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--- circuit_design:exercise_sheet_2 [2021/09/23 03:25] – tfischer
+++ circuit_design:exercise_sheet_2 [2023/07/17 15:18] (aktuell) – [Bearbeiten - Panel] mexleadmin
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 <imgcaption pic1_1_3_Wheat|Black box of a voltage amplifier>
 </imgcaption>
-{{drawio>blackboxverstaerker}}
+{{drawio>blackboxverstaerker.svg}}
 </panel></WRAP>
-In the lecture the different amplifier types were presented as black boxes. Thereby the adjacent picture was used for the input and output quantities and the ideal resistance values were derived.
+In the lecture, the different amplifier types were presented as black boxes. Thereby the adjacent picture was used for the input and output quantities and the ideal resistance values were derived.
 In the following, you are to consider how these can be converted into each other by interconnecting them with other passive, electrical components.
 How can the following amplifiers be converted into each other? For each, draw a circuit with the amplifier as shown opposite as a black box.
-  - Voltage amplifier into current voltage amplifier <WRAP onlyprint> \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\  </WRAP>
+  - Voltage amplifier into current voltage converter<WRAP onlyprint> \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\  </WRAP>
-  - Current amplifier in voltage current amplifier <WRAP onlyprint> \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\  </WRAP>
+  - Current amplifier in voltage current converter<WRAP onlyprint> \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\  </WRAP>
 </WRAP></WRAP></panel>
-<WRAP pagebreak></WRAP><panel type="info" title="Exercise 1.3.1 Feedback in TINA">
+<WRAP pagebreak></WRAP>
+<wrap anchor #exercise_1_3_1 />
+<panel type="info" title="Exercise 1.3.1 Feedback in TINA">
 <WRAP group><WRAP column 2%>{{fa>pencil?32}}</WRAP><WRAP column 92%>
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 The [[https://wiki.mexle.org/doku.php?id=simulationstools_fuer_elektronische_schaltungstechnik#tina_-_ti|TINA]] simulation is generally used to simulate circuit diagrams. In the following, a block diagram of the feedback (see picture) is to be examined. Please download the following file and work on the task contained in it.
-file: [[https://wiki.mexle.org/_media/circuit_design/aufgabe_1.3.1.tsc|Aufgabe 1.3.1.tsc]]
+file: {{circuit_design:exercise_1.3.1.tsc}}
-Vergleiche Sie die Ergebnisse mit den Erkenntnissen aus dem Kapitel [[elektronische_schaltungstechnik:1_grundlagen_zu_verstaerkern#rueckkopplung|Rückkopplung]]!
+Compare the results with the findings from the chapter [[1_amplifier_basics#feedback|feedback]]!
 <WRAP onlyprint> \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\  </WRAP>
 </WRAP></WRAP></panel>
 <WRAP pagebreak></WRAP>
-<panel type="info" title="Exercise 1.3.2 Rechnungen zur Gegenkopplung">
+<panel type="info" title="Exercise 1.3.2 Calculations for negative feedback">
 <WRAP group><WRAP column 2%>{{fa>pencil?32}}</WRAP><WRAP column 92%>
 <WRAP right><panel type="default">
-<imgcaption pic1_3_2_rueckkopplung2|Blockschaltbild eines rückgekoppelten Verstärkers>
+<imgcaption pic1_3_2_rueckkopplung2|Block diagram of a feedback amplifier>
 </imgcaption>
-{{drawio>BlockschaltbildRueckkopplung}}
+{{drawio>BlockschaltbildRueckkopplung.svg}}
 </panel></WRAP>
-Zum Prinzip der Gegenkopplung war im Skript das nebenstehende Blockschaltbild gegeben. Dabei ist $A_D$ die sogenannte Differenzverstärkung, also die Verstärkung der Differenz aus Eingangsspannung $U_E$ und rückgekoppelter Spannung.
