Operacionales con alta ganancia

Continuando mi pelea con la recepción de señales horarias se me había ocurrido lo siguiente: Dadas las necesidades, utilizar la antena de ferrita y un condensador ajustable para sintonizar el conjunto a 162kHz. Como amplificador, un operacional sin realimentación, a lazo abierto que en teoría tiene una ganancia espectacular. Me va genial que se sature y me dé la portadora en forma de onda cuadrada. Es decir, fijo la entrada "-" a Vcc/2 con un divisor resistivo y entre "+" y "-" entro la señal. Pero cuál es mi sorpresa al encontrar que todos los operacionales habituales tienen una ganancia ridícula a la frecuencia deseada. El TL084, LF353, BA4558, en fin los que tengo por aquí tirados tienen una ganancia muy baja a

162kHz. Está entre los 10 y 50, lo deseable sería 100.000 para arriba. ¿Conocen algún operacional con mejor ganancia a estas frecuencias?

Por cierto me temo que el receptor regenerativo no va muy bien para esta aplicación debido a su inestabilidad, se debe reajustar a la mínima que cambia alguna condición o sea que no es útil para esto. También vi en la hoja del TL084 que se puede hacer con él un filtro pasa-banda sin usar inductores con buenas características, lo que puede resultar una opción interesante que sustituya mi cadena de tanque LC-transistor FET-transistor bipolar. Gracias.

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Jeroni Paul
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Digo yo que podrías usar un comparador, en vez de un amplificador operacional. Viene a ser un operacional de ganancia infinita (idealmente, claro), y es fácil encontrarlos muy rápidos. Se me ocurre que el LM311 te podría valer.

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Saludos de José Manuel García
jose.mgg@terra.es
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pepitof

divisor

Piensa que con esa ganancia, lo único que amplificará es ruido. Será totálmente incapaz de discernir la señal útil.

habituales

a

Casi ningún operacional te va a dar esa ganancia tan grande en lazo abierto, a esta frecuencia. Hay operacionales para video, que tienen anchos de banda de hasta 500Mhz. pero con productos ganancia por ancho de banda de

200 Mhz, y tu lo que pides es un producto ganancia por ancho de banda de 16200 Mhz!!!

Te doy algunas referencias que tengo: EL8102 y EL8103 (intersil)

Yo creo que la mejor opción es un TRF.

Saludos Jorge

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Jorge Sánchez

Hola::

Es lo que tienen los operacionales... Por definición a lazo abierto tienen ganancias muy altas y un ancho de banda muy pequeño.

Así a bote pronto tendrás que montar una etapa del tipo inversora o no inversora y así compensar el producto ganancia*ancho de banda, así conseguiras mayor ancho de banda reduciendo algo la ganacia.

"Jeroni Paul" escribió en el mensaje news:c5hpo1$1unns$ snipped-for-privacy@ID-215914.news.uni-berlin.de...

divisor

habituales

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LittoS

Jorge Sánchez expuso:

Es que ahora ya no me interesa la señal. Más que amplificar lo que quiero es que oscile a la misma frecuencia a la que resuena el tanque LC formado por la antena y el condensador. Es decir quiero una ganancia infinita en donde si el voltaje en la entrada tiene una polaridad la salida sea alta y si tiene polaridad inversa sea baja - el voltaje aplicado es de pocos microvoltios. Si la frecuencia de resonancia está establecida en 162kHz y la Q calculada sin carga es de 330 (que lo dudo pero según las fórmulas y las mediciones tomadas lo que he bobinado es un excelente inductor), el componente frecuencial predominante debería ser la portadora de la emisora. Por este motivo quiero experimentar esa alternativa, no tengo muy claro los efectos que puede tener el ruido sobre este sistema. Podría por ejemplo causar oscilaciones fuera de tiempo, que creo se podrían eliminar ya sea por software o con otro resonador puesto en la salida o con el propio PLL si es lo que acabo usando.

