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Circuito OP Amp programmabile

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[21] Re: Circuito OP Amp programmabile

Messaggioda Foto UtenteMeiko » 22 dic 2020, 22:02

Scusate la domanda quasi da profano, ma mi potreste indicare la sigla di un operazionale reale che usa i condensatori e degli switch al posto delle resistenze per fare la rertoazione e regolare il guadagno? Non ne ho mai visti. :(
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[22] Re: Circuito OP Amp programmabile

Messaggioda Foto UtenteRoswell1947 » 23 dic 2020, 0:16

Grazie per la spiegazione,un ultima cosa quel 1.41 mV da dove esce?

IsidoroKZ ha scritto:I disturbi di modo comune e i segnali differenziali dovresti averli visti quando hai studiato gli amplificatori da strumentazione.

Invece il discorso della dinamica e` semplice: immagina di avere un segnale con ampiezza massima da 0V a 1V, (segnale single ended): questa e` la dinamica.

Ora supponi di avere due segnali, sempre fra 0V e 1V e di generarli in opposizione di fase: quando uno sale sopra 0.5V l'altro scende della stessa quantita` sotto 0.5V e viceversa quando il primo scende, l'altro sale. Considera la differenza dei due segnali. Questa puo` andare da -1V a +1V, hai raddoppiato la dinamica, hai segnali piu` ampi, al prezzo di un circuito piu` complicato ma sempre con la stessa alimentazione.

Supponiamo che il circuito single ended abbia 1mV di rumore casuale nella banda di interesse. Se metti due segnali come prima la dinamica del segnale e` sempre di 2V, ma quando vai a considerare il rumore differenza fra i due canali, se i due rumori sono processi casuali scorrelati, hai solo di 1.41mV di rumore, quindi hai raddoppiato la dinamica e aumentato il rapporto segnale rumore.

Infine considera un disturbo che entra nello stesso modo sull'amplificatore dei due canali: questi avranno lo stesso errore all'uscita, ma visto che lo stadio dopo prende la differenza dei due segnali, il disturbo di modo comune non lo sente. QUest'ultimo vantaggio e` quello che dicevo prima a proposito degli ampli da strumentazione che dovresti aver studiato.
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[23] Re: Circuito OP Amp programmabile

Messaggioda Foto Utenteclaudiocedrone » 23 dic 2020, 1:58

Radice quadrata dei 2 mV di cui sopra... ma non so spiegare il perché non avendo mai studiato queste cose :mrgreen:
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[24] Re: Circuito OP Amp programmabile

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 23 dic 2020, 2:43

Roswell1947 ha scritto:Grazie per la spiegazione,un ultima cosa quel 1.41 mV da dove esce?


Quando sommi due tensioni scorrelate devi sommare le potenze (i valori quadratici medi) e quindi si fa la radice quadrata della somma dei quadrati.

1) usa il tasto rispondi. Il tasto cita lo si usa tagliando quello che non serve.

2) si raccomanda sempre ai nuovi arrivati di mettere qualche nota biografica nella propria pagina, per sapere che cosa hai studiato e stai studiando, e nei messaggi dare le info per inquadrare il problema: serve per avere uma idea del livello delle risposte. Se dici che il prpblema arriva da un corso universitario, immagino dal tipo di domanda che sia laurea specialistica e che abbia fatto quella di primo livello anche in elettronica, quindi abbia dato l'l'esame di teoria dei segnali e visti gli ampli da strumentazione. Se invece il problema te lo ha passato un amico ma tu non hai fatto elettronica, il livello di dettaglio cambia.
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[25] Re: Circuito OP Amp programmabile

Messaggioda Foto UtenteMeiko » 23 dic 2020, 21:03

Qualche speigazione in più e un'analisi più dettagliata, può venirti da questa dispensa. E' un articolo sugli amplificatori a capacità commutata.
Comunque sono poco usati per via della loro complessità costruttiva e funzionamento rumoroso.
Guardati bene il paragrafo che riguarda il fenomeno del "Channel Charge Injection" che è causa di problemi di rumore, in particolare se il segnale deve essere utilizzato in circuti derivatori.
Allegati
Introduction to Switched Cacitor Circuits.pdf
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[26] Re: Circuito OP Amp programmabile

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 24 dic 2020, 7:38

Meiko ha scritto:Qualche speigazione in più e un'analisi più dettagliata, può venirti da questa dispensa. E' un articolo sugli amplificatori a capacità commutata.

