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14/05/2012 #1


Acoplamiento entre AC y DC en circuito sumador
Hola compañeros,

Necesito acoplar una fuente de AC de 1Vpico con un nivel de continua de 3V a través de una batería de 12V con un circuito sumador no inversor.
He intentado obtener los 3V con un divisor de tensión pero no funciona ya que me fluctua el nivel de continua con la entrada de AC.

Alguien me podría echar una mano?

Gracias!
14/05/2012 #2

Avatar de Daniel Meza

Pon tu diagrama... tu idea es buena, pero no me queda claro porqué oscilado tu fuente de CD. ¿O es que la tomas de la AC?, el problema puede estar en el filtro
14/05/2012 #3


Aquí te pego la parte del esquemático que se refiere a la fuente.

También si me pudieras resolver otra duda que tengo, y es que por qué cuando aumento la frecuencia de la señal de entrada, empiezo a ver como triangulos en vez de una entrada sinusoidal. Si subo la frecuencia a 300 kHz, a la salida, donde pone, Vin_boosted me salen triangulos en vez de la señal senoidal. Si bajo la capacidad me sale bien pero si reduzco la frecuencia de mi señal de entrada me aparece rizado.

Gracias!
Imágenes Adjuntas
Tipo de Archivo: jpg fuente.JPG (22,1 KB (Kilobytes), 71 visitas)
14/05/2012 #4

Avatar de Daniel Meza

haber si soy claro.. al aumentar la frecuencia de la señal, la reactancia del capacitor C3 disminuye, provocando que este se cargue y descargué más rápido (señal triangular), al disminuirla su reactancia aumenta por lo que tarda un mayor tiempo en descargarse y la señal senoidal no sufre tanto deterioro.
15/05/2012 #5


Gracias por la respuesta!

Entonces, no habría alguna solución para que me funcionara a todas la frecuencias hasta 300kHz? Como calculo el tiempo de descarga y carga del condensador? Con la Rout del operacional?

Por otra parte, para el nivel de continua de entrada al sumador, tendría que poner un condensador de desacople o algo así? En este tema no tengo mucha idea...

Un saludo,

Jorge

---------- Actualizado después de 8 minutos ----------

Ya me he dado cuenta porque no obtengo los 3V. Ahora bien, para desacoplar las etapas, habría alguna otra solución que no fuese usando un operacional en configuración de seguidor de tensión?
15/05/2012 #6

Avatar de Daniel Meza

Saludos
Entonces, no habría alguna solución para que me funcionara a todas la frecuencias hasta 300kHz? Como calculo el tiempo de descarga y carga del condensador? Con la Rout del operacional?
Intenta quitando C3 del circuito.

Por otra parte, para el nivel de continua de entrada al sumador, tendría que poner un condensador de desacople o algo así? En este tema no tengo mucha idea..
De preferencia, para eliminar ruidos que se pudieran "colar".

Ya me he dado cuenta porque no obtengo los 3V. Ahora bien, para desacoplar las etapas, habría alguna otra solución que no fuese usando un operacional en configuración de seguidor de tensión?
Un simple capacitor bloquearia la continua que le haz agregado a la señal en la etapa anterior. Creo el que seguidor de tensión es la mejor opción... ¿A q etapa lo quieres acoplar?
15/05/2012 #7
Moderador

Avatar de elaficionado

Hola.

Coloca un condensador en serie con la resistencia de Rin.

Chao.
elaficionado.
15/05/2012 #8


Gracias por lo consejos

Voy a probar con el circuito a ver si funciona todo bien.
Esta etapa es para adecuar la señal de entrada para usarla con un comparador y así generar PWM.

Saludos!
15/05/2012 #9

Avatar de Daniel Meza

Esta etapa es para adecuar la señal de entrada para usarla con un comparador y así generar PWM
Tenía entendido que se utilizaba para este fin una señal diente de sierra, para una respuesta lineal, me imagino que con la senoidal será una respuesta cuadrática, ¿estoy en lo cierto?
16/05/2012 #10


Sí, así es. A continuación te adjunto parte del esquemático en el que estoy trabajando. La señal de entrada una vez adecuada se compara con una señal triangular, en mi caso, y eso da la PWM.
Imágenes Adjuntas
Tipo de Archivo: jpg fase1_2.JPG (70,0 KB (Kilobytes), 24 visitas)
16/05/2012 #11

Avatar de Daniel Meza

Entiendo. y por curiosidad ¿será para el control de algún motor? mm aunque no veo porqué el caso de los +-12V. creo que es para alguna etapa push-pull...
16/05/2012 #12


No, es un proyecto que estoy haciendo para un amplificador de potencia en clase D y una señal de entrada de hasta 300kHz. La salida va a unos filtros LC.
Lo de los 12V es pq se va a alimentar con una bateria de carro normal y por no poder más reductores de tensión pues se queda en 12V.
También estoy teniendo muchos problemas con los drivers mosfets pues he leído por ahí que necesitaría una precisión de 1ns ya que si voy a muestrear mi señal de entrada a 3Mhz, el periodo serían 330ns. La verdad es que de este tema no me he puesto a investigar mucho, sabrías algo del tema?
16/05/2012 #13

