Amplificazione a guadagno variabile

[Peternek]

Ciao a tutti! Vi chiedo cortesemente di dare un occhiata alla mia idea. Stavo pensando a un modo per creare dei semplici amplificatori variabili usando operazionali soliti che ho già, facendo variare la resistenza del guadagno con segnali di controllo ma non so se ciò è possibile nel modo in cui l'ho pensato io e non riesco a verificarlo perché comunque certi componenti mi mancano.
Non guardate la sigla dell'operazionale, ho messo uno a caso, quelli che ho sono dei TL082 ma non credo sia molto utile saperlo ai fini del problema.

Qui ho pensato di disattivare la resistenza in parallelo con un transistor mosfet.


Qui invece con un interruttore analogico (4066)


Secondo voi c'è qualcosa che può andare tra le due? Avete qualche idea migliore?

[BrunoValente]

Provo io a dirti qualcosa.

Anzitutto non mi è chiaro se intendi controllare il guadagno in modo continuo o soltanto commutarlo tra due valori.

Dagli schemi sembrerebbe che intendi commutarlo tra due valori, dalla descrizione invece sembrerebbe che vuoi controllarlo con continuità.

Se vuoi commutare il valore del guadagno tra due livelli nel primo circuito devi tener conto del diodo inverso che si trova tra drain e source, che quando il mosfet è aperto può distorcere il segnale, dipende dall'ampiezza. Andrebbe meglio un jfet al posto del mosfet perché non avrebbe questo problema.

Nel secondo circuito non c'è il problema del diodo ma devi tener conto del valore della R(on) che non è proprio piccolo, mi pare sia un centinaio di ohm e che varia con la tensione di alimentazione dell'integrato e con quella del segnale e inoltre sarebbe meglio se l'alimentazione dell'integrato interruttore fosse duale, in modo che il lato dell'interruttore connesso a GND si trovi a metà tensione di alimentazione.

Se invece vuoi controllare il guadagno con continuità mi pare che il primo circuito lo possa fare, sempre con il diodo inverso che rompe le scatole e con altre limitazioni dovute alla dipendenza delle caratteristiche dalla temperatura e dovute a non linearità varie, in ogni caso un jfet sarebbe più adatto perché non ha il diodo inverso e perché si comporta quasi simmetricamente rispetto all'inversione della tensione Vds.

Il secondo circuito è tagliato fuori, non può controllare il guadagno con continuità, a meno che l'interruttore non sia comandato con un segnale ad onda quadra ad alta frequenza, nel qual caso il guadagno dipenderebbe dal valore del duty cycle dell'onda quadra.

E' una tecnica che ho visto utilizzare in passato per la realizzazione di filtri sintonizzabili.

Faresti bene a ridisegnare gli schemi con FidocadJ, come previsto dal regolamento di EY grazie.

[elfo]

Prima di rispondere a Peternek vorrei sottoporre una foto e chiedere a BrunoValente:
"quanta strada e dove saranno (saremo) andati a finire gli 'analog types (that) are merely leaving towns'"

della figura 4.1 a pag 18 di http://web.mit.edu/6.101/www/s2017/hand ... lliams.pdf

A Peternek suggerisco di guardare sempre al link qui sopra ma a pag 50 Figura 7-11 e testo associato in cui l'ampiezza di un oscillatore sinusoidale a ponte di Wien a bassissima distorsione viene stabilizzata modulando il guadagno per mezzo di un fet (per i motivi che ha ben spiegato BrunoValente)

[BrunoValente]

elfo, grazie per il bellissimo e preziosissimo link che non conoscevo
Non so gli altri ma anch'io come il tipo della foto lasciai la città tanto tempo fa in tempi non sospetti per venire qui ad attrezzare il mio laboratorio analogico in cantina in solitudine in questo posto tranquillo tra le montagne, che alcune volte maledico e altre benedico.

[dadduni]

Mi allaccio a questo argomento per fare un'altr adomanda sugli VCA voltage controlled amplifier.
Conoscete modi "esotici" per ottenere questo dispositivo magari sfruttando componenti non comuni o soluzioni non già abbondantemente sfruttate?
Attualmente conosco dalla letteratura:
- fet sulla rete di retroazione
- fet che forma un partitore in ingresso al segnale
- accoppiamento ottico
- stadio differnziale a BJT il cui guadagno dipende dalla corrente che gli si impone
- integrati che variano la transconduttanza di uscita con una tensione

Conoscete altri metodi o anche solo idee che potrebbero essere curiose da studiare?

[BrunoValente]

Nel tuo elenco manca quello basato sulla variazione di resistenza con la temperatura delle lampade a filamento sfruttato da HP e quello che fa uso di fotoresistenze, entrambi analizzati da Jim Williams nel link di elfo e poi ci sono i mixer a diodi e i diodi pin solitamente utilizzati in alta frequenza.

Un po' più esotici potrebbero essere i foto-fet con i quali credo si possano ottenere buoni risultati, almeno in bassa frequenza, perché, pur essendo non lineari come i normali fet, dovrebbero essere molto simmetrici ma non li ho provati e non mi risulta ci sia gran che in letteratura.

Credo che se Jim Williams avesse sperimentato anche i foto-fet avrebbe ottenuto risultati paragonabili a quelli ottenuti con le fotoresistenze, almeno con segnali non troppo ampi.

[dadduni]

Un po' più esotici potrebbero essere i foto-fet con i quali credo si possano ottenere buoni risultati

di letteratura non ne ho trovata per nulla!
non riesco ad immaginare quali vantaggi dovrebbe avere rispetto ad un JFET pilotato tramite gate.
sicuramente a livello di studio è una cosa interessante perché non ho mai lavorato con photoFET ma in linea di principio cosa dovrei aspettarmi di più/di meno rispetto a un jfet?

[BrunoValente]

Rispetto ad un normale jfet, non avendo un gate elettrico, dovrebbe avere una caratteristica perfettamente simmetrica rispetto all'inversione di polarità drain-source, simile ad un accoppiatore ottico a fotoresistenza.
Non sono veloci ma lo sono più di una fotoresistenza, in BF dovrebbero andare.

[dadduni]

grazie della risposta! questo è un argomento interessante, lo approfondirò!
Idea del tutto alternativa ma ormai si stanno vagliando varie soluzioni questa non vedo perché scartarla: utilizzare un potenziometro digitale per la bassa frequenza dovrebbe dare ottimi risultati no?

[IsidoroKZ]

Puoi anche usare un convertitore DA al cui riferimento applichi il segnale che vuoi controllare in ampiezza e l'ingresso digitale e` il fattore per cui viene moltiplicato il segnale analogico.