Rete adattamento amplificatore con loop corrente

[EcoTan]

Per fortuna l'onda quadra è presente soltanto in quanto modulante.

[elfo]

Per fortuna l'onda quadra è presente soltanto in quanto modulante.

[MarcoD]

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Se l'effettiva uscita è la corrente nella spira ( e non la tensione applicata), e si vuole essere molto precisi, forse serve un feedback della corrente, prelevato con un trasformatore amperometrico. Ma l'influenza e la stabilità della reazione devono venire studiate accuratamente.

La spira, oltre alla resistenza, presenta anche una induttanza.

[lelerelele]

non conoscendo nulla dell'ambiente, e dei segnali, parto dall'idea che il trasformatore audio non va bene, (o meglio è come andare ad usare un auricolare per fare musica in auto), per una serie di motivi:

- vedo frequenze portanti da 50Hz ed oltre, gli amplificatori audio non tutti vanno al lavorare bene a 50Hz

-non so se queste portanti saranno sinusoidali, (e se devono esserlo), ma dal momento che vado a modularle con onda quadra, suppongo che ne escano quantità di armoniche, pure queste difficilmente digeribili da ampli audio.

-andare a lavorare con impedenze addirittura inferiori all'ohm, un amplificatore audio non è adeguato.

altrodiscorso se intendi farti un amplificatore, partendo da Ic o discreti, ed allora cambia il tutto.

[IsidoroKZ]

Visto che serve solo un sistema di test, mi pare che la soluzione con un amplificatore e adattamento di impedenza sia piu` che accettabile.

Bisogna verificare che la portante (sinusoidale?) sia a valor medio nullo e che l'onda quadra modulante (on off o modula l'ampiezza?) non generi una componente continua.

Poi direi che ti serva un trasformatore toroidale 230V-12V da 300VA come adattatore di impedenza. In realta` non "adatta" l'impedenza, un ampli audio esce ad impedenza molto bassa, ma serve per aumentare la corrente sul carico.

Le ragioni del mio suggerimento sono queste: le frequenze sono ragionevolmente basse, per cui un trasfo di alimentazione va bene anche a frequenze piu` alte. Se il trasformatore facesse un po' di fatica a 178Hz, si puo` aumentare l'ampiezza del segnale di ingresso all'ampli.

Non ci sono problemi di saturazione perche' le tensioni sono molto piu` basse di quelle nominali. Anche se c'e` una modulante a 4.5Hz, questa non dovrebbe far saturare il nucleo (se non genera una componente continua).

La scelta del trasformatore e` di avere un secondario in grado di far passare 20A almento, che vuol dire 300VA/12V=25A con un po' di margine. probabilmente si puo` anche scendere a 250VA. Un trasformatore del genere pesa circa 3kg.

Ho indicato 12V perche' non si trovano facilmente trasformatori in grado di avere 20A di secondario a tensione piu` bassa di 12V. Se si trovasse un trasformatore con 20A di secondario e 6V di tensione, si potrebbe anche usare un trasformatore da 150VA, quindi piu` leggero e meno costoso.

Per avere un'idea di quali trasformatori si trovano, prova a guardare qui

Il primario e` di 230V perche' e` quello che si trova! Se il primario e` 115V+115V, si possono anche mettere in parallelo i due primari e avere un trasformatore da 115V a 12V, il rapporto di trasformazione al posto di essere 19:1 scende a 9.5:1 e va bene lo stesso. Con 20A sul secondario la tensione dovrebbe essere un paio di volt, e sul primario qualche decina di volt con correnti inferiori a 2A, che l'amplificatore genera senza problemi.

Se trovi un trasfo con uscita a 6V e potenza 150VA, allora meglio configurare il primario a 115V,
Infatti, con primario a 230V il rapporto di trasformazione andrebbe quasi a 40:1 e la tensione richiesta all'amplificatore potrebbe essere dalle parti di 80V. L'amplificatore che hai a disposizione, configurato a ponte, dovrebbe farcela, ma meglio non salire troppo di tensione, non so esattamente com'e` fatta la forma d'onda che devi generare: fra picchi e somme la tensione potrebbe salire di parecchio. Quindi, se si trova un trasfo da 150VA di potenza, 6V in uscita, direi che il primario debba essere 115V.

