transistor come interruttore e NE567

[BrunoValente]

Ho controllato con l'oscilloscopio l'onda quadra presente sulla base del transistor bc558 e la frequenza che vi è applicata è di soli 500Hz la formula però non mi da ragione. L' unica modifica da me effettuata è l' eliminazione della resistenza posta sull' emettitore per far si che il diodo a luce rossa potesse aumentare di luminosità.Dopo aver ricontrollato attentamente i collegamenti sul PCB ed il valore di tutti i componenti sono giunto a conclusione che la mia operazione abbia danneggiato l'integrato.
Dico questo perché il led si accende e il transistor funziona correttamente innoltre generare la frequenza è compito dell lm567.Ora provo a sostituirlo e vedo se risolvo.

Andiamo per ordine:

1) un valore di 5kHz, invece, sarebbe più comprensibile. Controlla meglio i componenti e assicurati di aver fatto correttamente la misura con l'oscilloscopio: mi sembra improbabile che un difetto dell'integrato possa far abbassare la frequenza!?

2)Non puoi assolutamente togliere la resistenza sull'emettitore del transistor! Così fai salire alle stelle la corrente nel led. considera che, trattandosi di onda quadra 50% al massimo puoi far scorrere 40mA nel led durante la semionda di accensione.

il discorso riguardante il filtro passa banda invece mi è di difficile comprensione.
Se non ho capito male devo aumentare la frequenza di "lampeggio" del led e sincerarmi del fatto che il ricevitore sia in grado di vedere tutti gli impuli generati. Il motivo di questa scelta è far sì che ad una interruzione del fascio luminoso corrisponda un più alto numero di impulsi che vengono a mancare al ricevitore.Così facendo il sistema diventa più pronto nell'individuare anche tempi di oscuramento brevi.
Fino a qui credo di aver capito.

Si hai capito bene. Per comprendere meglio prova a fare il seguente ragionamento: immagina gli aghi molto più vicini tra loro in modo che, a regime, la durata degli oscuramenti sia uguale a quella delle illuminazioni. In questo modo il circuito si trova a lavorare nelle stesse difficoltà di prima perché ad ogni ago che passa compete ancora lo stesso tempo di oscuramento ed il fatto che l'ago successivo si presenti molto prima non modifica sostanzialmente le cose, si è solo ridotto molto il tempo morto tra un ago e l'altro. Pensa ora alla forma d'onda del segnale che vede il sensore in queste condizioni: esso apparirà come una portante ad onda quadra con la frequenza del led trasmettitore modulata in ampiezza dalla frequenza di scorrimento degli aghi.

Se conosci un po' di radiotecnica devresti sapere che un segnale così è pensabile come costituito da una portante con una frequenza pari a quella del led trasmettitore e da due bande laterali equidistanti dalla portante con una una frequenza rispettivamente pari alla somma e alla differenza tra la frequenza della portante(frequenza del led trasmettitore) e quella della modulante (frequenza di scorrimento degli aghi). Ora appare chiaro che:

1) Affinchè vi sia una modulazione sufficientemente riconoscibile è importante che la frequenza della portante sia più alta possibile rispetto a quella della modulante.

2) Se questi tre segnali (portante e bande laterali) devono passare tutti attraverso un filtro passabanda è indispensabile che la larghezza di banda del filtro sia sufficientemente larga da contenerli, cioè almeno il doppio della frequenza della modulante.

Quello che non riesco a capire è il significato della banda passante dell' amplificatore. Come influisce sulla sensibilità del circuito? Apportando le modifiche consigliatemi otterei un circuito affidabile o il circuito rischia comunque di essere instabile?

Il prodotto "guadagno*larghezza di banda" in un amplificatore è costante e nel tuo caso (LM358) vale circa 1MHz perciò, se devi amplificare segnali di 50kHz, non puoi permetterti un guadagno superiore a 20, infatti 20*50000=1000000Hz e quindi, con le modifiche che ti ho consigliato, dovresti poter amplificare segnali di 50kHz con lo stesso guadagno complessivo di prima. In altre parole con due stadi che guadagnano poco si può avere lo stesso guadagno di un solo stadio che guadagna molto ma con una banda passante maggiore.
Penso che con le modifiche che ti ho consigliato il circuito dovrebbe poter funzionare in modo affidabile ma non sono in grado senza fare delle prove di assicurartelo, sopratutto perché non so come si comporta il sensore.