Avatar de Daniel Meza

Oh, tengo entendido que los mosfets tienen de los tiempos más rápidos de conmutación, no creo tengas inconvenientes. ¿Como muestrearás la señal de entrada?
17/05/2012 #14


Pues la señal de entrada con el nivel de offset va a una patilla del comparador. A la otra patilla va una onda triangular generada por un comparador con histeresis (no sé muy bien como funcionan) y a un integrador. Cuando la señal de entrada es mayor que la onda triangular, me da un pulso a nivel alto y viceversa.
Tengo entendido que la señal triangular debe de ser al menos 10 veces superior a la máxima frecuencia que mi señal de entrada para que me de un buen THD (eso es lo q he leído por ahí porque yo creía que con ser 2 veces superior,por Nyquist sería suficiente). El problema está en los mosfet driver mosfet que no sé si serán capaces de soportar 3Mhz, así que tendré que estudiarlo para ver si reduzco la frecuencia.

Por cierto, he probado el circuito con un amplificador seguidor de tensión y no me funcionaba, así que probé con un condensador entre Vin y Rin y por fin. Ahora bien, no sé que valor capacidad le tengo que poner. Tienes alguna idea del tema?
17/05/2012 #15

Avatar de Daniel Meza

Tengo entendido que la señal triangular debe de ser al menos 10 veces superior a la máxima frecuencia que mi señal de entrada para que me de un buen THD (eso es lo q he leído por ahí porque yo creía que con ser 2 veces superior,por Nyquist sería suficiente).
Tenía entendido lo mismo, habrá que ver de alguien que sepa mejor del tema

El problema está en los mosfet driver mosfet que no sé si serán capaces de soportar 3Mhz, así que tendré que estudiarlo para ver si reduzco la frecuencia.
Leyendo un artículo sobre el driver de los mosfets, me que no es demasiada frecuencia, depende de la carga. Con 3 MHz tienes un T de 333 ns, mucho más de los 12ns, tiempo máximo de conmutación con una carga dada.

Por cierto, he probado el circuito con un amplificador seguidor de tensión y no me funcionaba, así que probé con un condensador entre Vin y Rin y por fin. Ahora bien, no sé que valor capacidad le tengo que poner. Tienes alguna idea del tema?
Si te ha funcionado, deja ese, ¿de que valor es el caapcitor?, basicamente lo que se requiere es que este no signifique demasiada impedancia de entrada al circuito, para una f de 3Mhz, un valor pequeño de C puede ser suficiente.
19/05/2012 #16


El condesador que he puesto es de 1uF, no sé si podría reducirse pero por ahora me va bien en la simulación.

Con respecto al driver, eso es para una capacidad creo q de 3300pF, creo q puedo conseguir menos tiempo viendo algun mosfet con la capacidad Cgs menor, será cuestión de investigar.

Lo de el THD lo haré por el método prueba-error, jeje
19/05/2012 #17

Avatar de Gudino Roberto duberlin

Amigo brafaar, las fuentes de alimentacion deben poseer choques para evitar que la señal AC se cortocircuite en la misma. La señal triangular que obtienes se debe a que estas superando la velocidad de respuesta de tu Op-Amp. Lee el datasheet del mismo.
Basicamente puedes dar un resumen de lo que trata tu proyecto?.-
19/05/2012 #18


Hola compañero,

El proyecto trata de un amplificador de potencia en clase D, para su uso con señales analógicas de hasta 300 kHz. La fuente de alimentación que voy a usar es una batería con salidas de 12V.
En la primera etapa genero una onda triangular y a través de un comparador, la comparo con la señal analógica (que varía entre +-1V). Así genero la señal PWM. Esto lo llevo a unos MOSFETs de potencia y finalmente a unos filtros LC donde R sería la carga del altavoz, que en mi caso son 50 ohmios.

El problema que tenía es que para comparar la señal de entrada con la señal triangular la tenía que elevar a un offset y también tenía que hacer esto para que se genere correctamente la señal PWM que está por encima de 0, ya que uso un generador de primer orden.

He calculado el slew rate de los op-amp para que no me den problema y he puesto unos que me cumplen de sobra los requerimientos. El problema que tenía era la capacidad de bypass que le tenía puesta, la he sustituido por un op-amp seguidor de tensión.

Subo una captura para que se pueda ver mejor lo que digo.
Imágenes Adjuntas
Tipo de Archivo: jpg circuito.JPG (179,5 KB (Kilobytes), 15 visitas)
21/05/2012 #19

Avatar de Gudino Roberto duberlin

Amigo, en la señal de 300Khz que mencionas es de suponer que es... la de muestreo, no?.
21/05/2012 #20


No no, la señal de hasta 300kHz es la de entrada. La de muestreo es la señal triangular, que esta mas o menos a 3Mhz. Cada patilla del comparador lleva una señal y a la salida obtengo una señal PWM con ciclo de trabajo variable.
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