induttore flottante [lungo]

altro

di switch

eh gia'! ecco perche' l'ho definito geniale e ........ dimenticato!

Ti ripropongoun messaggio che inviai e a cui non ebbi risposta alcuna.

"" ....usando questo circuito nella funzione di tosatore bipolare, ho cercato di giustificare la formula che definisce la tensione di clipping e che e':

Vclip=3D Vc*RL / RC+2RL

[FIDOCAD] MC 80 35 1 0 080 MC 80 65 1 0 080 MC 100 55 1 0 080 MC 80 45 2 0 210 MC 70 55 1 0 210 MC 80 45 1 0 210 MC 90 55 2 0 210 MC 55 55 0 0 480 LI 55 55 70 55 LI 90 55 100 55 LI 100 55 100 55 TY 85 30 4 3 0 0 0 * +VC TY 85 75 4 3 0 0 0 * -VC TY 30 55 4 3 0 0 0 * VS TY 110 55 4 3 0 0 0 * RL TY 85 40 4 3 0 0 0 * RC TY 85 70 4 3 0 0 0 * RC MC 55 75 0 0 040 MC 100 75 0 0 040 LI 100 75 100 65 LI 100 65 100 65 LI 35 105 35 160 LI 35 160 135 160 LI 135 160 135 160 LI 35 130 140 130 LI 135 130 135 130 BE 35 130 40 120 45 130 45 130 BE 45 130 50 140 55 130 55 130 BE 55 130 60 120 60 120 65 130 BE 65 130 70 140 70 140 75 130 BE 75 130 80 110 85 130 85 130 BE 85 130 90 150 90 150 95 130 BE 95 130 100 115 100 115 105 110 LI 105 110 35 110 LI 35 110 35 110 LI 105 110 140 110 LI 140 110 140 110 BE 120 130 115 115 115 115 110 110 LI 35 150 140 150 LI 140 150 140 150 BE 120 130 125 145 130 150 130 150 TY 145 110 4 3 0 0 0 * +Vclip TY 145 145 4 3 0 0 0 * -Vclip BE 135 150 145 135 145 130 145 130 LI 140 130 150 130 LI 150 130 150 130

La formula e' approssimata e derivata (Millman & Taub 1965) applicando la sovrapposizione degli effetti e poi facendo considerazioni sulle correnti nei diodi. Io applicando Thevenin giungevo alla stessa formulazione e pero' conduce a grossi errori all'aumentare di RL (simulato con LTspice e verificato al banco) .

Studiando il problema mi sono imbattuto in un sacco di testi che riportano formulazioni diverse. "Analog Electronics...." Peyton & Walsh riporta Vclip =3D VC-0.6 !!

"Troubleshooting Analog Circuits" pag.151, Bob Pease Vclip =3D VC-0.7 * (RL/RC+RL)

US Patent 3986788 Vclip =3D VC*RL / RC+RL

stessa formulazione, dulcis in fundo da: "Poor Man's Sq Wave Generator"

4/lab/lab.html

La formula di Pease sembra empirica e funziona meglio ma non per piccoli valori di RL.

Sarebbe interessante vedere la soluzione al problema 9-11 proposto sul: "Design with operational amplifiers and analog integrated circuits" "Sergio Franco"

stinf:

In quale intervallo di frequenze lavora la corda?

A parte tutte le considerazioni riguardo all'uso di INA e compagnia (personalmente userei la soluzione suggerita da SB), dopo che ce fai?

Se la frequenza massima è bassa (diciamo < 10 kHz) tieni conto che processori tipo l'ATmega88 hanno a bordo un timer che ti permette di contare quanti clock processore sono passati tra un ciclo e l'altro dell'input. Assumendo una frequenza di clock di 20 MHz, ciò ti permetterebbe di avere una lettura di 2000 per 10 kHZ, di 2001 per 9995Hz, di 2002 per 9990Hz e via così, fino a 4000 per 5kHz.