[davidde]

Ciao, e grazie.
Ho avuto un po' di tempo per approfondire le risposte.
Per prima cosa ho ricontrollato il segnale all' oscilloscopio ed effettivamente ha una frequenza di 5Khz (sbagliavo la lettura della scala!), poi ho rimesso la resistenza sul led che genera il segnale luminoso.
Sono finalmente giunto alla conclusione che Il circuito funzioni correttamente.

Per comprendere meglio il discorso legato alla banda passante del filtro relativo all LM567 ho rifatto i calcoli con i valori che mi hai consigliato e precisamente ho scelto una fo di 50Khz ed una bw del 5%.Visto che il risultato è molto buono volevo chiedere conferma per evitare errori di valutazione.

Il 5% di 50000Hz è 2500Hz di conseguenza il tempo di oscuramento deve essere superiore a 1/(2500/2)=0.0008sec =0,8msec un tempo che comincierebbe ad essere accetabile.Cosa ne pensi?

Per il diodo ricevitore ho bisogno di un tempo di reazione inferiore a 1/50000 sec cioè 0.02msec. Anche qui non dovrei avere problemi perché ne ho trovato uno che ha un tempo di ciclo di 20nsec.

Riguardo allo schema originale legato al fotodiodo necessiterei ancora di alcuni chiarimenti , pecisamente non ho ancora afferrato quale o quali siano le funzioni dell LM358. E' un filtro o è un' amplificatore?
Dallo schema iniziale e da una formula per il calcolo della banda passante mi risulta che se fosse un filtro farebbe passare tutte le frequenze inferiori a:

kHz=159000:(R:C) dove R è espressa in kohm e C in picofarad quindi il risultato é circa 2.4Khz.

Questo dato mi mette in difficoltà perché se così fosse dovrebbe fermare tutte le frequenze superiori a 2,4Khz compresa quella di 4.1Khz, la fotocellula in queste condizioni non dovrebbe funzionare.
Al contrario se fosse un' amplificatore non sarei in grado di calcolarne il guadagno.
Potresti con parole semplici rispiegarmi che funzioni svolge questo stadio e come ne calcoli il guadagno?

L' ultimo chiarimento riguarda lo stadio amplificatore da te consigliatomi. Prima di procedere alla costruzione del circuito stampato vorrei essere sicuro di tutti i dettagli.Le domande sono:

1- sul secondo stadio di amplificazione, in parallelo alla resistenza da 47Kohm, devo mettere il condensatore da 67pf ?
2- tra l'uscita del secondo stadio e l'ingresso (pin 3) dell LM567 metto il condensatore da 100nf ?
3- lavorando a queste frequenze il circuito stampato deve essere schermato in maniera particolare per evitare che crei interferenze?

Se le conclusioni relative alla stima dei tempi dovessero essere giuste provvederò a costruire il prototipo amplificato con uscita a transistor , qualora il dispositivo funzionasse correttamente e ti potesse tornare utile mi farebbe piacere inviartene una copia per cercare almeno di screditarmi del prezioso aiuto che mi hai fornito.
Quest' ultimo discorso vale anche per Paolino che mi ha consigliato un' ottima uscita a transistor.

Grazie mille.

David

[BrunoValente]

Riguardo allo schema originale legato al fotodiodo necessiterei ancora di alcuni chiarimenti , pecisamente non ho ancora afferrato quale o quali siano le funzioni dell LM358. E' un filtro o è un' amplificatore?
Dallo schema iniziale e da una formula per il calcolo della banda passante mi risulta che se fosse un filtro farebbe passare tutte le frequenze inferiori a:

kHz=159000:(R:C) dove R è espressa in kohm e C in picofarad quindi il risultato é circa 2.4Khz.

Questo dato mi mette in difficoltà perché se così fosse dovrebbe fermare tutte le frequenze superiori a 2,4kHz compresa quella di 4.1kHz, la fotocellula in queste condizioni non dovrebbe funzionare.
Al contrario se fosse un' amplificatore non sarei in grado di calcolarne il guadagno.
Potresti con parole semplici rispiegarmi che funzioni svolge questo stadio e come ne calcoli il guadagno?