He probado como ha dicho pepitof un LM311 y la salida ¡oscila! Pero no es oro todo lo que reluce, he atado un cable a la salida para que haga de antena y con un receptor de onda larga he podido comprobar que oscila en el rango correcto, lo que confirma que he bobinado correctamente la antena y he ajustado el condensador a 162kHz. Pero me he dado cuenta que la antena está captando la propia señal que sale del oscilador o sea que no está oscilando con la portadora de la emisora sino que es una especie de oscilador con realimentación. Alejando la antena de la salida del LM311 para de oscilar :( Claro, en un receptor superheterodino cambian la frecuencia de manera que ésta no vuelve a entrar por la antena y esto no ocurre. Sin embargo parece que cada vez estoy más cerca de la solución, esto demuestra que el LM311 da bastante sensibilidad y me puede ahorrar etapas amplificadoras con transistores. Creo que con una o dos etapas con transistor (quizá dotadas de resonador LC) puede funcionar bien, esto es para atacar el LM311 ya que según su hoja de datos requiere un pequeño voltaje en las entradas para que se inmute.

En principio eso es lo que estoy haciendo, pero dado que no necesito para nada la amplitud de la señal, no me tengo que preocupar de un ACG ni de la distorsión. El problema es que todos los diseños que veo usan transformadores para adaptar la impedancia alta de la salida de cada etapa a la impedancia baja de la entrada a la siguiente, pero no quiero utilizar transformadores. Como alternativa encontré interesante el filtro pasa-banda hecho con un TL084, supongo que varios de ellos en serie funcionarían bien, quizá un preamplificador con uno o dos transistores sería necesario para atacar el TL084.

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Jeroni Paul

Yo no me complicaría la vida, con tanto rollo, para recibir una señal de radio.

Si está modulada en FM, usa un TDA7000, es un superheterodino que lo lleva todo, y creo recordar que usa un FI interna de 70Khz, y no usa botes, solo condensadores para sintonizar la FI.

Si está modulada en AM, Motorola tiene tropecientos mil, integrados, también superheterodinos, que lo llevan todo en un solo chip. Y como alternativa, un NE602 o NE612, que incluye previo, mezclador y oscilador, a la salida un filtro cerámico de 455Khz, rescatado de un receptor viejo o un mando de infrarrojos, y un diodo de germanio (OA95), para demodular la portadora en amplitud, eso es todo.

Yo hace muchos años, monté un receptor multibanda con un NE602, un integrado de FI (creo que un TBA no se qeu más), y le puse sintonía por varicap, con memorias. Más tarde le añadí un PLL, y un sistema de búsqueda por barrido, algo rudimentario, pero no existían aun los micros, y funcionaba bastante bien.

Eso, aparte de que en Conrad, tiene modulos DCF77, por 12 euros.

Un receptor de sintonía directa, o un superregenerativo, son ganas de sufrir, inncesariamente, reinventando la rueda, con la de material barato, sencillo, y de facil loalización que existe.

divisor

habituales

a
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KT88

KT88 expuso:

Yo tampoco lo haría si no fuera tan tozudo, seguro que ya habría pedido el módulo de Conrad para DCF77, pero se me ha metido en la cabeza decodificar las señales horarias que emite la cadena France Inter- por la Onda Larga a

162kHz, usando componentes que sean fácilmente localizables, es decir no usar integrados raros ni transformadores IF. Esta emisora varia ligeramente la fase de la portadora para codificar la fecha, la hora y otros datos. Los detalles están aquí:
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Como se puede ver sube, baja y vuelve a subir la frecuencia de la portadora en +-6Hz, lo hace una vez para un 0 binario y dos veces para un 1 binario. O sea que el problema a nivel de receptor está en conseguir la portadora de dicha emisora.

