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da **IsidoroKZ** » 29 apr 2020, 17:19

TheMask ha scritto:Quello che non capisco e se devo considerare la potenza media o RMS.

La potenza RMS non esiste! L'unica sensata e` quella media, che su una resistenza si misura con la tensione e corrente RMS.

da **TheMask** » 30 apr 2020, 10:54

Grazie di tutto IsidoroKZ , dovrei stamparmi quell'articolo e farne un quadro

ora i conti mi tornano tutti alla perfezione.

Grazie anche a marioursino e MarcoD. Credo che quel disturbo sia effettivamente causato anche dall'avere un circuito bricolato alla bene meglio(causa errori fin dall'inizio di progettazione). Ora che rifaccio il layout sono sicuro che andrà meglio, anche se in verità pensavo che al posto di usare un opamp usare qualcosa di già fatto tipo l'ACS712.

da **SandroCalligaro** » 30 apr 2020, 21:15

Scusate se mi intrometto tardi, qualche giorno fa avevo visto la discussione e mi aveva incuriosito...
Quindi ho accumulato un po' di dubbi, e ve li propongo tutti assieme. :-)

Sarà superfluo, ma una delle prime cose su cui mi è caduto l'occhio è la mancanza di un diodo di ricircolo.
Basta poca induttanza per fare danni, ma anche o soprattutto per avere un modo comune impulsivo abbastanza forte, alle commutazioni.

La seconda cosa che non mi piace è che non hai messo un polo (= due condensatori, uno in parallelo sul feedback ed uno dal nodo non-invertente verso massa, per ottenere un passa-basso del primo ordine) sull'amplificatore. Considerato il guadagno alto, meglio limitare la banda adeguatamente.
Questo, tra l'altro, potrebbe mettere una pezza al problema dei disturbi, anche se non è una vera soluzione.

Guardando bene, non trovi strano anche che il disturbo abbia un "pattern" abbastanza ripetibile?
Questo è vero in corto-circuito (sembra che abbia un periodo di 10 ms), sia quando accendi e spegni il carico (il disturbo ha picchi ogni 8-10 periodi).
Mi chiedo... non è che si tratta del modo comune a 50 Hz (dovuto alla rete)? Esagerando, si potrebbe anche pensare che mandi fuori range l'operazionale (o lo porti al limite, visto che 2 diodi di clamp interni l'opamp li avrà), due volte a periodo... Potresti provare a ridurre (di 10-100 volte, almeno) le resistenze, visto che lo shunt è comunque piccolo.

PS: lo shunt di che tipo è?

da **TheMask** » 1 mag 2020, 10:08

Ciao Sandro, parli di un diodo di ricircolo in parallelo al carico?
Per quanto riguarda il polo non conosco bene il suo significato, purtroppo sono un ing.elettrico pentito che si sta convertendo all'elettronica e piano piano sto studiando ciò che mi sono perso negli anni. Ho iniziato da poco a studiare il libro di S.Franco sugli Opamp e credo che troverò li quella informazione.

Per il pattern si lo trovo abbastanza strano però tieni conto che purtroppo per la fretta nel fare il PCB avevo invertito i canali dell'OPAMP e dimenticato la resistenza di feedback e quella sul partitore del non invertente.
La shunt è questa:
https://eu.mouser.com/ProductDetail/ohmite/pcs2512dr0200et/?qs=Zz7%252bYVVL6bGR5YBtbTS94w==&countrycode=DE&currencycode=EUR

Questa è la foto del risultato della fretta:

Quindi capisci che devo per forza rifare il layout per avere dei risultati attendibili

da **SandroCalligaro** » 1 mag 2020, 15:12

Sull'effetto passa-basso in un amplificatore differenziale trovi facilmente la configurazione e il dimensionamento su qualche libro (quello che stai leggendo non lo conosco), o in rete. Il dimensionamento comunque è semplice: la capacità va scelta come
$C=\frac{1}{2\pi R_f B_w}$
dove R_f

è la resistenza di feedback e B_w

è la banda in Hz.

Comunque stai tranquillo, da elettrico sei ancora in tempo per andare sulla retta via

Io sto facendo, in parte, un percorso inverso, c'è sempre tanto da imparare per tutti.

Tornando al circuito...
Come diodo di ricircolo intendo proprio un diodo con il catodo in su, in "antiparallelo" al carico. È buona norma prevederlo sempre, per carichi in continua da accendere e spegnere.

Il layout è importante, ma viste le frequenze che ti interessano, non dovresti avere troppi problemi nemmeno facendolo male... Un rumore così non si genera dal nulla. Gli effetti che che vedi, secondo me, richiedono
- una fonte di rumore abbastanza importante, nelle vicinanze o all'interno del circuito stesso (attenzione al micro e al suo oscillatore, ad esempio, ma anche alla 50 Hz, come dicevo);
- che il rumore non venga attenuato, ma magari addirittura amplificato.