Si tratta di un amplificatore ma, come ogni amplificatore ha una frequenza di taglio superiore oltre la quale il guadagno non è più costante ma inizia a scendere con una pendenza di 6dB per ottava o, se ti è più comprensibile, oltre la frequenza di taglio, per ogni raddoppio della frequenza si ha un dimezzamento del guadagno quindi è anche un filtro passa basso. Facciamo un esempio: se il tuo amplificatore (per ora immaginalo senza condensatore: del condensatore ne parliamo tra poco) guadagna 20 ed ha una frequenza di taglio di 50Khz vuol dire che, tutti i segnali la cui frequenza è inferiore a 50kHz, vengono amplificati 20 volte e che invece i segnali con frequenza superiore a 50KHz vengono lo stesso amplificati ma di meno: a 100kHz il guadagno vale 10, a 200KHz vale 5, ad 1MHz vale 1 e così via.
Cosa determina la frequenza di taglio superiore? La frequenza di taglio superiore è determinata dal tipo di operazionale scelto e dal guadagno che si vuole avere: un parametro fondamentale che permette di calcolare la banda passante, e che è tipico del componente scelto, è il prodotto "guadagno x larghezza di banda" che nel caso dell'LM358 vale 1MHz. Significa che, se dimensionerai le resistenze di polarizzazione per avere un guadagno unitario, il tuo amplificatore guadagnerà 1 fino alla frequenza di 1MHz, se le dimensionerai per avere un guadagno di 2 la frequenza di taglio sarà di 500kHz, se le dimensionerai per avere un guadagno di 20 la frequenza di taglio sarà di 50kHz e così via. Si capisce bene che, con l'LM358, se vuoi amplificare in modo piatto fino a 50kHz, non puoi scegliere un guadagno superiore a 20.
La presenza del condensatore da 68 pF nello schema iniziale introduce un taglio ad una frequenza molto più bassa di quella naturale dell'operazionale, di cui abbiamo parlato ora, che non dipende dal guadagno ma, oltre che dal valore del condensatore, dipende anche dalla resistenza di controreazione che si trova in parallelo al condensatore. Serve ad evitare che frequenze alte indesiderate possano essere amplificate. La formula che hai usato per il calcolo della frequenza di taglio è corretta ed è corretto anche il valore di circa 2.35kHz che fornisce, quello che non è corretto è pensare che oltre quella frequenza non passi più nulla (magari!! Se fosse così sarebbe facile realizzare ottimi filtri, invece...), come abbiamo visto prima, per un raddoppio della frequenza, quindi circa 4.7kHz, il guadagno si dimezza solamente: anche se non stiamo parlando della frequenza di taglio naturale dell'amplificatore ma di quella molto più bassa introdotta dal condensatore, vale la stessa legge: il guadagno oltre la frequenza di taglio scende ancora di 6dB per ottava. Resta da chiarire perché sia stata scelta una frequenza di taglio più bassa della frequenza di lavoro e questo bisognerebbe chiederlo a chi ha dimensionato il circuito ma, comunque il segnale, anche se dimezzato, passa.
Se riesegui i calcoli mettendo nella formula il valore di 47kohm che ti ho suggerito io anzichè 1Mohm, vedrai che il valore della frequenza di taglio dovuta al condensatore si sposta a 50kHz e quindi il tuo segnale dovrebbe passare bene.
Per quanto riguarda il guadagno dello stadio, per calcolarlo si dovrebbe conoscere l'impedenza interna del rivelatore e, se la chiamiamo Rg, il guadagno originale vale 1000000/Rg, dopo la modifica che ti ho suggerito vale 47000/Rg e, anche senza conoscere i guadagni, si può vedere che, con il nuovo valore di 47kohm per la resistenza di controreazione, il guadagno si riduce di circa 20 volte rispetto a quello originale e quindi ci si può aspettare ragionevolmente una frequenza di taglio 20 volte superiore. Necessita inoltre un altro stadio di amplificazione che riguadagni 20 per tornare ai valori di guadagno iniziali.

L' ultimo chiarimento riguarda lo stadio amplificatore da te consigliatomi. Prima di procedere alla costruzione del circuito stampato vorrei essere sicuro di tutti i dettagli.Le domande sono:

1- sul secondo stadio di amplificazione, in parallelo alla resistenza da 47Kohm, devo mettere il condensatore da 67pf ?
2- tra l'uscita del secondo stadio e l'ingresso (pin 3) dell LM567 metto il condensatore da 100nf ?
3- lavorando a queste frequenze il circuito stampato deve essere schermato in maniera particolare per evitare che crei interferenze?

