    Net Portal
    Wirelessly connects nets on schematic. Used to organize schematics and separate functional blocks. To wirelessly connect net portals, give them same designator. #portal
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  • RMCF0805JT47K0
    RMCF0805JT47K0
    General Purpose Thick Film Standard Power and High-Power Chip Resistor 47 kOhms ±5% 0.125W, 1/8W Chip Resistor 0805 (2012 Metric) Automotive AEC-Q200 Thick Film Features: - RMCF – standard power ratings - RMCP – high power ratings - Nickel barrier terminations standard - Power derating from 100% at 70ºC to zero at +155ºC - RoHS compliant, REACH compliant, and halogen free - AEC-Q200 compliant
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  • 875105359001
    875105359001
    10 µF 16 V Aluminum - Polymer Capacitors Radial, Can - SMD 30mOhm 2000 Hrs @ 105°C #commonpartslibrary #capacitor #aluminumpolymer #radialcan
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    CTL1206FYW1T
    Yellow 595nm LED Indication - Discrete 1.7V 1206 (3216 Metric)
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  • 1070TR
    1070TR
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