Sul primario direi di mettere un fusibile da qualche ampere: porta bene! I purtisti dell'audio dicono che i fusibili sono il male assoluto, distorcono, ma l'elettronica audio non e` la stessa di quella professionale.

Secondo me e` molto utile quanto dice MarcoD di misurare la corrente di secondario per verificare che tutto funzioni o anche per chiudere l'anello di corrente. Al posto del trasformatore amperometrico (soluzione migliore), si puo` anche mettere uno shunt da 10mΩ.

Infine sarebbe molto opportuno vedere qualche esempio del segnale composito che deve essere mandato alla spira, in modo da verificare che non ci siano picchi di corrente (o tensione) troppo elevati.

[orangegrey]

Buongiorno grazie a tutti per gli interessanti suggerimenti e osservazioni.
Diciamo che l'amplificatore audio selezionato mi è sembrata una buona soluzione anche perché ha una risposta in frequenza abbastanza soddisfacente nella banda di interesse (basando su questa review https://www.audiosciencereview.com/forum/index.php?threads/crown-xls2502-stereo-amplifier-review.10627/).

Inoltre posso aggiungere che normalmente il mezzo di trasmissione è il binario, lascio immaginare quanto il segnale "nominale" sia distorto e rumoroso in linea, al confronto l'uscita del sistema di test è comunque ad alta qualità rispetto al segnale che tipicamente il captatore sul treno riceve.

Bisogna verificare che la portante (sinusoidale?) sia a valor medio nullo e che l'onda quadra modulante (on off o modula l'ampiezza?) non generi una componente continua.

La portante è sinusoidale e la modulazione è on/off. Non dovrebbe generare componenti in continua.

Secondo me e` molto utile quanto dice MarcoD di misurare la corrente di secondario per verificare che tutto funzioni o anche per chiudere l'anello di corrente. Al posto del trasformatore amperometrico (soluzione migliore), si puo` anche mettere uno shunt da 10mΩ.

In fase di test monitorerò il segnale generato con un oscilloscopio con probe amperometrica, quindi in caso di distorsioni posso provvedere ad un bilanciamento manuale.

Rifletterò su i preziosi consigli di IsidoroKZ e MarcoD per la ricerca del trasformatore. Grazie 1000

[IsidoroKZ]

La portante è sinusoidale e la modulazione è on/off. Non dovrebbe generare componenti in continua.

Non genera componenti continue se la durata dell'impulso e` pari ad un numero intero di periodi della portante.

[EcoTan]

Un bel condensatorone in serie al primario non dovrebbe alterare la sostanza del segnale.

[orangegrey]

Credo di aver trovato una soluzione che funge allo scopo.
Utilizzando questo trasformatore 115 V -> 6 V (150 VA) come suggerito da IsidoroKZ dovrei raggiungere lo scopo.

Ringkerntrafo-Datenblatt-825030_E.pdf

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Il produttore fornisce un modello LTSpice del trasformatore grazie al quale ho avuto modo di fare un po' di simulazioni. Nella banda di interesse la distorsione introdotta dal trasformatore è trascurabile e riesco ad ottenere le correnti desiderate.
Con un condensatore in serie di 400 messo in serie si possono eliminare le componenti continue (si ce ne possono essere).
Sia gli avvolgimenti di ingresso che uscita del trasformatore sono in parallelo per avere la caratteristica sopra.

[stefanopc]

Forse è meglio non mettere il condensatore ma cercare (come già suggerito) di controllare la modulazione in modo che abbia i requisiti richiesti.
Un poliestere da 400 uF 150V non è poca cosa.
Un elettrolitico NP di questo genere lo vedo malissimo.
In Tlc i criteri di modulazione sono già pensati a prescindere per avere un contenuto di componente continua nullo per non saturare i trasformatori di disaccoppiamento.
In alternativa si potrebbe mettere un gap nel circuito magnetico.
Ciao