1) il condensatore da 68pF nel secondo stadio non serve.
2) Il condensatore in ingresso all'LM567 devi montarlo ma ti consiglio di ridurne il valore e questo vale anche per quello tra i due stadi, ti aiuta ad evitare che possano essere amplificate frequenze basse indesiderate: puoi scendere fino a circa 3.3nF ma dovrai sicuramente fare delle prove.
3) Non dovresti avere particolari difficolta di cablaggio a queste frequenze ma vale comunque la regola di rispettare certi criteri ed essere ordinati.
Ti sconsiglio vivamente di partire a questo livello a costruire i circuiti stampati! Ti conviene senz'altro fare delle prove su basetta mille fori per correggere i soliti difetti derivanti da tante possibili cause difficili da prevedere in fase di progetto. Forse sono pessimista ma l'esperienza mi ha insegnato ad essere molto prudente prima di cantare vittoria e ti assicuro che non c'è nulla di più deludente di accorgersi che qualcosa non va dopo aver già fatto gli stampati.
Ti ringrazio per l'idea che hai avuto di regalarmi uno dei tuoi circuiti ma penso proprio che non sia il caso: il tuo circuito è così particolare che difficilmente potrebbe tornarmi utile ma prima di questo motivo c'è che se siamo qui a discutere di elettronica è solo perché siamo degli appassionati e ci piace farlo, perciò non sentitrti in obbligo e se hai altre cose da chiedere scrivi senza alcun problema.
Ciao e buon lavoro.

[davidde]

Ciao Bruno,
Finalmente comincio a comprendere la funzione dell' operazionale ed anche le modifiche da te consigliatemi per amplificare una frequenza più alta.
Riguardo la costruzione del circuito stampato hai effettivamente ragione, partire in quinta con la produzione delle schede potrebbe essere prematuro. Pensavo allora di procedere modificando lo stadio amplificatore direttamente sul "vecchio" PCB. Visto che la struttura del nuovo non è molto differente , me la caverei semplicemente aggiungendo qualche particolare
per cui dovrebbe tornarmi piuttosto veloce come prova. Ora mi metto subito all' opera.

Ti volevo fare una domanda relativa ai calcoli riguardanti il mio precedente messaggio. Ho ottenuto una stima del tempo di oscuramento corretta se affermo che ad una fo di 50Khz e con una banda passanta del 5% il mio rilevatore ha un tempo di risposta di soli 800 microsec ?

Ti terrò informato riguardo gli sviluppi del sensore.

Per il momento non mi rimane da fare altro che ringraziarti ancora per il tuo proverbiale aiuto.

Ciao

David

[BrunoValente]

Si è corretto ma tieni conto che si tratta di una stima e non di un calcolo esatto, quindi conviene far lavorare il tuo dispositivo con tempi reali di oscuramento molto più lunghi di questo valore teorico per garantire la necessaria affidabilità dell'impianto. In fase di messa a punto vale la pena provare a stringere la banda passante del LM567 per verificare quanto si è lontani dalla condizione critica.
Un altro consiglio: se ho ben capito hai la necessità di montare più dispositivi vicini tra loro con il rischio che possano interferire e avrai quindi la necessita di diversificare sufficientemente le frequenze dei vari oscillatori, forse vale la pena fare anche delle prove per mettere in evidenza eventuali difficoltà derivanti da quest'aspetto prima di realizzare gli stampati.

[davidde]

Ciao,
ho fatto le modifiche necessarie al circuito e come avevi previsto il risultato non è stato eclatante. La barriera funziona correttamente ma ha bisogno di qualche ritocco.
Mi spiego meglio, ho portato la frequenza di lampeggio del led a 50Khz, poi ho rivisto il valore del condensatore di filtro (quello al pin 2 dell' lm567) in modo che bw sia il 5% di fo. Dopo di che ho corretto lo stadio amplificatore come da te consigliato.
Il problema riscontrato è che il fascio luminoso è troppo debole, di conseguenza l' amplificazione del segnale risulta insufficiente e al pin 3 del lm567 non riesco ad ottenere i 200mV usati per i calcoli. Realizzandola così il funzionamento della barriera è quindi compromesso poiché l' uscita del LM567 è sempre a massa.
Do la colpa alla potenza del fascio luminoso perché, dopo aver provato ad aumentare la corrente che scorre nel led (riducendo in maniera consistente il valore della resistenza da 100 ohm) la barriera si è messa a funzionare correttamente rilevando perfettamente il passaggio degli aghi.