Una prova indolore è quella di ridurre le resistenze dell'amplificatore (ad esempio, portandole a 100 ohm e 10 kohm, ma anche meno).

Ah, dimenticavo... Il tuo opamp è rail--to-rail?
EDIT: sì, è rail-to-rail, ma l'uscita...

The output reaches VCC- +30 mV, VCC+-40 mV, with RL= 10 kΩ and VCC-+300 mV, VCC+-400 mV, with RL= 600 Ω .

Quindi a zero non ci arriva...

da **TheMask** » 2 mag 2020, 10:47

Allora lo schema attuale delle alimentazioni e dell'amplificatore differenziale allo stato attuale è questo:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Ad esclusione ovviamente di CF1, CF2 e DZ1 che sono stati aggiunti solo allo schema in base al tuo suggerimento ma non ne circuito reale. In questi giorni vedo di fare due calcoli perché ho il dubbio del CMRR.

P.S. Per adesso Arduino c'è perché mi veniva comodo una specie di "Shield" che agganciavo sopra Arduino. In futuro farò un sistema con STM32

da **TheMask** » 3 mag 2020, 16:56

Allora ripartendo dall'inizio vediamo se le mie considerazioni sono corrette o meno.
Ho la parte seguente di circuito:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Calcolo la corrente del carico:
$I_{pk}=\frac{V_{bat}}{R_{shunt}*R_{load}} = \frac{12}{0.02+2} = 5.94A$

Consideranto il Duty massimo che voglio (D=55%) ho:
$I_{m} = D*I_{pk} = 0.55 * 5.94 = 3.27A$

$I_{rms} = \sqrt{D}*I_{pk} = \sqrt{0.55} * 5.94 = 4.4A$

Per dimensionare il diodo Dz1 faccio riferimento alla $I_{pk} = 5.94A$ e quindi posso considerare un diodo schottky tipo il PMEG3005EGW (Mi sono basato sulla $I_{FRM} = 7A, t\leq1ms$ e non sulla $I_{f} = 500mA$ .

Ora valuto la seconda parte del circuito:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Per quanto riguarda la resistenza di shunt ho:
$V_{pk} = R_{shunt}*I_{6} = 0.02*6 = 120mV$
$V_{RMS} = R_{shunt}*I_{RMS} = 0.02*4.4 = 88mV$
$V_{m} = R_{shunt}*I_{m} = 0.02*3.27 = 65.4mV$

Volendo un guadagno di 10 pongo $R_{1}=R_{3}=1k\Omega$ e $R_{2}=R_{4}=10k\Omega$

Ora per valutare il CMRR devo vedere il guadagno di modo comune pari a:
$A_{c}=\frac{R_{4}(R_{2}+R_{1})}{R_{1}(R_{3}+R_{4})}-\frac{R_{2}}{R_{1}}$

Volendo valutare cosa capita con resistenze all'1% calcolo le 4 derivate parziali:
$\frac{\partial A_{c}}{\partial R_{1}}R_{1} = \frac{R_{2}R_{3}R_{1}}{R_{1}^{2}(R_{4}+R_{3})}=\frac{10k*1k*1k}{1k^{2}(10k+1k)} =0.909$

$\frac{\partial A_{c}}{\partial R_{2}}R_{2} =- \frac{R_{2}R_{3}}{R_{4}R_{1}+R_{1}R_{3}}=-\frac{10k*1k}{10k*1k+1k*1k} =-0.909$

$\frac{\partial A_{c}}{\partial R_{3}}R_{3} =- \frac{R_{4}R_{3}(R_{1}+R_{2})}{R_{1}{(R_{4}+R_{3})}^{2}}=-\frac{10k*(1k+10k)*1k}{1k*{(10k+1k)}^{2}} =-0.909$

$\frac{\partial A_{c}}{\partial R_{4}}R_{4} =\frac{R_{4}R_{3}(R_{1}+R_{2})}{R_{1}{(R_{4}+R_{3})}^{2}}=\frac{1k*(1k+10k)*10k}{1k*{(10k+1k)}^{2}} =0.909$

Ora le sommo, cambiando i segni negativi per valutare il massimo errore e moltiplico tutto per 1% ottenendo:
$A_{c}= 3.636 *1\% = 0.0363$

Quindi trascurando l'errore differenziale ottengo $A_{D} = 10$ e il CMRR:
$CMRR = 20\log_{10}{\frac{A_{D}}{A_{c}}} = 20\log_{10}{\frac{10}{0.0363}} = 48.78 dB$