Se questa precisione non ti basta ti sarà comunque utile per poter "mirare" un VCO che potresti miscelare con il segnale in entrata per poter contare, con lo stesso timer, la frequenza di battimento tra i due o il loro sfasamento con un comparatore di fase da PLL.

SB ha scritto:

Infatti, a pensarci bene, in quel caso un normale opamp sarebbe più logico, ma il punto è che così, a meno dei due MD0100, lo schema diventa quello del circuito attuale, che presenta i problemi che dicevo all'inizio (in particolare la scarsa funzionalità con cavi lunghi). Per questo avevo ipotizzato di fare la lettura differenziale, da cui lo schema con gli switch.

Hai ragione, mi sto un po' perdendo...

In definitiva, comunque, il circuito complessivo dovrebbe essere questo:

[FIDOCAD ] MC 180 45 0 0 115 TY 185 10 5 3 0 0 0 * 24V MC 130 60 0 0 040 TY 100 40 5 3 0 0 0 * IN LI 180 65 180 55 MC 190 95 0 0 040 LI 180 75 180 95 RV 140 90 165 100 RV 140 100 165 110 TY 145 95 5 3 0 0 0 * MD0100 TY 145 105 5 3 0 0 0 * MD0100 LI 180 95 165 95 MC 105 115 1 0 200 MC 115 130 3 0 200 MC 105 130 0 0 040 MC 115 130 0 0 040 MC 125 115 1 0 200 MC 135 130 3 0 200 MC 125 130 0 0 040 MC 135 130 0 0 040 LI 105 95 105 115 LI 115 95 115 115 LI 135 105 135 115 LI 125 105 125 115 SA 105 95 SA 115 95 SA 125 105 SA 135 105 MC 95 120 0 0 115 MC 95 130 0 0 040 LI 95 105 95 120 SA 95 105 TY 85 120 5 3 0 0 0 * 10M MC 75 95 0 1 580 LI 25 100 10 100 RV 25 95 50 105 TY 30 100 5 3 0 0 0 * Filtri MC 80 120 0 0 115 MC 80 130 0 0 040 LI 80 95 80 120 SA 80 95 TY 70 120 5 3 0 0 0 * 10M LI 140 105 75 105 LI 140 95 75 95 TY 10 90 5 3 0 0 0 * OUT TY 60 75 5 3 0 0 0 * AD8227 TY 45 80 5 3 0 0 0 * (con Vref a Vdd/2) PV 215 60 215 80 225 75 225 65 MC 245 80 1 0 120 LI 225 70 245 70 LI 245 70 245 80 PV 215 90 215 110 225 105 225 95 LI 225 100 245 100 LI 245 100 245 90 TY 220 95 5 3 0 0 0 * 0 TY 220 100 5 3 0 0 0 * 1 TY 220 65 5 3 0 0 0 * 0 TY 220 70 5 3 0 0 0 * 1 LI 220 85 220 75 LI 220 85 200 85 TY 195 85 5 3 0 0 0 * SEL TY 250 80 5 3 0 0 0 * bobina corda LI 220 85 220 95 SA 220 85 TY 200 45 5 3 0 0 0 * Multiplexer o TY 200 50 5 3 0 0 0 * switch analogici LI 215 65 180 65 LI 215 75 180 75 LI 215 95 190 95 LI 215 105 165 105 MC 165 35 2 1 420 MC 180 15 3 0 010 LI 180 25 180 15 LI 165 35 130 35 MC 130 20 0 0 115 TY 135 10 5 3 0 0 0 * 24V MC 130 15 3 0 010 LI 130 30 130 40 LI 130 15 130 20 MC 115 50 0 0 410 LI 115 50 100 50 TY 135 20 5 3 0 0 0 * 1M TY 165 45 5 3 0 0 0 * Rlim

Ho sostituito i bjt con due MOSFET, pensi sia una buona idea? Ho poi aggiunto i resistori e i diodi di protezione tra i T/R switch e l'INA, come richiesto dai rispettivi data sheet (immagino che i resistori >1M a cui ti riferivi fossero questi). A proposito, ma in questa configurazione ha senso mettere i T/R switch?

