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finale amplificatore per generatore di funzioni

Circuiti, campi elettromagnetici e teoria delle linee di trasmissione e distribuzione dell’energia elettrica

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[1] finale amplificatore per generatore di funzioni

Messaggioda Foto Utentewimatech » 6 apr 2022, 8:19

Ciao a tutti,
mi sto cimentando nella costruzione di un generatore di segnali ma con una discreta uscita in corrente.

vorrei arrivare ad avere:
gamma di frequenze 0/30KHz
uscita in tensione regolabile 5/30V
max corrente in uscita 1A o maggiore

ho acquistato un dac i2c per ora un mcp4725 in futuro uno con più risoluzione se serve, lo comando tramite un arduino per generare dei segnali (sin,quadra,triang,...), ovviamente l'uscita del dac oscilla tra 0 e 5v.
Il mio intento è quello di poter arrivare a generare segnali con uscita 0/30V e poter inoltre switchare e trasformare i segnali in -30/+30V.

Per fare questo pensavo di aggiungere dopo al dac degli opamp che mi permettano quando selezionato di traslare il segnale da 0/5 a -2.5/+2.5 e successivamente entrare in uno stadio di amplificazione finale per regolarne il valore di tensione.

Cercando in rete ho trovato molti schemi di amplificatori a FET, a MOSFET ecc di classe A, B, AB.
Ma sono tutti ampli audio quindi progettati per gamme di frequenze ben più alte di quelle che interessano a me, cosa mi consigliate? eventualmente che accorgimenti dovrei prendere?

Non sono un grande esperto come capite già da soli.
Considerando che a me serve un guadagno basso da 1 a 12 e una distorsione quasi nulla per rispettare il tipo di segnale a quanto ho letto on line il tipo di ampli finale di cui ho bisogno io presumo sia di classe A.

accetto consigli di ogni tipo.
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[2] Re: finale amplificatore per generatore di funzioni

Messaggioda Foto Utentelelerelele » 6 apr 2022, 8:34

Gia dovere amplificare freq=0 è difficle, se ci accontentiamo di qualche hertz, gia è più semplice, nel mio generatore feci un finale a BJT, simmetria complementare, (ho dato impedenza di uscita 50Hz), accoppiato in uscita in DC, con controllo della DC di polarizzazione per ottenere, se il caso, la regolazione dello zero in uscita.
tipo questo link
Se devi avere forte corrente in uscita, basta usare un finale simile, con uscita a simmetria quasi complementare, alimentato il tutto a 35V duali, e dovresti avere cio che ti serve.

saluti.
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[3] Re: finale amplificatore per generatore di funzioni

Messaggioda Foto Utentewimatech » 6 apr 2022, 9:03

chiedo venia, ho scritto 0 ma terrei una Fmin di almeno 3/5 Hz
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[4] Re: finale amplificatore per generatore di funzioni

Messaggioda Foto Utentewimatech » 6 apr 2022, 9:06

Domanda da profano....
Se alimento il circuito con tensione duale mi ritrovo che il carico è collegato tra -V e uscita io vorrei poter mettere le masse con eventuali altri circuiti in comune
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[5] Re: finale amplificatore per generatore di funzioni

Messaggioda Foto Utenteelfo » 6 apr 2022, 9:08

wimatech ha scritto:vorrei arrivare ad avere:
gamma di frequenze 0/30KHz
uscita in tensione regolabile 5/30V
max corrente in uscita 1A o maggiore

OPA548 High-Voltage, High-Current Operational Amplifier

Wide supply range
– Single supply: 8 V to 60 V
– Dual supply: ±4 V to ±30 V
• High-output current:
– 3-A continuous
– 5-A peak
• Wide output voltage swing
• Fully protected:
– Thermal shutdown
– Adjustable current limit
- Gain-bandwidth product RL = 8 Ω 1 MHz
- Slew rate G = 1, VO = 50 VPP, RL = 8 Ω 10 V/µs

https://www.ti.com/lit/ds/symlink/opa54 ... 252FOPA548

Selection table Power Op-Amps
https://www.ti.com/amplifier-circuit/op ... rview.html
wimatech ha scritto:ho trovato molti schemi di amplificatori a FET, a MOSFET ecc di classe A, B, AB.
Ma sono tutti ampli audio quindi progettati per gamme di frequenze ben più alte di quelle che interessano a me

Dove e' il problema?