E` il capitolo 12 del libro di Razavi - Design of Analog CMOS Integrated Circuits, prima edizione 2000. E` uscita anche la seconda edizione, 2017, piu` aggiornata
Meiko ha scritto:Comunque sono poco usati per via della loro complessità costruttiva e funzionamento rumoroso.

Questo non e` vero. Molti convertitori A/D integrati (che sono tutti a capacita` commutate) hanno all'ingresso un circuito di quel genere.
Meiko ha scritto:Guardati bene il paragrafo che riguarda il fenomeno del "Channel Charge Injection" che è causa di problemi di rumore, in particolare se il segnale deve essere utilizzato in circuti derivatori.

La struttura differenziale serve appunto ad eliminare l'effetto dell'iniezione di carica dal gate al canale.

Non confondere le idee agli studenti, meglio non dare informazioni quando non si e` sicuri.
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[27] Re: Circuito OP Amp programmabile

Messaggioda Foto UtenteMeiko » 24 dic 2020, 22:25

Quello che vorrei citare è Antonio Zichichi, il quale quando gli presentano la reazione nucleare fredda disse: <Non credo che Dio sia stato così buono con l'uomo!> Lo cito perché so ciò di cui parlo e so bene cosa accade quando le idee sono confuse.
Dobbiamo ricordarci, in particolare se siamo degli studenti, che certi argomenti riportati durante i corsi universitari, ma nella scuola in generale, a volte sono trattati in modo generale e superficiale, sta a noi approfondirli.

Per tornare al discorso del sistema di front-end a capacità commutata e ai sistemi di conversione a capacità commutata nominati da IsidoroKZ. Spesso sembra che tutto sia facile e vada bene, ma ciò avviene solo perché questi sistemi nello specifico funzionano in modo sincrono, e chi li progetta, conoscendo bene il problema del Charge Injection e delle perturbazioni da esso provocate, fa in modo che esse non influenzino la misura, cercando di escludere dall’Atto dell’Acquisizione, dalle fasi transitorie dovute al clock e al Charge Injection mitigandolo anche con circuiti di dummy. Se poi si ha la fortuna sfacciata di disporre di segnali effettivamente in opposizione cioè differenziali, si può mitigare il fenomeno del Charge Injection, ma non eliminarlo. Perché non si elimina? Perché si entra nel Regno del Caos e qui le cose NON vanno in modo lineare. Non voglio confondere le idee, ma questa è la realtà. Troppe volte mi sono trovato in cella anecoica con oggetti di questo tipo a chiedermi cosa non funziona, cosa c’era di sbagliato?!
Va sempre ricordato che quando c'è di mezzo un clock con dei fronti ripidi di commutazione, le capacità delle giunzioni, che si caricano e scaricano, danno origine a perturbazioni di vario genere, sia sulle alimentazioni che sulle linee di segnale, producendo in determinate situazioni fenomeni di gost, ragion per cui molte case produttrici di componenti professionali hanno e mantengono più linee di prodotti basati sulle diverse tecnologie, dimostrazione ne è il fatto che il vecchio filtro UAF42 di tipo continuo (origine Burr-Brown) e il più nuovo MF10 a capacità commutata (origine National Semiconductor), continuano a coesistere anche se oggi sia Burr-Brown che National sono di Texas Instruments, la quale non si sarebbe fatta certo scrupolo di eliminare quello meno redditizio.

Perciò raccomando di approfondire gli argomenti, leggendo libri, porsi domande e chiedere consiglio, curiosare nei manuali e nei datasheet, mantenere sempre una visione aperta sulle varie tecnologie, sia quelle nuove che quelle vecchie perché il nuovo vien dal vecchio, nulla nasce dal nulla.
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[28] Re: Circuito OP Amp programmabile

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 25 dic 2020, 7:09

Continuo ad avere l'impressione che non conosca bene l'argomento ma ne voglia comunque parlare suggerendo in modo improvvido che cosa fare o cosa non fare. Non mi pare una buona strategia nei confronti degli altri utenti del fornum. E` solo una mia impressione per cui potrei benissimo sbagliarmi.

