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LM317 corrente pulsante

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[91] Re: LM317 corrente pulsante

Messaggioda Foto Utentespud » 18 nov 2014, 18:11

Ciao, grazie per l'apprezzamento e per l'aiuto che mi dai :D in realtà mi sembra di rompere un po' le scatole, è che vorrei fare questa cosa per bene ma mi manca un po' di esperienza.

Allora ho spulciato un po' di modelli spice, quello scaricato dal sito di Fairchild, poi dei modelli inclusi nella mia versione di pspice, due sono di Infineon e Zetex ma hanno parametri un po' diversi dal BS170 con cui ho a che fare io. Nel senso che hanno soglia e corrente di drain più bassa.

Poi un altro modello di Atecphill che ha caratteristiche simili al mio (a scanso di equivoci, siccome purtroppo non so chi sia il produttore del mio mosfet sta mattina in laboratorio ho misurato la Vgs in condizione di massima corrente e il risultato è 2.6V che combacia con quanto estratto dal datasheet di Fairchild e quanto ottengo in simulaizione il modello di Atephil per ciò faccio riferimento a questi due).

Comunque sia nessuna traccia del parametro "LAMBDA" che dovrebbe modellare la modulazione del canale, per ciò suppongo che i modelli che ho trascurino questo fenomeno. Io assumerei la \lambda che mi hai dato tu e proverei ad andare avanti, tenendo conto però che una volta verificata la risposta in frequenza sul simulatore, questa sarà diversa da quella ricavata numericamente con matlab.
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[92] Re: LM317 corrente pulsante

Messaggioda Foto UtenteDarwinNE » 18 nov 2014, 18:30

Foto Utentespud, la discussione è molto interessante, ti prego, continua. :ok:

Per quanto riguarda il parametro \lambda, è vero che non è fornito dal datasheet, ma puoi provare a dare un'occhio alle caratteristiche Id(Vds), riportate in figura 1 di questo datasheet:

https://www.fairchildsemi.com/datasheets/BS/BS170.pdf

(oppure, vedo che le hai riportate anche tu nel messaggio [77]).
Il parametro \lambda in un MOSFET non è poi tanto diverso da quello che abbiamo chiamato V_\mathrm{A} in un transistor bipolare a giunzione, tant'è che molti chiamano l'effetto di modulazione della lunghezza di canale "effetto Early" utilizzando la denominazione classica dei bipolari (vedo che Foto UtenteEnChamade ha citato la discussione in cui ero intervenuto, la ripropongo perché ho corretto una bestialità ed ho continuato un po'):

viewtopic.php?f=1&t=55108#p539200

Prova a giocare con le caratteristiche dei MOSFET e dovresti riuscire a legare \lambda a V_\mathrm{A}, determinabile a spanne dalle curve.

Comunque, in molte applicazioni a componenti discreti, se il circuito è fatto bene, non è detto che il fattore limitante sia l'effetto di modulazione di canale.

EDIT: ho dato un'occhiata ad un bel po' di datasheet di BS170, scritti da fabbricanti diversi e... le curve Id(Vds) non mi piacciono sempre molto. Certe mi paiono decisamente troppo piatte. Non arriverei a dire che certi dati sono fabbricati, ma perlomeno cercherei di misurarmi per i fatti miei le caratteristiche.
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[93] Re: LM317 corrente pulsante

Messaggioda Foto Utentespud » 19 nov 2014, 9:50

Foto UtenteDarwinNE grazie per la risposta, ho letto il tuo contributo nell'altra discussione ed è molto interessante, non mi ero accorto che avevi aggiunto altre risposte.

Anche a me le curve del datasheet erano sembrate un po' troppo perfette. Avevo pensato anche di ricavare sperimentalmente la caratteristica del mosfet, non dispongo di un tracciacurve però ho la bellissima possibilità di pilotare gli strumenti da matlab tramite gpib (durante il corso di misure non mi ero reso davvero conto di quanto questa cosa sia comoda ma ora la sto rivalutando tantissimo) quindi, almeno nel punto di lavoro di mio interesse, dovrei cavarmela con poco per ciò è una possibilità che tengo in considerazione, alla fine è tutta esperienza :D

Oggi non sono in laboratorio quindi vedo cosa viene fuori con il metodo spannometrico e magari lancio qualche simulazione per ricavare la caratteristica in modo "analitico", appena vado in laboratorio però provo a tracciare una curva e vediamo cosa esce.

