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preamplificatore per piezoelettrico con uscita bilanciata

devo costruire un pre per un piezoelettrico, che porti il mio segnale al livello dell'ingresso di linea (+4dbu) bilanciato della mia scheda audio.

Essendo il piezo ad alta impedenza, ho pensato di usare un operazionale a basso rumore (TL07x) in configurazione non invertente che faccia da buffer e cercare di ottenere una amplificazione di circa 20db. Inoltre vorrei alimentare il pre con l'alimentatore a 9v stabilizzato che già utilizzo con altri effetti, perciò preferisco evitare l'alimentazione duale.

Cercando un po' in rete ho trovato un progetto che potrebbe fare al caso mio:

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Da quanto ho capito il blocco raffigurato a sinistra si connette all'ingresso invertente dell'opamp proprio per permettere l'alimentazione singola (anche se sto ancora cercando di capire bene in che modo), ma se i miei calcoli sono esatti il guadagno massimo sarebbe poco più che un fattore tre.

Inoltre non ho ben capito gli effetti dei condensatori nella rete di retroazione sul morsetto invertente. Immagino che quello da 1nF, in parallelo alle resistenze, crei un passabasso... ma allora variando il valore del trimmer varierà non solo il guadagno ma anche la freq di taglio, giusto?

[ Una alternativa all'uso dell'operazionale è un semplice stadio a emettitore comune retroazionato, tipo questo (ovviamente senza R1, dato che il piezo non va "alimentato":
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Qui non so però quantificare la resistenza di ingresso e l'amplificazione. Andrebbero bene? ]

In ultimo, come ho detto devo bilanciare il segnale. La mia idea era evitare trasformatori ed utilizzare un sistema tipo quello alla prima pagina di questo documento:

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("typical balanced output", il secondo schema nella seconda colonna)

Ma le resistenze di 100k in uscita non renderebbero vano il mio tentativo di abbassare l'impedenza vista dalla scheda? Inoltre quei condensatori da 100uF mi sembrano, a pelle, di valore un po' alto. Anche qui, poi, dovrei evitare l'alimentazione duale (prendo semplicemente il blocco che sta anche nel "primo stadio" e lo collego ai morsetti dove applico il segnale?).

Nella penultima pagina c'è un circuito alternativo ("A simple alternative"), che richiede un solo operazionale, e spiega pure che posso abbassare la resistenza in uscita (come mi servirebbe)... ma soltanto se NON uso il TL07x, visto che proprio questo operazionale diventerebbe instabile collegandolo a dei cavi (che è quello che farò).

Forse sarebbe anche più elegante sostituire il primo stadio (quello del primo link) con un semplice inseguitore di tensione per fare da buffer, e lasciare il compito dell'"amplificazione" agli operazionali (o all'operazionale) dello stadio di bilanciamento.

Voi cosa fareste? Io ho la testa piena di tutte le possibilità, e non so davvero quale (almeno in teoria) sia migliore per i miei scopi. Qualcuno ha consigli/schemi/aneddoti per me?

grazie, athos

PS: vorrei pure implementare dei controlli semplici per spostare la frequenza di taglio superiore e inferiore, o ancor meglio per equalizzare il segnale su tre bande, ma di questo ne parliamo poi :)

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athos
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ehm, forse ho esagerato con la lunghezza e le domande. -_-'

athos ha scritto:

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athos

ecco, ho tirato fuori un progetto, allego in calce lo schema fidocad.

Dall'analisi in frequenza, la somma tra il modulo di V(caldo) e V(freddo) è praticamente nulla fino ai 120hz, dove comincia a salire: A 1khz è 7mV ca, a 10khz è 67mV ca, a 20khz e 120mV ca.

Anche tenendo conto di questo fenomeno, il segnale differenza (che è quello che mi interessa) cala in frequenza con un andamento tale che la "frequenza di taglio a 3dB" sia all'incirca sui 25khz (quindi comunque oltre il range di freq di mio interesse).

E' una cosa accettabile? Altrimenti, esiste qualche accorgimento per migliorare la "simmetria?"

R2 è anche il potenziometro per variare il guadagno, ho fatto un po' di prove e messo lì mi sembra la soluzione che meno altera la risposta in frequenza.

La frequenza di taglio inferiore risente un po' del valore di R_load. Sotto i 5kohm la frequenza di taglio finisce nella zona delle frequenze udibili. Conto di collegare il pre sempre ad amplificatori con alta impedenza di ingresso (molto maggiore di 5k), ma una maggiore indipendenza anche qui non guasterebbe.

Inoltre la corrente che scorre in R_load=5kohm è 1.7mA piccopicco a

1khz. E' accettabile?

Se usassi un regolatore di tensione tipo 7809 potrei evitare di usare l'operazionale OP3 e usare semplicemente dei partitori resistivi?

Immagino che alcuni condensatori (quelli di 2.2uF o piu') dovranno essere elettrolitici, ma non ho molta dimestichezza. Come devo comportarmi?

