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Gráfico de Flujo de señal para los circuitos eléctricos

Soy estudiante y mi pregunta es acerca de encontrar el gráfico de flujo de señal para un circuito simple.

enter image description here

He encontrado la fórmula anterior para un \$k\$ nodo de tener \$U_k\$ potencial. En el libro se dice que esta es una base para la construcción del flujo de la señal de la gráfica con los nodos potenciales.

\$k\$ es el número del nodo,

\$U_k\$ de su potencial,

\$S_k\$ la suma de las admitancias de nodo \$k\$

\$Y_{jk}\$ es la admitancia entre \$j\$ nodo de tener \$U_j\$ potencial y \$k\$ nodo

\$I_{gk}\$ es la suma algebraica de las corrientes en el \$k\$ nodo (signo positivo si la corriente entra en el nodo, con signo negativo si la corriente que sale del nodo)

Siguiente , un ejemplo de este circuito para el que necesitamos para encontrar la función de transferencia \$H(s)= \frac{U_2(s)}{E(s)}\$: passive RC circuit in double T connection

Ellos escriben en el libro el siguiente sistema lineal:

$$U_1S_1 = GE + GU_2$$

$$U_2S_2 = GU_1 + sCU_3$$

$$U_3S_3 = sCE + sCU_2$$

donde:

$$\require {cancel} \cancel{S_1 = 2(sC + G)}$$

$$S_1 = 2G + sC$$

$$S_2 = sC + G$$

$$S_3 = 2(sC + G)$$

\$G\$ es la parte real de la admitancia \$Y_{jk}\$ o \$G = \frac {1}{R}\$.

A partir de las ecuaciones anteriores se encuentre la ecuación del potencial en cada nodo como:

$$U_1 = \frac{G}{S_1}E + \frac{G}{S_1}U_2$$

$$U_2 = \frac {G}{S_2}U_1 + \frac {sC}{S_2}U_3$$

$$U_3 = \frac{sC}{S_3}E + \frac{sC}{S_3}U_2$$

La señal resultante gráfico de flujo es:enter image description here

Si el \$S_k\$ es la suma de las admitancias de \$k\$ nodo, cómo se calcula \$ S_1 = 2(sC + G) \$

Entiendo que para el nodo 2: \$S_2 = sC + G \$ (porque tengo una resistencia desde el nodo 1 al nodo 2 y un condensador de nodo 3 al nodo 2).

La razón por la que el nodo 1: \$S_1\$ expresión no es \$S_1 = 2G + sC\$? Lo que está mal en el libro?


Más tarde edit: la expresión correcta para \$S_1\$ es de hecho \$S_1 = 2G + sC\$.

Dónde están los corrientes a partir de la primera fórmula?


Más tarde edit: ese término es igual a cero.

Necesito entender porque tengo que encontrar la señal de gráfico de flujo para este circuito y con base en la gráfica para encontrar la función de transferencia utilizando la regla de Mason: enter image description here

Espero que alguien me pueda ayudar! Gracias de antemano!

Saludos cordiales, Daniel

3voto

bcmcfc Puntos 346

Me deja etiquetar los nodos intermedios en el circuito utilizando las letras a, B y C como se muestra a continuación.

enter image description here

Las ecuaciones nodales en los nodos a,B y C pueden ser re-organizado para obtener las tres ecuaciones que se dan a continuación.

$$\begin{align}U_AS_A &= CsU_1 + CsU_B\tag1\\ U_BS_B &= \frac{G}{2}U_1 + GU_2+CsU_A\tag2\\ U_CS_C &= GU_1 + G'U_2\tag3\end{align}$$

Donde, \$G=\frac{1}{R}\$, \$G'=\frac{1}{K}\$. \$U_A, U_B\$ y \$U_C\$ son el potencial en los nodos A, B y C, respectivamente. Y \ $S_A, S_B\$ \ $S_C\$ se definen como sigue:

$$\begin{align}S_A &= G+2Cs\\ S_B &= \frac{3}{2}G + Cs\\ S_C &=G+G'\end{align}$$

Deje que la ganancia del amplificador operacional ser\$A_{op}\$\$A_{op}\rightarrow \infty\$. Ahora el voltaje de salida del amplificador operacional puede ser escrita como:

$$U_2 = A_{op}(U_B-U_C)|_{A_{op}\rightarrow\infty}\tag4$$

A partir de las ecuaciones (1) a (3) el potencial en los nodos puede ser escrita como: $$\begin{align}U_A &= \frac{Cs}{S_A}U_1+\frac{Cs}{S_A}U_B\tag5\\ U_B &= \frac{G}{2S_B}U_1+\frac{G}{S_B}U_2+\frac{Cs}{S_B}U_A\tag6\\ U_C &= \frac{G}{S_C}U_1+\frac{G'}{S_C}U_2\tag7\end{align}$$

El flujo de la señal gráfica puede dibujarse con las ecuaciones (4) a (7) como se indica a continuación:

enter image description here

Se puede aplicar el límite\$A_{op}\rightarrow \infty\$, mientras que la simplificación de los cálculos.

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