Vi aggiorno O_/

edit: niente simulazioni, se i modelli non hanno specificato il \lambda verranno delle curve perfettamente piatte anche da li
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[94] Re: LM317 corrente pulsante

Messaggioda Foto Utentespud » 19 nov 2014, 11:55

Come pensavo, non essendo specificato il \lambda in nessuno dei modelli, anche dalla simulazione è venuta una caratteristica piatta:

atephil.jpg

(la simulazione è fatta con pspice ma ho importato i risultati su matlab per stamparli, è una fissazione mia, non mi piace far vedere i grafici direttamente da pspice)
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[95] Re: LM317 corrente pulsante

Messaggioda Foto UtenteEnChamade » 19 nov 2014, 13:28

Foto Utentespud, procedi con la determinazione della funzione di trasferimento totale considerando il \lambda che ti ho suggerito. Vedrai che alla fine, la conoscenza precisa di quel parametro non sarà molto importante ;-) ;-)
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[96] Re: LM317 corrente pulsante

Messaggioda Foto Utentespud » 19 nov 2014, 20:27

Eccomi, allora ho messo su matlab la funzione di trasferimento complessiva calcolata nel punto di lavoro con la corrente massima, questo è il risultato:

w1.jpg

Devo ancora provare cambiando i parametri ma alla fine credo che gli andamenti saranno simili. Come aveva anticipato Foto UtenteEnChamade sembra che, per le specifiche che ho imposto, non sia lo stadio finale a limitare la banda.

Poi ho rivisto i conti che ho proposto in [84] ed in effetti era normale che non tornassero perché non ho considerato anche il loop, continuo il calcolo qui solo per completezza, anche perché il risultato è identico a quello già ricavato per via grafica.

G = \left [ Y_G - \frac{Y_D Y_G (R_I + R_{AK})}{1+Y_D(R_I + R_{AK})} \right ]R_I

= \left \{ \frac{Y_G[1+Y_D(R_I + R_{AK})]-Y_D Y_G(R_I + R_{AK})}{1+Y_D(R_I + R_{AK})} \right\}R_I

= \left [ \frac{Y_G+Y_GY_D(R_I+R_{AK}) -Y_GY_D (R_I+R_{AK}) }{1+Y_D(R_I + R_{AK})}\right]R_I ]

= \frac{R_IY_G}{1+Y_D(R_I+R_{AK})}

questo è il prodotto delle funzioni di trasferimento sull'anello, ora considerando la retroazione negativa:

W1 = \frac{G}{1+G}

= \frac{\frac{R_IY_G}{1+Y_D(R_I+R_{AK})}}{1+\frac{R_IY_G}{1+Y_D(R_I+R_{AK})}} = \frac{\frac{R_IY_G}{1+Y_D(R_I+R_{AK})}}{\frac{1+Y_D(R_I+R_{AK})+R_IY_G}{1+Y_D(R_I+R_{AK})}} = \frac{R_IY_G}{1+Y_D(R_I+R_{AK})+R_IY_G}

Vedo cosa succede con gli altri punti di lavoro.

Chiedo una cosa, è necessario ricavare algebricamente la funzione W1? Intendo sostituendo al suo interno le espressioni dei vari blocchi.
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[97] Re: LM317 corrente pulsante

Messaggioda Foto UtenteEnChamade » 19 nov 2014, 21:02

spud ha scritto:Chiedo una cosa, è necessario ricavare algebricamente la funzione W1? Intendo sostituendo al suo interno le espressioni dei vari blocchi.

Nel tuo caso non serve, appurato il fatto che il polo è a frequenze molto alte (100MHz). Questa è la risposta in frequenza del tuo stadio di uscita. Effettivamente, tenuto conto che il MOS utilizzato è piccolino, mi aspettavo di trovare bande di questa entità. Ora, puoi chiudere l'anello di controllo:

dove W_C(s) è la funzione di trasferimento del tuo controllore (l'operazionale nel caso del circuito da te proposto). Come procederesti? Aiuto: io studierei il guadagno d'anello...
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[98] Re: LM317 corrente pulsante

Messaggioda Foto Utentespud » 20 nov 2014, 9:56

Io studierei il guadagno di anello e vedrei com'è la banda e il margine di fase, in base a cosa ottengo decido che tipo di regoatore usare, cioè se basta solo aggiustare la componente proporzionale o se è il caso di fare un PI
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[99] Re: LM317 corrente pulsante

Messaggioda Foto UtenteEnChamade » 20 nov 2014, 10:43

spud ha scritto: in base a cosa ottengo decido che tipo di regoatore usare, cioè se basta solo aggiustare la componente proporzionale o se è il caso di fare un PI

Corretto quello che dici. In realtà si vede già ad occhio che il margine di fase sarà a 90° e la banda pari al prodotto banda-guadagno dell'operazionale se quest'ultimo è molto minore di 100MHz ed è compensato. Però volevo farti notare un'altra cosa: qual è la proprietà che viene fornita al sistema dalla componente integrativa di un controllore? Potresti anche decidere di utilizzare un controllore diverso, di tipo I...

EDIT: Lo studio lo puoi approcciare graficamente.

EDIT2: Che operazionale hai usato? L'LT1215?
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[100] Re: LM317 corrente pulsante

Messaggioda Foto Utentespud » 20 nov 2014, 11:14

Dunque come operazionale in laboratorio avevo dei CA3240, dovrebbero avere 4.5MHz di prodotto banda guadagno.

Se metto la componente integrale avrei errore a regime nullo, cosa che non si avrebbe solo con la proporzionale, però ci vorrà un po' di più per andare a regime, intendo si deve aspettare che la componente integrale si annulli (dovrebbe essere windup :?: )

edit: si lo studio pensavo di farlo graficamente, ho visto che matlab ha un'app che si chiama pid tuning, magari la provo per curiosità.
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