Convertitore Induttanza-Tensione

[darkweader]

Rieccomi, dopo un po' di tempo...

Ci sono delle cose che prima di iniziare vorrei capire,
innanzitutto non vedo un'applicazione pratica che un convertitore di questo tipo possa avere, e mi farebbe piacere capire se e in che modo un dispositivo di queto tipo potrebbe essere utile.

Poi, un qualsiasi convertitore, su quali concetti dovrebbe basarsi?
seguiamo ad esempio la soluzione che ha consigliato carloc, ovvero quella del segnale sinusoidale in ingresso, si è vero potrei riuscire ad isolare la caduta di potenziale sull'induttanza, ma questo basta a poter definire un circuito del genere un convertitore?

Ho provato inizialmente a seguire la strada dell'oscillatore, dove come avevate detto mi sn ritrovato con una frequenza che varia in modo non lineare al variare dell'induttanza, ma non ci sarebbe un modo per far lavorare il dispositivo in modo tale da considerarla lineare (o ciò non è possibile?), e ottenere la tensione attraverso un convertitore F/V...ovviamente poi dalle relazione che lega F e V nel secondo convertitore e dalla relazione "linearizzata" dovrei trovare analitcamente come risalire al valore di "Vl".
la frequenza dell'oscillatore è f=1/{2*3,14[(L*C)^(1/2)]}

[carloc]

Beh linearizzare quella funzione... la vedo dura senza uP...

comunque per tornare al problema, direi intanto di fissare alcune specifiche di base...per vedere dove andiamo a parare, nel senso che esploriamo la via del generatore di corrente/derivatore ma non è detto che questa strada ci porti a qualcosa di efficiente...

range 1uH... 100mH direi che se consideriamo ancora misurabile accettabilmente un'induttanza di 1/10 del fondo scala si potrebbero fare tipo 5 range: 10uH, 100uH, 1mH, 10mH e 100mH fondo scala

direi anche di considerare di avere a disposizione dei generatori sinosoudali con frequenza "a scelta" e degli operazionali diciamo con una tensione massima in uscita di +/- 10V e corrente +/-10mA.

Pensi siano ipotesi accettabili per il tuo progetto?.. e poi dimmi cosa sai degli operazionali, specialmente rimuovendo l'ipotesi di idealità e considerando la loro risposta in frequenza, e sei in grado di verificare la loro stabilità?

[darkweader]

ho studiato la risposta in frequenza di uno stadio amplificatore differenziale e potrei andare a riguardarmi qualcosa dagli appunti che ho, per il resto gli AO non li abbiamo trattati molto, solo qualcosa in elettronica 1 ma solo a livello di "esercizietti",
Non penso di essere in grado di verificare la stabilità, sto studiando l'analisi di sensibilità, ma l'abbiamo trattata più dal punto di vista della simulazione che altro, comunque ho visto un articolo su EY e potrei partire da quello se tu pensi mi possa aiutare...
Ho nozioni sulla stabilità in generale di un sistema, la risposta in frequenza e tutto ciò che ho studiato in automatica, ma mai messo in pratica fino ad ora.

Prima di arrivare alla stabilità e alla risposta in frequenza, penso che dovrei concentrarmi sul comportamento non ideale di un amplificatore, trovo qualcosa da cui studiarlo e poi ritorno;
se avete qualcosa su cui indirizzarmi, o su quali aspetti studiare, altrimenti il campo è troppo vasto.

[darkweader]

Mi sono un po' aggiornato,
man mano che troverò qualche intoppo, o qualcosa che non so vedo di andare a cercare quello che mi serve,
se ti va possiamo continuare, la discussione....

"tipo 5 range: 10uH, 100uH, 1mH, 10mH e 100mH fondo scala

direi anche di considerare di avere a disposizione dei generatori sinosoudali con frequenza "a scelta" e degli operazionali diciamo con una tensione massima in uscita di +/- 10V e corrente +/-10mA."

Si penso siano ipotesi accettabili.

Per analizzare la stabilità, pensavo ai metodi classici utilizzati in automadica, risalendo al sistema della fdt del nostro ipotetico circuito,
o comunque potremmo avvicinarci ad analizzare la stabilità attraverso la simulazione (mi sto spraticando con Pspice)

Per quanto riguarda la risposta in frequenza, può essere utile per capire in che modo non fare andare l'operazionale in saturazione o sono totalmente fuoristrada? ( intendo nel nostro caso specifico)

[carloc]

Beh intanto partirei dall'inzio... vediamo se la cosa è fattibile....



partirei dall'idea di avere una tensione ragionevole -tipo 100mV- con la corrente più intensa che riesco a generare e con la minima induttanza fondo scala...vediamo di che frequenza abbiamo bisogno



come dire circa ... direi che potrebbe essere fattibile con un opamp....

ora senza cambiare niente se non il fondo scala della misura di tensione... 1V e 10V abbiamo altre due portate i 100uH e 1mH...

come potremmo fare ora ad arrivare fino ai 100mH richiesti?

