Rete adattamento amplificatore con loop corrente

[orangegrey]

Ciao a tutti, scrivo sul forum per avere pareri e consigli sul seguente sistema che sto cercando di realizzare, visto che non sono un esperto in materia e mi sto arrovellando da un bel po' su questa cosa vorrei un parere da chi ha molta più esperienza di me.
L'intenzione è realizzare un generatore di codici RSC per applicazioni ferroviarie.
Tale sistema deve generare un segnale di corrente costituito da due portati, una a 50 Hz ed una a 178 Hz, entrambi modulate in ampiezza da un onda quadra con frequenza variabile.
Le ampiezza efficaci delle portanti sono rispettivamente e . Si dovrebbe avere la possibilità di aumentare la corrente di una sola delle due portanti fino a .
Il mezzo trasmissivo del segnale è un loop posizionato sui binari, quindi un semplice filo di rame con sezione di e lunghezza di circa , quindi ha un'impedenza di ingresso molto bassa (circa ).
Il sistema che stavo pensando dovrebbe essere strutturato in questo modo:
1) Generatore di funzioni
2) Amplificatore audio
3) Rete di adattamento
4) Loop di corrente

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Il problema principale è l'adattamento di impedenza
L'amplificatore audio disponibile (crown XLS 2502) ha la seguente power matrix:

Il minimo carico che l'amplificatore si aspetta in uscita è di , quindi occorre per forza una rete di adattamento per collegarvi il loop (senza che l'ampli prenda fuoco).
Facendo un po' di ricerche in giro, la soluzione ottimale per avere un adattamento di impedenza, oltre che ad un opportuna trasformazione tensione - corrente, dovrebbe essere un trasformatore dimensionato per avere una resistenza di ingresso compresa tra i e ed un segnale di corrente in uscita tale da poter avere una corrente efficace massima di .
Essendo il carico piccolo non dovrebbero occorrere potenze elevate, ad esempio già una potenza di 60 W dovrebbe garantire una corrente efficace:

Supponendo fin qui di non averne sparate di grosse.
Sapreste consigliarmi come procedere (oppure qualche fonte) per il dimensionamento/la ricerca di un trasformatore?

Ringrazio in anticipo a chi risponderà.

[EcoTan]

Se stai facendo un prototipo, intanto potresti mettere un trasformatore che abbia un secondario con diverse prese, collegandolo come autotrasformatore se non occorre separazione, oppure farlo riavvolgere apposta.

[standardoil]

Io credevo che quel tipo di comunicazione fosse con correnti AC "interrotte" alcune decine di volte "al minuto" non modulate a frequenze differenti
Per la parte a 50Hz che è il pezzo più importante dello standard, basta un trasformatore allacciato alla rete e un tiristore

[MarcoD]

Dimensioniamo approssimativamente il trasformatore:
Hai un carico di 0,09 ohm, approssimiamo a 0,1 ohm tenendo conto delle connessioni.
corrente massima efficace 20 A corrispondente a 20 x 0,1 = 2 V
Vuoi un carico visto dell'amplificatore di 8 facciamo 10 ohm.
Rapporto di resistenze 10/0,1 = 100 a 1
cui corrisponde un rapporto di tensione di 10 a 1
quindi tensione al primario 20 V eff.
Potenza trasformatore 2 x 20 =40 watt sul carico, dimensionare cautelativamente il trasformatore x 1,5 ossia 60 watt.
Chiedi un preventivo a un costruttore di trasformatori.

Se invece di una sola spira sui binari, ne metti due o quattro, a parità di amperspire riduci proporzionalmente la corrente.
I suggerimenti di adoperare direttamente la AC a 50 Hz, permette di riprmiare sulla potenza dell'amplificatore.

Stai lavorando per una tesi ?
Ho trovato:
https://it.wikipedia.org/wiki/Ripetizio ... ei_segnali

[stefanopc]

Leggendo il post precedente vedo bene la soluzione di aumentare il numero di spire ed evitare di mettere il trasformatore di adattamento.
Ciao

[standardoil]

Io non vedo la convenienza di raddrizzare la AC per poi usarla per alimentare un ampli che avrà (soli lui) un rendimento di al massimo il 50% per un segnale che è on-off

Vedo invece un gigantesco spreco di energia e silicio, oltre che una vagonata di possibili fonti di guasto

[orangegrey]

Buongiorno, grazie a tutti per le risposte.
Chiarisco alcuni aspetti che non ho inserito nel post iniziale.
Lo scopo è quello di progettare proprio un generatore di codice RSC utile a poter testare la corretta captazione dei codici RSC dal sistema di protezione marcia treno.
La scelta del generatore di segnale (o un DAC in alternativa) è obbligata dal fatto che oltre a generare il segnale nominale, si deve avere la possibilità di modificare le ampiezze delle portanti, i periodi delle onde quadre, il duty-cycle delle onde quadre, la profondità di modulazione, traslare in frequenza le due portanti, sfasare una delle 2 portanti, iniettare un rumore additivo. La forma analitica del segnale dovrebbe essere questa:

dove:


sono due onde quadre
le ampiezza delle sinusoidi.
Quindi non si tratta di un semplice segnale on-off a 50 Hz (anche perché su alcune linee la portante invece di essere a 50 Hz è 75 Hz o 83,3 Hz).
Il loop purtroppo non si può modificare, è un loop standard dato dalle specifiche di RFI.

Quindi visto che il generatore di segnale è indispensabile, il loop è dato da specifica, per poter avere un segnale ad una corrente soddisfacente nel loop nella banda 20 - 200 Hz, l'unica scelta possibile mi è sembrato l'amplificatore audio + trasformatore audio. Tuttavia la difficoltà è avere un trasformatore che garantisca l'adattamento di impedenza ed anche un comportamento non distorcente nella banda di interesse.

[elfo]

generare un segnale di corrente costituito da due portati, una a 50 Hz ed una a 178 Hz, entrambi modulate in ampiezza da un onda quadra con frequenza variabile.
[cut]
sono due onde quadre
[cut]
banda 20 - 200 Hz

Le onde quadre che frequenza max hanno - con che "fedelta'" devono essere riprodotte?
Bastano 200 Hz di banda?

[orangegrey]

generare un segnale di corrente costituito da due portati, una a 50 Hz ed una a 178 Hz, entrambi modulate in ampiezza da un onda quadra con frequenza variabile.
[cut]
sono due onde quadre
[cut]
banda 20 - 200 Hz

Le onde quadre che frequenza max hanno - con che "fedelta'" devono essere riprodotte?
Bastano 200 Hz di banda?

La frequenza massima dell'onda quadra è 4.5 Hz, è sufficiente includere la prima armoniche quindi la banda proposta dovrebbe essere sufficiente.

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[elfo]

La frequenza massima dell'onda quadra è 4.5 Hz, è sufficiente includere la prima armoniche quindi la banda proposta dovrebbe essere sufficiente.

Domanda:
Quindi con il trasformatore come adattatore di impedenza sorge il problema della banda inferiore (4.5 Hz)?