Ora ammesso di aver fatto giusto i calcoli qui mi fermo nel senso che non so come valutare se va bene o meno il TS912AIDT che ho scelto, però ci provo ugualmente.
L'alimentazione dell'OPAMP è 12V e guardando a pagina 9 del datasheet mi riporta un CMRR per Vcc=+10V da un minimo di 50 ad un massimo di 90.
Calcolo $V_{ic} =\frac{V_{cc}}{2} = \frac{12}{2} = 6V$

Ora essendo sotto,anche se per uno sputo, al minimo di 50dB posso dire che va bene?
Quale delle due righe nel datasheet devo considerare?

p.s.Spero di non avervi annoiato :-)

da **MarcoD** » 3 mag 2020, 18:44

Per quanto riguarda la resistenza di shunt ho:
$V_{pk} = R_{shunt}*I_{6} = 0.02*6 = 120mV$
$V_{RMS} = R_{shunt}*I_{RMS} = 0.02*4.4 = 88mV$
$V_{m} = R_{shunt}*I_{m} = 0.02*3.27 = 65.4mV$

Il calcolo della Vrms, per me non ha senso.

Hai una tensione di modo differenziale di 120 mV, amplificata poi per 10
Hai una tensione di modo comune che varia fra 0 e 12V

un guadagno di modo comune (nel caso peggiore) di 0,0363

0,12 x 10 = 1,2 V
12 x 0,0363 = 0,43 V

Il contributo del modo comune NON è trascurabile, è il 0,43/1,2 x 100 = 36 % !

Forse se è costante lo puoi detrarre via software...

da **SandroCalligaro** » 3 mag 2020, 23:02

TheMask ha scritto:Per dimensionare il diodo Dz1 faccio riferimento alla $I_{pk} = 5.94A$ e quindi posso considerare un diodo schottky tipo il PMEG3005EGW (Mi sono basato sulla $I_{FRM} = 7A, t\leq1ms$ e non sulla $I_{f} = 500mA$ .

Perché mai? Una delle prime voci è la average forward current, che è 500 mA (corrisponde alla nominale, visto che si tratta di un problema termico e si suppone corrente costante o nulla, a tratti).
Nel tuo caso non serve un diodo Schottky, visto che deve praticamente solo portare la corrente a zero.
Non vedo perché chiamarlo "DZ1", che fa pensare ad uno zener (i due simboli sono simili, ci si può ingannare), ma questo è del tutto secondario.

Perché, nello schema al post [26], hai usato un buffer in uscita, al quale però hai fatto seguire un filtro? Se vuoi metterci un filtro ulteriore, non è meglio metterlo in uscita al primo stadio, e usare il buffer per evitare l'effetto di carico da parte dell'ingresso dell'ADC?

Come mai il guadagno è sceso a 10, invece che 100? E' sufficiente?

Riguardo ai condensatori sull'amplificatore differenziale, l'unica cosa da decidere è la banda che vuoi dare all'amplificatore.
Considerando che vuoi modulare a 1 kHz, supponendo un duty-cycle minimo del 25% (se vuoi ridurre ancora, puoi sempre lasciare del tutto spento per qualche periodo), il tempo di ON è di 250 us. Se vuoi essere sicuro di leggere il valore bene, sincronizzando la lettura magari con la fine (o quasi) del tempo di ON, la costante di tempo del filtro deve essere circa 1/5 del tempo di ON o meno, quindi CF1=CF2<5 nF.
A te la verifica del calcolo. Potresti scegliere un valore che sia pari a poco meno della metà del massimo, così se serve puoi sempre usarne due in parallelo (2.2 nF?).

Come ti avevo scritto, il tuo opamp non può generare 0 in uscita (ovviamente, rispetto alla sua massa), quindi sarebbe il caso di applicare un offset, collegando la resistenza da 10k (perché non metti i "nomi"?!) ad una sorgente di tensione (ad esempio 1 V), invece che a massa. In questo modo, l'uscita con corrente nulla è pari all'offset (facciamo quindi 1 V), ma è facile sapere esattamente quanto è l'offset, perché basta leggere il valore quando il transistor è spento (da un po' di tempo), ad esempio all'avvio.

da **EcoTan** » 4 mag 2020, 9:09

Riguardando lo schema del primo post, mi pare che l'idea sia quella di mettere uno shunt a valle del transistor switching, quindi beccandosi una enorme e switchante tensione di modo comune ai capi del detto shunt, fidando sulla reiezione di modo comune da parte dell'operazionale. La mia domanda è: anche ammettendo che l'operazionale venga alimentato con la piena tensione disponibile, trattasi di una soluzione praticabile, e trattasi di una soluzione opportuna?

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