Antes que nada quería probar algunas soluciones simples y ver si funcionaban o no. Hasta ahora no he tenido mucho éxito en recibir esa emisora, la señal es algo débil, y necesita bastante amplificación. En un núcleo de ferrita de los usados para hacer antenas de ferrita bobiné espiras hasta conseguir 5mH que junto con un condensador ajustable 0-200pF me da el rango de la Onda Larga más o menos, hoy lo he podido confirmar y ajustar el condensador para

162kHz.

Ahora si asumo que el conjunto resuena con la portadora de la emisora todo lo que haría falta es amplificar al máximo la señal, para obtener una onda cuadrada que represente esa portadora. Pero lo que ya no tengo tan claro es la presencia de ruido de magnitud considerable cerca de la frecuencia de resonancia, entonces podría ser que el comparador viera ese ruido y es lo que sacaría en la salida (si el ruido está en la misma frecuencia que la portadora no hay dios que recupere esa información). Supongo que eso es lo que decía Jorge Sánchez, sería un problema que conviene solucionar a base de limitar la banda de paso.

Como habrás visto se puede considerar que está modulada en FM, pero la variación de 6Hz dudo que la detectara un receptor de FM normal.

Se me ocurre un posible problema al utilizar un oscilador para hacer el cambio de frecuencia, ese oscilador tendrá que tener una precisión y estabilidad mejor que +-6Hz ya que de lo contrario estaría insertando ruido en los datos.

Para esta aplicación sería lo más simple a nivel conceptual. Esto no significa que sea lo más simple de implementar. Al no tener ningún oscilador que pueda insertar variaciones de frecuencia me parece que quizá es lo más adecuado. Para recibir DCF77 donde la información está codificada en amplitud entonces sí que la solución sería otra historia.

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Jeroni Paul

de

Pero es que la selectividad de ese circuito es practicamente nula, y en modo comparable a la que puedes conseguir con un superheterodino. El NE602 es un integrado de los más convencional, casi tanto como un 555.

Es un chip de 8 patillas, de lo más simple de configurar. Le metes un circuito LC en la entrada, otro en el oscilador, lo alimentas y arreando. Un filtro cerámico de 455Khz, también es algo muy convencional, barato y facil de conseguir. Con tan solo esos 2 componentes, ya empiezas a tener una selectividad medianamente decente. De lo contrario, por armónicos y proximidad se te van a colar un montón de emisoras comerciales próximas, que van a enmascarar esa señal que pretendes sintonizar.

Eso, ya parece trabajo para un PIC. La señal resultante de la demodulación la podrías integrar para conseguir un voltaje proporcional o contar los pulsos, en una rutina, que determine el 1 o el 0 lógicos.

ruido

Esto habría qeu mirarlo en el datasheet, pero en todo caso, lo que podría sufrir es una deriva, suave y lenta, principalmente por variacione sde temperatura, que no va a afectar para nada la lectura de los datos.

No obstante un PLL, para esa frecuencia no debe ser complejo ni caro, creo que con un 4060, se podría hacer, pero yo creo que no hace falta, y en cualquier caso, siempre se puede añadir al diseño.

De todas formas esa señal horaria, no es muy conocidan (yo es la primera vez que leo algo de esta señal francesa), y de hecho todos los relojes radiocontralados que se comercializan en España, son para la señal alemana, que me parece mucho más facil de tratar

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KT88

ruido

No es ningun problema, se demodula con PLL, y no necesitas gran precision para que funcione. Mira el datasheet del 4046, la señal demodulada se saca de la tension de control del VCO.

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Eduardo

Gracias.

KT88 expuso:

Cuando decía no usar integrados raros lo decía en general, no por ningún caso de los que me habías citado. Por ejemplo Atmel tiene un integrado que es receptor y descodificador a la vez para relojes, pero ni en la web de Atmel saben algo acerca de él. De momento ya me hacen esperar hasta Martes para el NE602, tienen que pedirlo.

Pues sí, tienes razón. Me las apañé para amplificar aún más y se oye una emisora de onda media. Nunca hubiera imaginado que este tipo de filtro podía ser tan malo. Por este motivo hacen falta varias etapas con amplificador (transistor), resonador LC y adaptador de impedancias (transformador). Esto es bastante más costoso de construir que el circuito con el NE602, o sea que de momento voy a experimentar con él.