Vista la tua precedente "ammonizione" riguardo a quella resistenza ho deciso di rimettere tutto a posto e di concentrare gli sforzi su un' ulteriore amplificazione del segnale. Copiando il tuo ho costruito un nuovo stadio applicato chiaramente tra l' uscita del secondo amplificatore e l' ingresso del LM567. Per rendere il guadagno regolabile ho sostituito la resistenza di controreazione con un trimmer.Dopo essermi accertato di non tagliare la frequenza di 50 kHz ho fatto svariate prove e tratto le conclusioni.

1 - Potrei riprogettare tutto lo stadio di amplificazione con un unico integrato che mi consenta un più alto valore di" guadagno x banda passante". Notavo ad esempio sul datasheet che per il CA3130 questo valore è 15 volte superiore rispetto a quello del LM358.

2 - Se come resistenza di controreazione uso un trimmer, limitando chiaramente il guadagno massimo, ottego una regolazione di sensibilità della barriera. Al variare del guadagno mi variano infatti i mV presenti al pin 3 del LM567. Così facendo potrei gestire il circuito per avere a massa il piedino di uscita anche se il fascio luminoso non fosse completamente interrotto. qual ora quanto affermato fosse corretto, ridurre la sensibilità avrebbe gli stessi effetti dell' aumentare il tempo di permanenza dell' ago davanti al sensore perché in aggiunta alla parte cilindrica anche una porzione di parte conica provocherebbe una variazione del tensione al pin 3.

Un altro consiglio: se ho ben capito hai la necessità di montare più dispositivi vicini tra loro con il rischio che possano interferire e avrai quindi la necessità di diversificare sufficientemente le frequenze dei vari oscillatori, forse vale la pena fare anche delle prove per mettere in evidenza eventuali difficoltà derivanti da quest'aspetto prima di realizzare gli stampati.

Per quel che riguarda questo argomento ti devo una spiegazione più chiara.
La fotocellula che stiamo realizzando ora serve per contare gli aghi quando sono in movimento ed è collocata lontana da ogni altra fonte luminosa.
Un altro tipo di dispositivo avrà invece il compito di "vedere" il verso dell' ago (ovvero da che parte è la punta).Solo le fotocellule che equipaggeranno questo gruppo avranno la necessità di differenziare le frequequenze di lavoro perché data la loro vicinanza (5 mm) potrebbero interferire. Queste barriere potranno essere più lente perché l' operazione avverrà ad ago fermo. Pensavo perciò di valutare questo problema in una fase successiva.

Potresti dirmi se le due conclusioni tratte in precedenza sono corrette o meno?

Ciao e grazie!

David

[BrunoValente]

