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P 6.4-7 Find vo
and io
for the circuit shown in Figure P 6.4-7. Assume an ideal operational
amplifier. |
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Figure
P 6.4-7 |
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First we need to simplify the circuit by
replacing the bridge structure with a Thevenin
equivalent circuit. So first the
effective resistance can be found from redrawing the bridge with the voltage
supply deactivated as |
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So from this drawing we can see we have two
sets of a 10 kΩ
and a 30 kΩ resistor in parallel
and those two are in series. So |
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So the Thevenin
Resistance which is result of adding two 7.5 kΩ
resistors in series is |
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Now we need the open Circuit
Voltage across the bridge. The circuit
we will consider looks like |
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So if we find and then |
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So write out mesh currents |
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And |
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Solving for |
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Solving for |
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Solving for |
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So our Thevenin
Circuit is |
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Connecting that into the
op-amp circuit and adding some annotations to make solving it easier, we have
the circuit |
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We know immediately |
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We also know from op-amp rules
must be zero as there can be no currents
into the inputs of the op-amps.
Therefore |
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Also consider a current junction
at |
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so |
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By doing a voltage walk from to , we can find |
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We find from |
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We find from |
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