Amplificare impulsuri dreptunghiulare/sinusoidale

[ovirgil]

Am incercat sa amplific impulsuri dreptunghiulare de cca 40khz , la cativa wati , 5/10w . Acestea se distorsioneaza foarte mult , iar cu marirea volumului scad in amplitudine , la un moment dat se anuleaza amplificarea .

1. Cum as putea proceda ca amplificarea sa fie optima ?

2 . Cum as putea inversa impulsurile din dreptunghiular in sinusoidal ? Intreb asta fiindca impulsurile sinusoidale se amplifica mai bine (sau gresesc )

Ca amplificator , am folosit unul audio , deja facut , cu CI-AN7149 , de proba . Ma gandesc si la varianta ca acest ci sa nu asigure trecerea frecventei de 30/40khz .

Ceva idei sau sugestii cum sa procedez .

 

Multumesc ptr intelegere .

[donpetru]

Ce excursie de tensiune doriti sa obtineti pe iesirea amplificatorului si care este sarcina minima admisa a amplificatorului pentru obtinerea acelor 5 sau 10W ?

AN7149 se alimenteaza la 12V, iar excursia de tensiune varf la varf nu poate fi mai mare de 12V. Daca ideal o considerati 12V (repet, in realitate este mai putin), atunci puterea disipata pe o sarcina de 4 Ohmi va fi:

Pd = (12 * 12) / 4 = 36W (ideal, pentru ca in realitate puterea este limitata de CI la valoarea specificata de producator). Din acest motiv pe sarcina se va regasi o valoare de tensiune varf la varf mult mai mica, in conditii de reproducere corecta fara distorsiuni a semnalului rectangular. Daca pe intrarea CI se aplica un semnal "prea puternic" acesta va distorsiona iesirea si iar nu e bine. Din aceasta cauza va recomand sa va indreptati atentia catre un montaj de amplificare pe tranzistoare care lucreaza mult mai sigur in domeniul 30/40kHz.

[roadrunner]

ovirgil,

 

iti recomand sa citesti o carte de electronica care trateaza amplificatoarele, iar ca supliment ar fi bine sa intelegi cum se descompun semnalele in serii Fourier.

O explicatie babeasca:

un semnal dreptunghilar se poate descompune (adica e compus) intr-o suma de semnale sinusoidale de frecvente de multiplu impar (3*f,5*f,7*f,... unde f=fundamentala) ale frecventei fundamentale (40KHz in cazul tau) - stiu ca suna un pic fantastic sa aduni niste sinusoide cu sa obtii ceva patrat dar asta e realitatea.

Ca sa pastrezi forma de unda dreptunghulara la iesirea amplificatorului, trebuie ca amplificatorul sa amplifice si temenii astia de ordin (3*f,5*f,7*f,...)

deci banda de frecvente a amplificatorului trebuie sa fie mult mai mare decat 40KHz.

La amplificatoare exista o marime care exprima latimea de banda a amplificatorului si din pacate este invers proportionala cu amplificarea.

se numeste "Unity gain bandwith product" - Adica latimea de banda a amplificatorului la castig =1. Sau altfel spus B*A=k. (unde k este constant)

Deci daca maresti amplificarea iti scade latimea de banda si vice versa.

In cazul tau trebuie sa amplifici 40KHz + cel putin 3 armonici ca sa pastrezi cat de cat forma dreptunghiulara.(deci latimea de banda e pe la 10*40KHz)

Lipsa latimii de banda se traduce pentru tine in suprimarea armonicelor peste fundamentala - semnalul piezandu-si forma dreptunghulara devenind sinusoidal. Iar exagerand cu amplificarea latimea de banda se reduce si mai mult, la un moment dat nici 40Khz (fundamentala) nu mai cade in banda de trecere, si atunci amplitudinea scade la iesire.

Tot ce ai descris mai sus este perfect normal si conform cu teoria.

 

poate ar fi mai bine sa spui exact ce vrei sa faci ca sa putem sa ajutam mai bine.