In alternativa low-cost LM3886 che richiede una maggiore "ingegnerizzazione" (chiedi se interessaato)

https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm388 ... e.com%252F
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[6] Re: finale amplificatore per generatore di funzioni

Messaggioda Foto Utenteboiler » 6 apr 2022, 9:14

Io prenderei questo https://www.ti.com/lit/ds/symlink/opa544.pdf alimentandolo a +/- 35V, in modo da poter avere circa +/- 30V in uscita.

Il DAC hai detto che ha un'uscita variabile tra 0 e 5 V.
Basta sommare un segnale DC a -2.5V per traslare tutto a -2.5 / + 2.5 V.

Questo segnale lo dai poi in pasto all'op-amp di potenza di cui sopra, configurato con un gain di 12.
Leggi (e capisci) la parte dedicata alla Safe Operating Area nel datasheet dell'opamp!
A dipendenza dell'uso che nei vuoi fare conviene forse realizzare un'alimentazione commutabile tra due livelli di tensione. Visto che la gestione avviene tramite microcontroller, si può facilmente automatizzare questa commutazione.

Per variare l'ampiezza del segnale d'uscita basta variare il valore dei dati che mandi al DAC.

Siamo sicuri che quel DAC sia adeguato a produrre un segnale con una frequenza di 30 kHz?

Boiler

P.S.: vedo che mi sono di nuovo sovrapposto a Foto Utenteelfo... è incredibile... ah no, ho scelto un altro opamp :mrgreen:
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[7] Re: finale amplificatore per generatore di funzioni

Messaggioda Foto UtenteMarcoD » 6 apr 2022, 9:45

1)
Domanda da profano....
Se alimento il circuito con tensione duale mi ritrovo che il carico è collegato tra -V e uscita io vorrei poter mettere le masse con eventuali altri circuiti in comune

Tensione duale vuol dire due alimentatori collegati in serie, per esempio da 20 V.
Collegando l'amplificatore alla presa intermedia hai un +20 V e un -20 V.
Il carico lo colleghi fra l'uscita amplificatore e la presa intermedia.
Io terrei l'uscita del generatore (e quindi le uscite degli alimentatori) con un riferimento isolato da tutte le masse presenti, non si sa mai :-) .

2)
Siamo sicuri che quel DAC sia adeguato a produrre un segnale con una frequenza di 30 kHz?

Buona osservazione !
Supponiamo di volere generare con un DAC una sinusoide con una frequenza di 30 kHz, realizzata con almeno 32 rettangoli
30 kHz > periodo 33 us ; 33 x (1/32) = circa 1 us di campionamento.
Se si comanda il DAC in modo seriale con bus I2C quanti byte servono per il comando?
Almeno due byte ? 16 bit?
Frequenza di clock microprocessore 16 / 1 us = 16 MHz ?

3)
Più che dallo schema elettrico, io sarei preoccupato dalla realizzazione meccanica elettrotecnica, dovendo provvedere alimentatori e a amplificatore con adeguati dissipatori di calore/ventole.

O_/
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[8] Re: finale amplificatore per generatore di funzioni

Messaggioda Foto Utentewimatech » 6 apr 2022, 9:56

La Frequenza massima l'ho imposta io stando largo in quanto normalmente i miei progetti si limitano ad usare frequenze che non superano i 10KHz ma volevo essere pronto per eventuali sviluppi futuri
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[9] Re: finale amplificatore per generatore di funzioni

Messaggioda Foto Utentewimatech » 6 apr 2022, 9:59

Considerando la gestione del tutto da microcontrollore per il posizionamento dei valori e ampiezza del segnale d'uscita pensavo di usare degli ua741 e un ulteriore dac in modo da poter programmare un segnale continuo alla posizione voluta da sommare all'onda poi usando dei potenziometri digitali in I2c giocare sull'amplificazione.
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[10] Re: finale amplificatore per generatore di funzioni

Messaggioda Foto Utentelelerelele » 6 apr 2022, 10:02

E' bello generare frequenze con DAC, ma è necessaria molta potenza di elaborazione, io usai il XR2206, certo non è controllabile da micro....o forse si.

Anche le ampiezze da controllare tramite micro, hai una visione molto elaborata del tuol generatore, se avrai tanta pazienza, si fa.

saluti.
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