Le tue considerazioni mi sembrano corrette. Prima di progettare un nuovo amplificatore però io farei un altro tentativo: se hai già sperimentato che con più potenza in trasmissione il circuito funziona bene, penso ti convenga provare prima a migliorare il circuito del led trasmettitore perché amplificare molto un segnale debole può creare altri problemi legati al rumore e quindi questa la terrei come ultima soluzione. L'idea di rendere variabile il guadagno per discriminare bene le due condizioni limite di massima e minima illuminazione mi sembra ottima.
Il circuito che comanda il led trasmettitore, a guardarlo bene, non sembra ben dimensionato e sicuramente il led viene pilotato con una corrente molto inferiore a 40mA.
Ti consiglio di modificare il valore delle due resistenze da 10K del partitore di base e quella da 100ohm di emettitore del transistor che pilota il led per i motivi che ora ti spiego.
Le due resistenze da 10K che formano il partitore di base hanno un valore troppo alto, la corrente che scorre nelle due resistenze è buona norma che sia una decina di volte più alta di quella che scorre nella base del transistor: solo così il rapporto di partizione che in questo caso è 2 non viene alterato dalla corrente che il transistor preleva attraverso la base. Con le resistenze troppo alte la corrente di base inizia a farsi sentire, il rapporto di partizione aumenta e l'onda quadra che pilota il transistor si riduce di ampiezza.
Risulta dimensionata male anche la resistenza di emettitore da 100ohm che chiameremo Re. Partiamo da questa: se il rapporto di partizione fosse veramente 2 come dovrebbe essere, essendo l'ampiezza dell'onda quadra in uscita all'Ne567 (pin5) di 5Vpp, si avrebbe in base un'onda quadra con un ampiezza di 2,5Vpp e, considerando una caduta di circa 0,6V tra base ed emettitore durante la conduzione, si avrebbe in emettitore, e quindi su Re, un'onda quadra con un ampiezza di circa 2Vpp o poco meno (non ci interessa essere molto precisi) che chiameremo Vq. Questo significa che la corrente che scorrerebbe nel led durante l'accensione sarebbe di 20mA e non di 40mA. Ti spiego perché: la corrente di segnale che scorre in Re vale Vq/Re= 2/100=0,02A. tale corrente entra nell'emettitore e si divide in due parti, una esce dal collettore e alimenta il led, l'altra esce dalla base ma possiamo trascurarla perché molto più piccola di quella di collettore (Ic/Ib=Beta che vale circa 100: anche qui non ci interessa essere molto precisi) e quindi possiamo ragionevolmente dire che il led viene acceso con 20mA. Per accenderlo con 40mA dobbiamo portare il valore di Re a 50ohm.
Facciamo ora il percorso inverso: se nel collettore scorrono 40mA, in base scorreranno Ib= Ic/Beta = 0,04/100= 0,4mA e se vogliamo una corrente dieci volte superiore nel partitore di base cioè di 4mA dovrà risultare Rb1+Rb2 = 5/0,004= 1250ohm che è molto inferiore al valore attuale di 20K (10K+10K).
Sfortunatamente il valore minimo per il carico al pin5 dell'Ne567 raccomandato dal data sheet è di 2K e quindi dovrai usare due resistenze da 1K per il partitore.
Fatte queste modifiche dovrai controllare con l'oscilloscopio che l'ampiezza di Vq sull'emettitore sia veramente di 2Vpp, se dovesse risultare un valore diverso potrai sempre correggerlo modificando il rapporto di partizione del partitore di base agendo sul valore delle due resistenze rendendole diverse tra loro di quanto serve e facendo sempre attenzione che la somma dei loro valori non scenda sotto 2K.
Facendo queste modifiche potrai essere sicuro che il led lavori correttamente con il massimo consentito per la corrente di accensione (40mA).
Con l'eliminazione di Re, come hai fatto tu, si ottiene qualcosa di simile ma non si ha nessun controllo sulla corrente che scorre nel led che dipenderebbe molto dalla temperature e potrebbe diventare altissima. Ti hanno salvato le due resistenze del partitore di base di valore troppo alto: se fossero state di valore più basso, quando hai tolto la Re, avresti di certo bruciato il led e il transistor.

[davidde]

Ciao Bruno, rispondo solo ora perché purtroppo in questi giorni ho avuto pochissimo tempo da dedicare alla barriera.
Solo questa sera sono riuscito a fare le modifiche al circuito. Il risultato non è quello sperato poiché sostituendo le due resistenze del partitore con quelle da 1Kohm il duty cycle non rimane al 50% ma varia e diventa circa 30% on e 70% off di conseguenza l' uscita dell LM567 rimane sempre a massa.
Seguendo il tuo consiglio di migliorare la potenza del segnale ho ricercato componenti (led di trasmissione e fotodiodo) più idonei visto che la mia scelta iniziale era stata abbastanza casuale.
Precisamente sono giunto ad un led (TLRH 160) che ha un angolo di visione molto ridotto 10° ed una luminosità di 1800 mcd, ed un fotodiodo (SFH 229) che a parità di luce che lo investe da in uscita una corrente leggermente più alta.
Tornando al led ho scelto un ridotto angolo di visione poiché molta più luce verrebbe incanalata nella fibra ottica giungendo al sensore in maniera più incisiva.
Visto che alla base di un buon funzionamento della fotocellula vi sono questi particolari mi piacerebbe "ripartire" proprio da qui per non lasciare nulla affidato al caso.

Mi spiace rivedere sempre la mia posizione ma grazie al tuo aiuto sto capendo tante cose che per me sono completamente nuove, di conseguenza sono costratto a riaggiornare le mie concusioni ad ogni tua risposta.