Come ti sembra, in generale?

Grazie ancora.

F. Bertolazzi ha scritto:

Usiamo vari modelli, comunque gli intervalli sono tutti al di sotto dei

4 kHz.

Intendi quella con INA e switch? Penso anch'io sia la soluzione migliore...

I tempi di risposta non sono un problema, per cui risulta più comodo contare i periodi della sinusoide che arrivano in un tempo prefissato (generalmente un secondo) e mediare. Questo dovrebbe garantire la precisione necessaria (1 Hz). Comunque userò un PIC, perché li conosco già...

Grazie della risposta.

stinf:

Da quello che ho capito mi pare che lo switch sia totalmente inutile, oltre che molto più costoso di quanto tu non sembri pensare.

Dipende da quanto dura l'oscillazione leggibile. Se ti troverai con problemi di rumore, tieni conto che puoi sempre contare la lunghezza del periodo con una precisione di 5 Hz e poi fare il campionamento solo quando sai che dovrebbe cadere la transizione.

In pratica calcoli quanto dura il periodo e prendi in considerazione solo la prima transizione che avviene dopo la lunghezza del periodo meno un qualcosina. A quel punto ti tappi le ortecchie per la durata del semiperiodo meno qualcosina ed aspetti la transizione.

Probabilmente riesci anche a far di meglio.

E nonostante ciò non li eviti? :D

F. Bertolazzi:

orecchie

F. Bertolazzi ha scritto:

Perché? Si tratta di un paio di switch analogici che vanno a 24V. La Analog Devices ne fa diversi, e non costano chissà quanto... o ti riferisci a qualcos'altro?

Sì, in effetti può essere una buona alternativa.

LOL Personalmente non mi trovo male, ma sono novizio in materia... cosa hanno gli Atmel in più? (Avendo letto altri tuoi post, so che questo per te è un invito a nozze... :D)

Il giorno Mon, 02 May 2011 12:30:30 +0200, stinf ha scritto:

Non hanno alcun vantaggio, per quello che devi fare bastano dei bjt.

si, quelli

No, non ha senso mettere i MD100,

C'è troppa roba, elimina i diodi e i tosatori, arriva con i segnali direttamente sull' INA e vedi se riesci a mettere uno switch con una fase per il punto morto, in modo da avere una commutazione più dolce.

-- ciao Stefano

stinf:

E che quindi vanno alimentati a 24V?

Boh, no, dipende tutto dalla loro resistenza interna e dalla capacità (di corrente) che hanno. E poi il componente che non c'è è quello che costa meno (ricorda che di solito il costo del componente è inferiore al prezzo del circuito stampato che lo ospita e al montaggio) e che non si guasta mai.

Infatti sono scapolo.

SB ha scritto:

Ecco, mi pareva... comunque, altri soldi risparmiati :)

direttamente

morto,

Sì, a questo punto farò così.

Un'ultima cosa: pensavo che dimensionando bene il resistore Rlim nel disegno posso far scorrere la corrente che voglio lungo il filo (a meno delle tolleranze sulla resistenza del filo e della bobina), dunque potrei evitare di usare il metodo attuale di caricare/scaricare un grosso condensatore... in teoria, il partitore resistivo che si crea tra Rlim, Rcavo e Rbobina non dovrebbe interessarmi, visto che la corrente è, appunto, imposta. Che ne pensi?

stinf:

Sei sicuro che il grosso condensatore non serva per fare un circuito oscillante LC con l'elettromagnete?

Non vorrei che, togliendolo, venissero fuori dei picchi di tensione molto alti appena rimossa l'alimentazione.

Il giorno Mon, 02 May 2011 15:43:14 +0200, stinf ha scritto:

Dipende, il grosso condensatore ha senso se serve una corrente impulsiva che può anche essere elevata nello spunto ma ha un valor medio basso.

