[HELP] Progetto amplificatore di tensione con Spice

[AlexMiller]

Buonasera, sono uno studente universitario, alle prime armi con l'elettronica. Mi trovo di fronte ad un esercizio che richiede di progettare un amplificatore per testine piezoelettriche che moduli un segnale trapezoidale 0-5V
alla tensione 0-40V in uscita, su di un condensatore di 40 nF.
Su suggerimento del professore ho impostato l'amplificatore (che è a retroazione negativa ) come composto da 3 stadi: Coppia differenziale ( am. operazionale ) -> emettitore comune e un amplificatore del tipo push pull in uscita.
Posto uno screen Spice del progetto e chiedo consiglio a chi più pratico di me sul perché in uscita mi trovo un segnale del tipo nel primo allegato.
Per completezza ho caricato i valori della tensione a fine di ogni stadio nel secondo allegato, in cui:
v(b3) -> uscita primo stadio
v(c3) -> uscita secondo stadio
v(carico) -> uscita ultimo stadio
v(b1) -> ingresso
grazie in anticipo e chiedetemi pure se c'è qualche particolare importante da dire che ho omesso

[g.schgor]

Dovresti allegare anche il tuo schema completo.

[IsidoroKZ]

Due o tre osservazioni rapide.
Devi fare un amplificatore lineare, confermi?

Se usi una tensione di alimentazione singola, il problema diventa abbastanza complicato. Con lo schema che hai usato hai problemi di modo comune quando la tensione di ingresso e` nulla e quella di uscita dovrebbe pure essere nulla: il primo stadio e` spento. Suggerirei di mettere una piccola tensione di alimentazione negativa, in modo da non avere problemi di modo comune. Anche il secondo stadio ne beneficerebbe.

Secondo problema: mi pare che la retroazione sia positiva , non va mica bene!

Terzo punto critico: il secondo stadio fatto in quel modo limita di molto la dinamica di uscita.

Altro problema e` che un carico capacitivo cosi` elevato da` un polo a bassa frequenza nel guadagno di anello e provoca facilmente instabilita`.

Adesso devo andare a lezione, devo ancora imparare tante cose!

[AlexMiller]

Innanzitutto grazie della risposta. Confermo che devo fare un amplificatore lineare, inoltre mi è stato detto di realizzarlo con una sola alimentazione DC ( in quanto va ridotto il più possibile il consumo energetico ) e con il numero minimo di componenti.
Vorrei chiederti un paio di cose: esiste un'altra soluzione oltre all'alimentazione DC negativa, che permetta di ottenere il funzionamento di entrambi i BJT?
Cosa consigli di migliorare nel secondo stadio?

Ed ultima cosa, non per importanza: Mi sapresti dire se il fatto che l'onda parta da un valore di 16V proviene appunto dal problema alla coppia differenziale, e se no, perché?

Ti ringrazio della riposta e sì, anche io avrei bisogno di andare di più a lezione!

[MarcoD]

Non entro nel problema, ma cerca nel web le caratteristiche del
LM675 Power Operational Amplifier il primo che ho trovato
e vedi cosa usano i professionisti. Poi ispirati e simula lo schema se ci riesci.

[MarcoD]

Mi trovo di fronte ad un esercizio che richiede di progettare un amplificatore per testine piezoelettriche che moduli un segnale trapezoidale 0-5V
alla tensione 0-40V in uscita, su di un condensatore di 40 nF.

Non è chiaro: amplifica un segnale che proviene da testine piezoelettriche (come quelle di un vecchio giradischi) oppure applica una tensione a un trasduttore (generatore) piezoelettrico di suoni assimilabile a un carico capacitivo di 40 nF?

A che frequenza deve lavorare ?

Poi amplifica o modula ? deve guadagnare 40/5 = 8 volte ?

Poi con spice applica in ingresso un segnale sinusoidale per vedere se l'amplificatore è lineare.

Serve l'accoppiamento in tensione continua, o basta in alternata? se in alternata hai meno problemi di polarizzazione e non devi mettere l'alimentazione negativa.

Come osservato da IsidoroKZ, la reazione è positiva: scambia fra loro gli ingressi del differenziale.