Ogni volta che aggiungi una risposta infili qualche argomento che mi da` l'impressione che ho detto prima. Dici delle cose abbastanza ragionevoli, poi entra il dettaglio che mi lascia perplesso :(

Provo a fare un breve riassunto
Meiko ha scritto:a me sembra più uno schema da depliant, realizzato da qualcuno che voleva mostrare una cosa di cui non sapeva bene le implicazioni reali

Come hai visto, quello e` uno schema ben noto a tutti i progettisti microelettronici e anche a molti altri. Analoge Dialogue era una splendida rivista, ma qui non c'entra, anche perche' sulla sua copertina c'erano circuiti perfettamente sensati, anche quando erano circuiti di principio. Nel momento in cui chiedi una sigla o un valore dei componenti di un circuito a capacita` commutate, dai il messaggio che non conosci quei circuiti.
Meiko ha scritto:I simboli dei condensatori non vogliono dire nulla, a volte si rappresentava così il dipolo generico

Questa mi pare un po' forte come affermazione. Ho una buona raccolta di libri di elettronica da vecchi a storici, non mi pare di avere mai visto il simbolo del condensatore usato come bipolo generico.
Hai un riferimento o un esempio?

Messaggio successivo, in cui rinforzi l'impressione di non aver mai visto le capacita` commutate.

Meiko ha scritto:Interssante spiegazione, ma io ritengo che lo schema presentato è solo di principio per un front-end. Quanto hai descritto è ciò che fa l'integrato LTC1043 di Linear Tecnology (oggi Analog Devices)

Che sia uno schema di principio di un front-end lo dice anche l'OP nel primo messaggio. Cio' non toglie che il circuito sia fatto proprio cosi` e funzioni con le capacita` commutate. L'integrato LTC1043 che citi non c'entra nulla, e` un integrato singolo che contiene solo due coppie di interruttori SPDT, e che richiede componenti di fuori, mentre quello di questo thread e` un pezzo di un circuito integrato, e` dentro a un circuito piu` complicato, sullo stesso silicio, non ha senso chiedere i valori dei componenti, oppure confrontare il numero di interruttori con il 1043.
Poi dici
Insoma è come dicevo io, si tratta di uno schema di principio.
A dire il vero lo diceva l'OP nella seconda riga del suo messaggio. Ed e` uno schema di principio non perche' manchino dei pezzi sullo stado di ingresso, ma solo perche' e` fornita solo quella parte in quanto sufficiente a capire come funziona il guadagno programmabile.

Meiko ha scritto:Scusate la domanda quasi da profano, ma mi potreste indicare la sigla di un operazionale reale che usa i condensatori e degli switch al posto delle resistenze per fare la rertoazione e regolare il guadagno? Non ne ho mai visti.


In molti circuiti integrati complessi, la parte analogica e` fatta in quel modo. Sicuramente non ne hai mai visti perche' non ci sono operazionali "discreti" che usano la retroazione in quel modo, sono parti di un circuito integrato. Pero` forse non sapevi dell'esistenza delle capacita` commutate negli integrati misti (A e D insieme) complessi.

Meiko ha scritto:Qualche speigazione in più e un'analisi più dettagliata, può venirti da questa dispensa. E' un articolo sugli amplificatori a capacità commutata.
Comunque sono poco usati per via della loro complessità costruttiva e funzionamento rumoroso.


Dopo aver pescato le parole chiave amplificatori operazionali, capacita` commutate hai trovato in rete il capitolo di un libro, non dei piu` moderni ma meglio che nulla. Spero che questo ti abbia dischiuso un mondo nuovo sulla microelettronica analogica.
Sei passato nel giro di qualche messaggio dal non avere incontrato le capacita` commutate all'esperto che da` consigli in proposito e spiega qual e` la ragione dello scarso utilizzo delle capacita` commutate (Ma davvero?).

Mi sembra che il livello dell'Original Poster non sia ancora quello di preoccuparsi della carica iniettata ma di capire i fondamenti. L'effetto della carica iniettata e` ridotto dalla simmetria del circuito.

Meiko ha scritto:Quello che vorrei citare è Antonio Zichichi, il quale quando gli presentano la reazione nucleare fredda disse: <Non credo che Dio sia stato così buono con l'uomo!> Lo cito perché so ciò di cui parlo e so bene cosa accade quando le idee sono confuse.


In ambiente scientifico Zichichi e` poco apprezzato e stimato per le sue idee religiose che tira fuori a sproposito. Sulle idee confuse tralascio, sono un professionista nel campo.

Meiko ha scritto:Dobbiamo ricordarci, in particolare se siamo degli studenti, che certi argomenti riportati durante i corsi universitari, ma nella scuola in generale, a volte sono trattati in modo generale e superficiale, sta a noi approfondirli.


