Condizionamento segnale sinusoidale

[Filippo02]

Salve a tutti, sono uno studente di ingegneria elettronica e avrei bisogno di aiuto per un progetto. Mi è stato chiesto di realizzare un circuito di cui conosco il guadagno pari a 30 dB, la Rin pari a 10k, due frequenze di 100 e 20k e in uscita devo ottenere un segnale sinusoidale che varia da 1 a 4 volt. Il professore mi ha detto che devo collegare un filtro passa alto al primo amplificatore e un filtro passa alto al secondo amplificatore ed ottenere come uscita dal secondo amplificatore un segnale sinusoidale, utilizzare poi un traslatore in modo che l'uscita vari tra 1 e 4 volt. L'ampiezza del segnale sinusoidale in ingresso è 0.1 in modo che l'ampiezza picco picco sia di 3 volt. Il tutto da realizzare su pspice.

[MarcoD]

due frequenze di 100 e 20k e in uscita devo ottenere un segnale sinusoidale che varia da 1 a 4 volt. Il professore mi ha detto che devo collegare un filtro passa alto al primo amplificatore e un filtro passa alto al secondo amplificatore ed ottenere

Non è chiaro: volevi scrivere " passa basso" ?

due frequenze di 100 e 20k ?
sono le frequenze di taglio di un amplificatore passa banda?
O le frequenza di due segnali da amplificare?

Resistenza ingresso esattamente 10 kohm, o impedenza maggiore di 10kohm ?
I due amplificatori (operazionali ? ) sono in cascata?

30 dB corrisponde a x 31,6 in tensione ?
Da 1 a 4 V vuol dire 3 Vpp ?
3 Vpp / 31,6 = 0,095 Vpp.


Disegna con fidocadj prima lo schema a blocchi indicando ingresso uscita e i vari stadi e il traslatore. Poi vediamo, ti ho già dato alcuni spunti.

[Filippo02]

Si il secondo è un passa basso non un passa alto. La resistenza in ingresso è di 10kOhm e i due amplificatori operazionali sono in cascata.
Dovrebbe uscire una cosa simile a quella nella foto. Manca la parte del traslatore che non so come fare.

[MarcoD]

Per alzare di 2,5 V il valore medio della tensione in uscita devi mettere un resistore fra -Valim e l'ingresso invertente del secondo OP. Calcola il valore.
Il circuito funziona bene solo sul simulatore. Il resistore da 316,2 kohn non si trova in commercio.
Il condensatore da 25 pF è troppo piccolo , è confrontabile con le capacità parassite del circuito.

[Filippo02]

Pure il professore mi ha detto che 25 pF sono pochi però il problema è che quando vado a calcolare le resistenze, la Rf2 mi esce di 316,2kOhm in quanto ho posto 31,62= Rf1( che considero da 10kOhm) x Rf2/Ri1^2 (10KOhm). Se poi vado a calcolare la capacità, ottengo questo: 1/2pix20KHzxRf2 e da qui ottengo 25 pF. Considera che i dati che mi ha dato il professore sono dati inventati sul momento, infatti mi ha detto che potei avere dei problemi. Quello che non riesco a capire è come avere una sinusoide in uscita dal secondo amplificatore perché a me esce quello che c'è in foto, mentre a me interessa avere in uscita un segnale sinusoidale.

[MarcoD]

L'amplificatore satura, aumenta la tensione delle alimentazioni da +-2 V a +-5V

post scriptum delle 16.46:
E' difficile che il secondo stadio guadagni 31,6 a 20kHz, perché il 741 riduce di molto il guadagno all'aumentare della frequenza (non è più approssimabile a infinito).
Inoltre è inutile fare guadagnare solo 1 il primo stadio (tanto vale toglierlo).
Aumenta il guadagno del primo stadio da x1 a x10:
Rf1 = 100k.

Riduci il guadagno del secondo stadio da x 31,5 a 3,15:
Rf2 passa da 316,2 k a 31,6 kohm.
A pari Ft superiore C passa da 25 pF a 250 pF,
usa poi valori normalizzati (il professore e l'Elettronica pratica apprezzano ) 470 pF, 33kohm, ecc.
Per avere esattamente la tensione in uscita puoi variare l'ampiezza della tensione in ingresso.

In fin dei conti , con la simulazione si imparano vari trucchi che la sola teoria lineare non evidenzia.

[Filippo02]

Non cambia molto. Se la aumento molto di più ottengo un andamento sinusoidale però poi l'ampiezza di picco è troppo grande.

[MarcoD]

Non saprei, magari la VAMPL = 0,09 è in valore efficace, mentre la intendi come Vpiccopicco. Dividila per 2,82.

[stefanodelfiore]

I tuoi risultati mi sembrano strani. Come prima cosa la tensione minima di alimentazione del UA741 da datasheet è +/- 5 V poi devi vedere come si comporta il modello del UA741 implementato in PSpice.
Ti suggerisco di fare una simulazione di due amplificatori invertenti di guadagno 1 e 30 rispettivamente, realizzati con il modello in questione e alimentati a +/- 12 V e con segnale di ingresso di 100 mV.
Fai una simulazione sia al transistorio sia in AC e vedi come si comportano gli amplificatori po trai le tue conclusioni.

[stefanopc]

Certo che sperimentare gli operazionali con il simulatore invece che con la bread board e un oscilloscopio non è un gran miglioramento.
Ciao