 

RR

Editat Martie 2, 2014 de roadrunner

[maricris]

fii bun la suflet si spune-mi si mie la ce-ti foloseste acest semnal amplificat? ce vrei sa construiesti? am ceva scheme pentru amplificatoare de semnal dreptunchiular care asa cum vrei tu il convertesc in semnal sinusoidal il amplifica dupa care il convertesc in semanl dreptunghiular insa schemele sunt foate complicate de aceea iti cer respectuos sa imi spui ce vrei sa afci cu un astfel de semnal ca sa pot sa-ti aleg ceva scheme nu le pot publica pe toate

[roadrunner]

daca vrei sa-l faci din dreptunghiular in sinusoidal de frecventa fundamentalei iti trebuie un filtru trece jos care sa suprime tot peste findamentala.

daca vrei sa-l faci dreptunghiular din sinusoidal pui amplificatorul in limitare (dar trebuie sa aiba latime de banda sa treaca fundamnetala + armonicele) - deci pana la urma tot latimea de banda e problema.

 

daca nu vrei controlezi amplificarea (e fixa) atunci un etaj in comutatie e suficient. (eventual o poti controla prin tensiune cu care alimentezi etajul final)

RR

Editat Martie 2, 2014 de roadrunner

[ovirgil]

@roadrumer

Chiar m-am lovit de explicatiile dv ,si am vrut o confirmare .

 

@maricris

Nu as vrea sa complic asa tare lucrurile . ma gandesc ca nu merita .

Ce vreau sa fac ? Am construit un generator de impulsuri , cu schimbare de frecventa ptr alungat caini . Schimbarea se face in 5 trenuri de impulsuri , dreptunghiulare , intre 30 si 40khz -timpul de comutare este reglabil . esirea se face pe un ci MMC4013 . Iesirile sant defazate . Pentru amplificare audio am folosit numai o iesire . Numai ca eu vreau sa-i alung de la distanta mai mare , decat din apropierea lor ,(am motivele mele) , de aceia as fi dorit o amplificare ceva mai mare .Nu stiu cum si cu ce as putea sa o fac .

La punerea in aplicare m-am lovit de ce m-am lovit .La problema asta sant limitat . As fi vrut ceva solutii practice . Dar am impresia ca e mult mai dificil de pus in practica , decat ma gandeam eu .

Din explicatiile dv , cred ca ar trebui un amplificator dedicat , dar nu am idee cum arata .

Editat Martie 2, 2014 de ovirgil

[roadrunner]

pai ce folosesti ? difuzoare? elemente piezo?

pune un mosfet si ataca elementul piezo cu un mosfet, nu conteza daca semnalul e dreptunghiular sau sinus ca oricum traductorul tau (difuzor sa ce o fi) are banda de trecere limitata, tu te chinui sa amplifici semnal dreptunghilar (pana la armonica n) si elemenntul traductor are banda limitata si le va suprima.

tu ai nevoie de un etaj in comutatie adica un tranzistor mosfet. - evident ai grija sa limitezi curentul sa nu distrugi traductorul.

RR

Editat Martie 2, 2014 de roadrunner

[ovirgil]

Am un soi de difuzor de la o alarma auto defecta , 4ohmi/30w . Dar intrucat amplificarea nu e corecta , nu am ce constata.

Am folosit si o goarna piezo de vre 10w . nu scrie pe ea nimic . La fel rezultate proaste . Probabil sa fie si un cumul de nepotriviri , amplf/traductor.

Am incercat si punte H si amplficare cu mos , pe traf de ferita . Aici numai cu piezo . Rezultatele sant proaste . Nu deranjeaza niciun caine .De la distanta

Editat Martie 2, 2014 de ovirgil

[roadrunner]

elemntele piezo sunt construite pentru anumite frecvente si au banda ingusta, nu vei putea reproduce 40Khz cu elemnte piezo construite pentru 1KHz, ai nevoie de un element piezo de 40Khz (vezi la farnell) legat de putere, elementele piezo se comanda cu tensiune mare si curent mic, pentru ca au impedante mari (kilo ohmi)

Goarna de alarma e probabil cu difuzor electromagnetic si nu reproduce nimic la 40KHz

 

RR

[sinus_pure]

...etajul final de la o ..cuva de curatzire cu ultrasunete...sunt traductoare piezo de 100W,frecventza de lucru 40kHz,comandate cu mos_fet...

[roadrunner]

ca sa alungi cainii 100W? cainii au auzul destul de bun.