Cioè se tu hai un alimentatore limitato a 100mA ma ti seve una corrente elevata isatantanea di 1A sull'induttore, mettendo un condensatore sarà quest'ultimo a fornirla nel breve periodo.

Se avevano messo il condensatore una ragione c'era, io aspetterei a toglierlo, così come può darsi che il valore di corrente da te considerato sia quello medio e non quello di spunto.

Inoltre devi considerare che l'induttanza e la resistenza dei fili possono influire sulla corrente di picco.

-- ciao Stefano

F. Bertolazzi ha scritto:

Sì, lo scopo del condensatore è accumulare energia per fornirla "tutta insieme" alla bobina, in modo da "sollecitarla meglio".

SB ha scritto:

può

Il punto è che la bobina ha una resistenza che si aggira sui 150 ohm (quella su cui ho fatto le misure era 180 ohm), per cui la corrente massima che il condensatore può erogare, collegandolo direttamente, è

24/150 = 160 mA; limitarla a 100 non è una differenza enorme...

Certo, ma forse a questo punto potrei ridurre la capacità del condensatore, visto che lo spunto è indipendente da C...

medio

No, di questo sono sicuro: i 100 mA sono il massimo utilizzabile; è possibile che siano utilizzabili spunti maggiori, ma non posso averne la certezza, per cui devo limitarmi a questo (in ogni caso, le specifiche che mi sono state date indicano questa come corrente massima)

Certo, della resistenza dei fili dovrò tenere conto. Per quanto riguarda l'induttanza, credo che quella della bobina sia di gran lunga superiore, anche se in effetti non ho informazioni chiare in merito.

stinf:

Mah. Dici? Forse hanno derivato lo schema da qualcosa nato per bobine con impedenza assai più bassa. Io comunque darei un'occhiatina con l'oscilloscopio per vedere cosa succede quando stacchi l'alimentazione all'elettrocalamita. Come minimo un diodo di ricircolo ce lo metterei.

F. Bertolazzi ha scritto:

L'ho fatto, e purtroppo non riesco a vedere niente. Come spiegavo in un post precedente, con il mio oscilloscopio non sono in grado di leggere direttamente il segnale della bobina, perché ha un'ampiezza troppo ridotta (qualche mV) e l'oscilloscopio arriva al massimo a 10 mV/div; riesco ad intuire qualcosa, ma non è assolutamente un segnale leggibile, visto che è praticamente sommerso dal rumore. Riesco invece a leggere il segnale amplificato, segno che evidentemente il rumore che leggo dalla bobina dipende in buona misura dall'oscilloscopio stesso, che ha raggiunto i suoi limiti.

Intendi un diodo in serie alla bobina? A che scopo?

stinf:

Meglio, anche se mi sembra strano. E' chiaro che non riesci a vedere il segnale, altrimenti non stavamo qui a parlare di INA.

Il punto è che l'elettrocalamita è un solenoide come quello di un relè, quindi è possibile che, come avviene con i relé, appena apri il circuito che alimenta la bobina, questa cercherà di continuare a far fluire corrente, generanto picchi di tensione potenzialmente distruttivi, per evitare i quali o ci metti un condensatore in parallelo o un diodo in antiparallelo.

F. Bertolazzi ha scritto:

Sì, infatti :)

Potrei metterli lo stesso, ma ho qualche dubbio, specie sul condensatore: alterando il circuito in ingresso all'INA, potrei rischiare di modificare la frequenza che voglio leggere.

Potrei provare forse con il diodo in antiparallelo... ma non vorrei che le capacità parassite possano creare effetti di disturbo sul segnale da leggere... che ne pensi?

stinf:

Penso che se è come temo non hai molta scelta, dato che alla prima apertura di circuito la corrente "immagazzinata" dal solenoide non potrebbe che cercar di passare attraverso l'INA, con effetti quantomai sgradevoli.

Quanto alla capacità del diodo non so proprio, ma direi che, viste le frequenze di cui parliamo, sia assai poco influente.