Attendo speranzoso i vostri pareri ed eventuali consigli :)

grazie, athos

[FIDOCAD] MC 65 65 2 1 580 MC 50 40 0 0 090 MC 40 40 0 0 170 MC 75 40 0 0 080 MC 75 30 0 0 170 MC 90 60 0 0 170 MC 110 60 0 0 080 MC 155 65 0 0 170 MC 155 30 0 0 170 MC 180 45 1 0 080 MC 40 40 0 0 040 MC 65 85 1 0 080 MC 50 65 0 0 170 MC 35 65 0 0 080 MC 15 65 0 0 040 LI 45 65 50 65 LI 60 65 65 65 LI 65 55 65 30 LI 65 30 75 30 LI 85 30 90 30 LI 90 30 90 60 LI 65 40 75 40 LI 85 40 90 40 LI 100 60 110 60 LI 65 85 65 65 LI 65 95 65 100 LI 65 100 60 100 LI 65 100 120 100 LI 145 65 155 65 LI 120 60 120 50 LI 120 50 130 50 LI 140 50 145 50 LI 145 50 145 65 LI 105 60 105 30 LI 105 30 155 30 LI 165 30 180 30 LI 180 30 180 45 LI 180 55 180 65 LI 180 65 165 65 MC 15 90 1 0 080 MC 15 120 0 0 040 MC 25 110 1 0 170 MC 25 120 0 0 040 LI 15 110 15 100 LI 15 105 30 105 LI 15 110 25 110 LI 30 95 30 85 LI 30 85 55 85 LI 55 85 55 100 LI 55 100 60 100 LI 60 40 65 40 MC 120 90 3 0 080 LI 120 80 120 70 LI 120 100 120 90 MC 130 50 0 0 080 TY 30 115 3 2 0 0 0 Lucida++Sans++Typewriter C7 100n TY 70 90 3 2 0 0 0 Lucida++Sans++Typewriter R7 1M TY 125 85 3 2 0 0 0 Lucida++Sans++Typewriter R8 1M TY 35 60 3 2 0 0 0 Lucida++Sans++Typewriter Rs 7k TY 110 65 3 2 0 0 0 Lucida++Sans++Typewriter R3 10k TY 90 65 3 2 0 0 0 Lucida++Sans++Typewriter C4 4.7u TY 55 60 3 2 0 0 0 Lucida++Sans++Typewriter C3 1u MC 15 90 3 0 074 TY 10 85 3 2 0 0 0 Lucida++Sans++Typewriter 9V MC 15 110 1 0 080 TY 75 35 3 2 0 0 0 Lucida++Sans++Typewriter R1 100k TY 75 25 3 2 0 0 0 Lucida++Sans++Typewriter C1 47p TY 45 45 2 2 0 0 0 Lucida++Sans++Typewriter R2 10k/100k TY 35 35 3 2 0 0 0 Lucida++Sans++Typewriter C2 1u TY 130 45 3 2 0 0 0 Lucida++Sans++Typewriter R4 10k TY 185 40 3 2 270 0 0 Lucida++Sans++Typewriter R_load 5k TY 155 25 3 2 0 0 0 Lucida++Sans++Typewriter C5 2.2u TY 155 70 3 2 0 0 0 Lucida++Sans++Typewriter C6 2.2u TY 10 115 3 2 90 0 0 Lucida++Sans++Typewriter R5 e R6 100k TY 60 110 3 2 0 0 0 Lucida++Sans++Typewriter Opamp: TL07x, tutti a singola alimentazione (9V) TY 40 100 3 2 0 0 0 Lucida++Sans++Typewriter OP3 TY 75 60 3 2 0 0 0 Lucida++Sans++Typewriter OP1 TY 130 65 3 2 0 0 0 Lucida++Sans++Typewriter OP2 MC 120 70 2 1 580 MC 30 105 2 1 580 TY 180 30 3 2 0 0 0 Lucida++Sans++Typewriter V(caldo) TY 180 65 3 2 0 0 0 Lucida++Sans++Typewriter V(freddo) MC 35 65 1 0 480 TY 10 55 3 2 0 0 0 Lucida++Sans++Typewriter Vs 0.4 Vpp
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athos

Puoi togliere C4 e R8. Il potenziometro lo metterei al posto di R1, al minimo la frequenza di taglio superiore arriva a 30 kHz circa. Al posto del potenziometro direi 10 kohm, e la frequenza di taglio inferiore va a finire a 16 Hz circa.

Metti i condensatori sull'alimentazione fra positivo e negativo (non verso la tensione in mezzo).

--

Franco

Wovon man nicht sprechen kann, darüber muß man schweigen.
(L. Wittgenstein)
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Franco

Franco ha scritto:

Fatto, grazie :)

Quando R1=10kohm, la frequenza di taglio superiore schizza attorno ai

250kHz. Avevo pensato di aumentare R2 e non di diminuire R1 proprio per evitare questo allargamento di banda. Però mo ci ripenso e faccio altre prove.

Il valore che hai ipotizzato al posto del potenziometro è proprio quello che ho messo io nel progetto (per avere una amplificazione intorno a 10).

certo, nello schema fidocad li ho omessi ma ce li metto :)

Mi sono inoltre reso conto che se prendo l'uscita solo tra Caldo e massa ho un segnale a media non nulla (la continua è proprio 4,5V). Visto che voglio avere la possibilità di prendere pure l'uscita sbilanciata, ho messo un paio di resistenze di "pull-down" dopo i condensatori in uscita. 10kohm vanno bene? Mi pare che non portino variazioni evidenti alla risposta del circuito a parte l'eliminazione della continua, a meno che non ci sia qualcosa che mi sfugge.

ciao e grazie! athos

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athos

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