Vero (piu` o meno), ci sono corsi ben fatti e altri meno, docenti bravi e altri scarpe... In ogni caso bisogna approfondire da sorgenti affidabili.

Meiko ha scritto:Spesso sembra che tutto sia facile e vada bene

Se le cose funzionano e` perche' i progettisti hanno fatto bene il loro lavoro.

quote ha scritto:Se poi si ha la fortuna sfacciata di disporre di segnali effettivamente in opposizione cioè differenziali, si può mitigare il fenomeno del Charge Injection, ma non eliminarlo. Perché non si elimina?

E qui sembra che non conosca la scomposizione delle tensioni in modo comume e modo differenziale e che ignori il CMRR. Quello che riduce l'effetto della carica iniettata e` il CMRR e la simmetria del circuito, il fatto che il segnale sia puro differenziale o no non fa parte di questo discorso e comunque non da` problemi. La fortuna sfacciata e` meglio non usarla quando si fa il progettista, Murphy e` sempre in agguato.

Meiko ha scritto: Perché si entra nel Regno del Caos e qui le cose NON vanno in modo lineare.


Qui di nuovo mostri di non sapere che cosa e` il caos e cosa fanno le cose non lineari. La parola caos nei sistemi dinamici ha un suo significato specifico, non vuol dire casino. E mi sembra che qui il caos non c'entri per nulla. Forse qualche ciclo limite, ma che non ha nulla a che vedere con il caos.

Meiko ha scritto:Troppe volte mi sono trovato in cella anecoica con oggetti di questo tipo a chiedermi cosa non funziona, cosa c’era di sbagliato?!


Qui tiri in ballo qualcosa che non c'entra con la domanda originale e che l'OP probabilmente non apprezza o capisce. Meglio non andare fuori tema nelle risposte, specie verso studenti che stanno faticando su un concetto specifico. Apprezzo la tua buona volonta`, ma in questo modo e` controproducente.

Anche in questo caso fai un'altra affermazione che fa pensare che non sappia di cosa si sta parlando. Se ho capito bene ti riferisci alle prove di compatibilita` elettromagnetica (conosco le camere anecoiche e le celle TEM, le celle anecoiche no).

Vuoi dirmi che hai testato in camera anecoica un amplificatore programmabile a capacita` commutate? E` un pezzo piccolo di un circuito molto piu` grande, non e` un componente singolo con i suoi passivi attorno che puoi testare in camera anecoica. E` meno di un millimetro quadro di silicio su un chip molto piu` grande.

Meiko ha scritto:Perciò raccomando di approfondire gli argomenti, leggendo libri, porsi domande e chiedere consiglio, curiosare nei manuali e nei datasheet, mantenere sempre una visione aperta sulle varie tecnologie, sia quelle nuove che quelle vecchie perché il nuovo vien dal vecchio, nulla nasce dal nulla.


Su questo sono perfettamente d'accordo, aggiungerei buoni libri, avevo citato lo Allen, ma anche il Razavi va bene, anche se personalmente i libri di Razavi non mi piacciono molto. Quello di Analog IC Design direi che sia il migliore. Nella parte sul chiedere consiglio aggiungerei che non forse non dovresti essere tu a dare consigli su questo argomento.

E con questo abbiamo completamente confuso le idee a Foto UtenteRoswell1947, con il quale mi scuso :( e al quale suggerisco, a malincuore, di ignorare gli interventi di Foto UtenteMeiko. A malincuore perche' ci metti passione, ma sfortunatamente il risultato mi sembra controproducente.
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[29] Re: Circuito OP Amp programmabile

Messaggioda Foto UtenteRoswell1947 » 25 dic 2020, 15:54

Ringrazio tutit coloro che hanno contribuito a spiegare meglio la mia domanda originale,sicuramente tutti tutti noi studenti od appassionati entriamo a far parte di questo meraviglioso forum per apprendere o conoscere meglio determinati argomenti sperando nell'aiuto di esperti del settore o magari da qualche buon professore che ha voglia di contribuire a diffondere la conoscenza nel modo migliore.Come saprete nelle scuole ed università esistono buoni e cattivi docenti ...noto che questi ultimi ,purtroppo,sono molto più numerosi dei primi...e questo forum potrebbe servire a studenti e non per colmare questo problema..affidandoci a persone che conoscono bene la materia.
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