+For the principle of negative feedback, the adjacent block diagram was given in the script. Here $A_\rm D$ is the so-called differential gain, i.e. the gain of the difference between the input voltage $U_\rm I$ and the feedback voltage.
-  - Leiten Sie die Spannungsverstärkung $A_V$ als Funktion der Differenzverstärkung $A_D$ und des Rückkoppelfaktors $k$ her. Beachten Sie, dass $A_V = {{U_A}\over{U_E}} = f(A_D, k)$ und geben Sie die Herleitung an.<WRAP onlyprint> \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\  </WRAP>
+  - Derive the voltage gain $A_\rm V$ as a function of the differential gain $A_\rm D$ and the feedback factor $k$. Note that $A_{\rm V} = {{U_\rm O}\over{U_\rm I}} = f(A_{\rm D}, k)$ and give the derivation.
-  - Welche Spannungsverstärkung $A_V$ ergibt sich für eine ideale Differenzverstärkung ($A_D \rightarrow \infty $)? <WRAP onlyprint> \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ </WRAP>
+  - What is the voltage gain $A_\rm V$ for an ideal differential gain ($A_\rm D \rightarrow \infty $)?
-  - Ermitteln Sie die Spannungsverstärkung $A_V$ für Rückkopplung $k = 0,001$ mit einer Differenzverstärkung $A_{D1} = 100‘000$ und $A_{D2} = 200‘000$. \\ Reale Differenzverstärker, genauer Operationsverstärker, werden im Kapitel 3 näher betrachtet. Zwei typengleiche Operationsverstärker können bei der Differenzverstärkung merklich unterschiedliche Werte aufweisen, z.B. durch Exemplarstreuung, Alterung oder Temperaturdrift. \\ Mit Blick auf das Ergebnis aus $A_{D1}$ und $A_{D2}$, was lässt sich zu einer solchen Variation eines großen Differenzverstärkungwertes um z.B. 50% sagen? <WRAP onlyprint> \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\  </WRAP>
+  - Find the voltage gain $A_\rm V$ for feedback $k = 0.001$ with differential gain $A_{\rm D1} = 100'000$ and $A_{\rm D2} = 200'000$. \\ Real differential amplifiers, more precisely operational amplifiers, are considered in more detail in Chapter 3. Two operational amplifiers of the same type can have noticeably different values in the differential gain, e.g., due to specimen scattering, aging, or temperature drift. \\ Looking at the result from $A_{\rm D1}$ and $A_{\rm D2}$, what can be said about such a variation of a large differential gain value by, say, $50~\%$? <WRAP onlyprint> \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\  </WRAP>
-  - Geben Sie an, wie sich die Spannungsverstärkung für folgende Rückkopplungen $k$ mit einer idealen Differenzverstärkung verhält und ordnen Sie folgende Aussagen korrekt zu (einige werden nicht, einige mehrfach benötigt): \\ (A) Mitkopplung, \\ (B) Gegenkopplung, \\ (C) Dämpfung, \\ (D) Verstärkung, \\ (E) Spannungsverstärkung gleich Open-Loop-Verstärkung, \\ (F) $U_A = U_E$, \\ (G) $U_A = - U_E$, \\ (H) Verstärkung gleich 0. \\ \\
+  - State how the voltage gain behaves for the following feedback parameter $k$ with an ideal differential gain and correctly assign the following statements (some are not needed, some are needed more than once): \\ (A) Positive feedback, \\ (B) Negative feedback, \\ (C) Damping, \\ (D) gain, \\ (E) voltage gain equals open-loop gain, \\ (F) $U_{\rm O} = U_{\rm I}$, \\ (G) $U_{\rm O} = - U_{\rm I}$, \\ (H) gain equal 0. \\ \\
     - $k < -0$ <WRAP onlyprint>  \\ \\  </WRAP>
     - $k = 0$ <WRAP onlyprint>  \\ \\  </WRAP>