[darkweader]

Non ho una risposta...
mi ritrovo sempre ad aver bisogno di una tensione troppo elevata...

[carloc]

Beh...guarda la formula


ci sono due variabili da poter aggiustare..... potremmo ridurre la corrente, invece di generare 10 mA facciamo 100 uA e con la stessa frequenza ottenere le scale...?

ma magari, si potrebbe considerare il fatto che induttanze "grandi" avranno una discreta capacità parassita, per essere sicuri di misurarle dove son ancora induttanze, si potrebbe invece abbassare la frequenza di misura, di un fattore 10 o 100....

prova a fare due conti con queste idee....

[darkweader]

Allora mi sono fatto due conti, come dicevi tu :)


avevo pensato anche io ad abbassare la frequenza, ma appunto per quello che dici sugli effetti parassiti, e non sapendo in base a cosa una frequenza è accettabile per l'utilizzo di un Oamp avevo lasciato quella strada (non che non abbia cercato soluzioni in merito a questa ma preferivo non andare troppo fuori strada).
Anche alla corrente avevo pensato ma ,non sapevo dal punto di vista circuitale come fare a "ridurla" e pensavo volessi avere una soluzione concreta, bando alle giustificazioni torniamo a noi:

|VL|=2*3,14*L*|IL|

Se utilizzo una corrente di 100uA, sempre alla stessa frequenza avro bisogno di:

Per la portata Max--> 10V
Per la portata Min--> 1mV considerando poi che, dovrebbe essere misurabile anche 1uH, la tensione si riduce

A questo punto, non ne sono sicuro ma non penso meno di 1mV siano "accettabili" come dicevi tu inizialmente, generalmente non si dovrebbe lavorare con tensioni troppo basse, a differenza della corrente, ma magari dico fregnacce, in ogni caso in base a che cosa posso considerare la "tensione minima" accettabile?

Partendo dal presupposto che 1 mV non siano accettabili, e di non voler diminuire ulteriormente la corrente,torno ad utilizzare la corrente max, sulla base delle seguenti considerazioni

ovvero che diminuendo la corrente, diminuisce la tensione sulla portata minima, per questo aspetto una tua risposta e capire quando posso considerare la tensione "accettabile".

RAGIONIAMO SULLA FREQUENZA

Provo ad abbassare la frequenza, prima di fare ciò volevo determinare il range di f per cui l'induttore mantiene un comportamento ideale, ma ho bisogno di "dimensionare" gli effetti parassiti

Ovvero la Resistività dell'avvolgimento,e la Capacità parassita tra ognuno di essi, tralasciando per il momento gli effetti parassiti che si possono verificare all'interno del circuito finale.

Come posso fare una stima di questi, per determinare il range di frequenza in cui lavorare?
tu dicevi che per induttanze "grandi" abbiamo capacità parassite elevate, ma siccome il range è abbastanza vasto, non so come regolarmi...


tralasciando per il momento questo fattore, vado comunque a fare due conti:


f=[1/6,28]*[ |VL| / ( |IL|*L ) ]

considero di volere per la portata massima, al massimo 10V di conseguenza dovrò lavorare:

f---> 15KHz

VL portata max--->10V
VL portata min--->9,42 mV

quest'ultima credo sia una tensione "accettabile"

tuttavia ho dei dubbi sulla frequnza penso sia bassa,
che considerazioni sei in grado di farmi per quanto riguarda, il comportamento di un OAMP a tale frequenza?

avevo altre cose da scrivere ma aspetto di capire come considerare gli effetti parassiti per determinare un range di frequenze accettabili, in primis per il comportamento dell'induttore

ciao...
comunque ho trovato un circuito che praticamente è un convertitore induttanza/f caratterizzato da una "relazione" lineare,
se vuoi ti mando il link, magari tu riesci a capire meglio di me se può essere una strada percorribile....

[darkweader]

qualche consiglio?

[carloc]

...direi....

una tensione è ragionevolmente misurabile quando è molto maggiore del rumore ed delle derive (offset, bias, resistenze, etc. etc.) del sistema che la misura, vero è che ci sono molti opamp diversi anche piuttosto accurati ma direi di mantenersi su qualcosa di "normale" e 1mV mi pare poco realistico....

per metteresi per quanto possibile al riparo dalle capacità parassite cerchiamo di calare la frequenza appena possibile, potremmo fare 10uH e 100uH fondo scala con i 159kHz per poi passare a 1.59kHz sempre con una corrente di 10mA combinate con tre fondo scala di misura di tensione 100mV, 1V e 10V ti dovrebbero dare tutte le scale richieste

come detto prima ci sono vari tipi di opamp, alcuni anche con prodotto guadagno-banda nell'ordine delle centinaia di MHz...verso il basso invece non ci sono problemi

posta, posta il link che è sempre bene confrontarsi con cose già fatte per verificare quello che si fa e/o avere nuove idee...