Hacer que el PIC haga de frecuencímetro para detectar esas variaciones de frecuencia continúa siendo un problema. Supongamos que tenemos la portadora a 455000Hz. En un determinado momento la frecuencia sube a 455006Hz durante

0,025 segundos, luego baja a 454994Hz durante 0,05 segundos y luego vuelve a subir durante 0,025 segundos. Para que al menos un recuento caiga entero dentro de los 0,05 segundos de bajada, debe durar 0,025. Si tomamos un recuento cada 0,025 segundos obtenemos 11375 ciclos y ante la bajada 11374,85. Es una diferencia muy pequeña. Se me ocurre que reiniciando la cuenta siempre de forma síncrona con la portadora de forma que el 0 durara igual que todos los otros podría llegarse a detectar un ciclo menos durante la bajada pero no veo muy clara la fiabilidad. Si a ese momento la temperatura cambia y el oscilador va variando lentamente puede llegar a causar lecturas equivocadas. Si no me temo que será necesario el PLL NE565 que tenía pensado utilizar.

Vale yo estaba pensando en recuentos de longitud fija con el PIC pero también es verdad que se puede detectar la diferencia en el recuento y no fijarse en el valor absoluto.

Pues por este motivo estoy yo aquí, no se me ocurriría diseñar otra vez lo que ya está hecho, pero dado que a nadie se le ha ocurrido usar esta señal a nivel de montaje casero pues voy a hacerlo yo. De todas formas para el DCF77 tampoco hay un esquema con componentes normales que sea una alternativa barata al módulo de Conrad y no descarto que cambiando un par de condensadores debería ser posible sintonizar la radio a 77,5kHz y recibir el DCF77 con el mismo circuito.

Además existen relojes comerciales que se sincronizan con la señal francesa, lo que debería asegurar la continuidad del servicio. Los datos teóricos indican que esta emisora emite con 2MW de potencia desde la frontera Francia-Alemania, en cambio la DCF77 lo hace con 50kW, o sea que la recepción de la señal francesa debería ser bastante mejor en toda Europa. La constancia que tengo es que los dos relojes que tengo que van con la DCF77 solo se pueden sincronizar de noche, por el otro lado la emisora francesa la puedo recibir con un receptor de onda larga durante todo el día.

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Jeroni Paul

El otro día, Jeroni Paul nos estuvo contando:

Pues no sé si te servirá esa idea, no obstante el operacional con más ganancia que se me ocurre es el OP27 de Analog, cuyo datasheet empieza así:

FEATURES Low Noise: 80 nV p-p (0.1 Hz to 10 Hz), 3 nV/÷Hz Low Drift: 0.2 V/ C High Speed: 2.8 V/ s Slew Rate, 8 MHz Gain Bandwidth Low VOS: 10 V Excellent CMRR: 126 dB at VCM of ±11 V High Open-Loop Gain: 1.8 Million

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Reinoso G.

Reinoso G. expuso:

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Jeroni Paul

El OP37 mejora esas cifras.

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KT88

KT88 expuso:

Ok, gracias.

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Jeroni Paul

Pues yo ya tengo los samples de esos dos, por maxim eso si, que no me quise complicar... ^^ ( para mi micro jojojo )

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"Por cierto, de sobra es conocido que no hay
quien entienda lo que escriben los médicos a
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RooT

El otro día, RooT nos estuvo contando:

¿Que quieres decir con que no te quieres complicar? Analog mandaba samples tan bien como maxim ¿ahora ya no?
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Reinoso G.

Si envianban, pero era solo encapsulados SOIC y queria probar con la protoboard, en texas no se ke pasaba, y en maxim sin problemas, DIP y tardan algo mas pero llegan.

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"Por cierto, de sobra es conocido que no hay
quien entienda lo que escriben los médicos a
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RooT

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