RR

 

PS - ultimul meu proiect (a intrat in fabricatie acum doua saptamani) - senzor de ultrasunete (200Khz) cu patru fascicole (beams) care masoara densitatea ierbii. Are 4 fascicole pentru a compensa panta terenului (orientarea axei sezorului fata de planul de masurare) - latimea de banda a amplificatorelor 200MHz la castig unitar, semanlul reflectat are amplitudimi de 10uV si trebuie adus la 1V. (120dB)

Latimea de banda a traductoarelor e 2KHz - centrat pe 200KHz masurat cu analizorul de spectru. - comandandu-le dreptunghiular pierzi toata energia (puterea) din semnalele care nu cad in banda reprodusa, ideal e sa le comanzi un un semnal in digital in scara (pseudo sinusoidal) tot digital, in comutatie. - asa sunt facute aparatele de ultrasunete din domeniul medical.

Editat Martie 2, 2014 de roadrunner

[ovirgil]

Pai tocmai ca au auzul foarte fin , dar nu si de la distante mari , care depasesc 30m , cu o putere mica nu cred ca are efect .

100w? nici chiar asa . Am considerat ca 10w ar fi suficient , dar cum nu a studiat nimeni efectul asupra cainilor la puterea asta..........

 

@sinus_pure

Si cum arata jucariile alea ? Ar fi culmea sa inebuneasca cainii cu asa ceva . Cum nu sa gandit altii sa le foloseasca impotriva lor . Sau la fel , la distante mari nu are efect .

Editat Martie 2, 2014 de ovirgil

[roadrunner]

pai din pacate nu e asa simplu cu traductorii astia de la cuvele de spalare, chiar daca au puteri mari ele depind de mediul in care se propaga undele, la cuve mediul e lichid si se propaga foarte bine (moleculele sunt indensate una in alta) - pe cand la aer, lucrurile se schimba radical, aerul e un mediu foarte rarefiat (moleculele sunt dispersate) - de aceea trductorii de ultrasunete construiti pentru aer au o mini membrana conica care rolul de adapta impendata traductorului la impedanta mediului (piezo este un material ceramic dur - aerul e un material moale) - ca si cand bati cu ciocanul intr-o saltea (nu prea misti salteaua) daca pui o scindura intre ele si bati in scandura se schimba un pic treaba.

Concluzie, ai nevoie de traductori de ultrasunete construiti pentru aer, si din pacate nu sunt de puteri prea mari (100mW - 400mW) dar e posibil sa fie suficient sa alungi un caine.

RR

 

 

Motto - noua romanilor ne place foarte tare sa nu respectam legea... din pacate legile fizicii nu pot fi incalcate.

Editat Martie 2, 2014 de roadrunner

[sinus_pure]

...si daca montez un traductor de 100W in focarul unei parabole(antena satelit) din tabla chioara de aluminiu o iesi un emitzator ,,focalizat''...de ultrasunete...ma intreb...ca la microunde ..antena horn...

In aparatele de curatzire cu ultrasunete,traductorii sunt montatzi sub ea,iar vibratziile se transmit cuvei,egal ce lichid ai in interior acesta preia vibratziile de la cuva.Faptul ca tot aparatul e ecranat in carcasa face ca acesta sa nu fie o ..antena.App de ..iarba,era un experiment pe net cu un cuptor de microunde fara carcasa,doar magnetronul si trafo,niste baietzi au parlit foarte repede iarba cu jucaria aia,...NU va jucatzi cu ?_undele ,fara a cunoaste efectele si pericolul la care va expunetzi..

Uite asa arata unul..

http://www.ebay.de/itm/60W-28KHz-Ultrasonic-Cleaning-Transducer-Cleaner-Power-Driver-Board-220VAC-100W-/321171495978?pt=LH_DefaultDomain_3&hash=item4ac7501c2a

Editat Martie 2, 2014 de sinus_pure

[roadrunner]

Sinus_pure,

ultrasunetele sunt oscilatii mecanice, nu le confunda cu undele electromagnetice. Propagarea undelor acustice in lichide se face cu viteza de cel putin 4 ori mai mare (4.3 mai exact) decat in aer. Undele mecanice (acustice) se propaga in lichide mult mai usor si la distante mult mai mari (sute de km)

Nu mai fa analogie cu undele electromagnetice ca sunt doua lucruri total diferite.

 

RR

Editat Martie 2, 2014 de roadrunner