E' corretto quanto affermato o a tuo parere è superflua questa sostituzione ?

P.S.
Come giustamente mi facevi notare, il rumore dovuto ad una eccessiva amplificazione di un segnale debole
si fa già notare. L'onda che mi appare all' oscilloscopio infatti non è nitida ma soprattutto in corrispondenza dei picchi appare sfuocata. Un' altra cosa che ho notato è che il led di trasmissione emette un segnale ad onda quadra mentre in ingresso pin 3 del NE567 l'onda appare sinusoidale. Ciò e' normale o è indice di malfunzionamento?

Come al solito grazie per la disponibilità.

Ciao.

David

[BrunoValente]

Prima di cambiare il led ti consiglio di provare questa soluzione: dovrebbe funzionare bene.
1) Monta una resistenza da 82ohm in serie al diodo.
2) Verifica con l'oscilloscopio l'ampiezza dell'onda quadra nel punto indicato in figura. Dovrebbe essere di circa 3.5Vpp
3) Se è diversa da 3.5Vpp modifica il valore della resistenza in modo che Vpp/R=40mA.
4) verifica che il duty cycle rimanga 50%

E' assolutamente normale che in ingresso al' Ne567 vi sia un segnale sinusoidale: In generale un segnale non sinusoidale (come l'onda quadra) può essere pensato come la sovrapposizione (somma) di tante componenti sinusoidali semplici dette armoniche. Tali armoniche hanno sempre una frequenza multipla della fondamentale ed una ampiezza che dipende dalla forma del segnale risultante. L'onda quadra ha la particolarità di contenere solo armoniche dispari. Es: se il tuo segnale è un'onda quadra a 50KHz, può essere pensato come la sovrapposizione di tante componenti sinusoidali di cui la prima componente (fondamentale) è una sinusoide con una frequenza di 50KHz e con una certa ampiezza, la seconda componente (seconda armonica) ha frequenza 100KHz e ampiezza zero (l'onda quadra contiene solo armoniche dispari), la terza (terza armonica) ha una frequenza di 150KHz e una certa ampiezza (più piccola della fondamentale) la quarta è assente, la quinta ha una frequenxa di 250KHz e una certa ampiezza (più piccola delle altre) e così via..
Quello che differenzia due segnali non sinusoidali con la stessa frequenza ma con forma diversa è solo l'ampiezza delle varie armoniche che li costituiscono (per essere precisi conta anche la fase delle varie armoniche).
Ora dovrebbe essere chiaro che, se il tuo amplificatore svolge anche la funzione di filtro passabasso, l'ampiezza delle armoniche viene drasticamente ridotta e quindi la forma risultante è quasi quella della sola fondamentale e quindi è sinusoidale.

[davidde]

Ciao, ho eseguito la prova come da te descritto, come unica variazione ho sostituito alla resistenza da 82 ohm un trimmer da 100 ohm per facilitare la taratura.
Il risultato è il seguente :

- il duty cycle non rimane al 50% ma nella migliore delle condizioni diventa circa 40% on, 60% off .

- L'ampiezza dell' onda quadra nel punto da te indicatomi non arriva mai a 3,5 Vpp ma anche riducendo al minimo Re la massima tensione che ottengo è 2 Vpp.

- Al variare di Re varia in maniera considerevole la frequenza dell' onda generata dall LM567 e precisamente, per Re=100 ohm la frequenza è circa 50KHz mentre per Re=10 ohm la frequenza diventa 150KHz.

- Riducendo Re la luminosità aumenta parecchio ma ciò non ha danneggiato il led, probabilmente perché la durata della prova è stata solo di pochi secondi.

- La barriera per qualsiasi valore di Re non è più in grado di funzionare, anzi per un intervallo ristretto dei valori associati a questa resistenza ribalta il suo funzionamento, ovvero solo quando al fotodiodo giunge l' onda generata dal led l' uscita dell LM567 va a massa.

Ho eseguito queste prove con miticolosità cercando di trovare tutte le condizioni che le combinazioni dei due trimmer (quello relativo a Re e quello posto tra i pin 5 e 6 dell LM567) presenti potessero offrirmi senza però riuscire a trovare un funzionamento soddisfacente.

Il problema principale mi sembra dovuto ad un basso valore del tensione in ingresso al pin 3 dell LM567.

Secondo te in che maniera mi conviene procedere ?

Ciao .

David