[электротехника] усилитель напряжения аналогового сигнала
может, тупо повышающий трансформатор подойдёт, раз требования по мощности небольшие.
правда, частота низковата, но может и получиться
правда, частота низковата, но может и получиться
вроде схема очень просто собирается на одном транзисторе
тебе 220 подойдет? чтоб БП проще получился.
тебе 220 подойдет? чтоб БП проще получился.
http://el-guide.ru/Shemotehnika/Galvanicheskaya-svyaz
вот на первой картинке
и БП от розетки в виде четырех диодов и двух кондеров
http://el-guide.ru/Shemotehnika/Mostovaya-shema
можно еще трансформатор развязывающий поставить на входе БП
вот на первой картинке
и БП от розетки в виде четырех диодов и двух кондеров
http://el-guide.ru/Shemotehnika/Mostovaya-shema
можно еще трансформатор развязывающий поставить на входе БП
Есть генератор синусоидального сигнала с амплитудой 5В и частотой 0.1 - 1000 Гц. Этот аналоговый сигнал нужно усиливать таким образом, чтобы амплитуда увеличилась до 200 В или выше. При этом частотная характеристика усилителя должна быть плоская в области низких частот.1. Насколько плоская?
2. Насколько важны гармоники?
Просто что там предлагают в плане транзисторов - то транзисторы вроде могут вполне себе давать неидеальную АЧХ, как, собственно, и трансформатор. Если генератор управляется компом, то можно просто тупо снять АЧХ получившейся хрени и применить обратную зависимость амплитуды от частоты (компенсировать неравномерность тракта).
Я бы попробовал посмотреть на всякие ОУ, вроде есть +-85 В прямо тупо в Чип-дипе, может ещё и побольше напряжением бывают. ОУ гораздо более линейны, чем транзисторы и трансформаторы.
А мне другое [просто] интересно:
А зачем? Зачем синусоида в 200В в таком разбросе частот?
А зачем? Зачем синусоида в 200В в таком разбросе частот?
трансформаторы, боюсь, или не подойдут, или нужно искать какой-то специфический.
Типовая ЧХ трансформатора примерно такая:
Опыт(небольшой) моей работы с трансформаторными усилителями говорит, что проблемы начинаются ниже 10 Гц
Типовая ЧХ трансформатора примерно такая:
Опыт(небольшой) моей работы с трансформаторными усилителями говорит, что проблемы начинаются ниже 10 Гц
проблемы начинаются ниже 10 ГцНу это, в общем-то, логично
1. Насколько плоская?Она может не быть идеально плоской, но тогда устройство должно иметь соответствующий запас выходного напряжения. То есть тогда, скажем, устройство должно переводить 2.5 В в 200В, а на проседающих частотах должна быть возможность получения 200 В путем увеличения сигнала генератора до 5 В (больше он, увы, не сможет).
2. Насколько важны гармоники?
Конечно, хотелось бы, чтобы они были как можно незаметнее, но нет задачи полностью их исключать. Ситуация, когда нужно подавать сигнал на частоте прям точно равной 50 Гц или кратной ей, достаточно редка.
Желательно, чтобы вклад гармоник по вольтажу не превышал, скажем, +-10 В.
Я бы попробовал посмотреть на всякие ОУ, вроде есть +-85 В прямо тупо в Чип-дипе, может ещё и побольше напряжением бывают.Сейчас посмотрел операционные усилители в Чип-и-Дипе http://www.chipdip.ru/catalog/ic-operational-amps/, напряжение питания самое большое - 50 В. Насколько я понимаю, операционный усилитель не может выдавать напряжение, большее напряжения питания.
можно ли что-то такое найти в виде готовых устройств?
Какова типовая частотная характеристика таких устройств?
Какова типовая частотная характеристика таких устройств?
Высокое напряжение требуется для пьезокерамического элемента.Цель - прикреплять такие элементы на конструкцию и уметь возбуждать ими колебания в конструкции. Частота колебаний должна включать в себя собственные частоты колебаний конструкций + некоторая окрестность. Частоты колебаний конструкции могут быть самые разные, например, основная частота колебаний может быть от 0.5 Гц до 30 Гц. Следующие частоты также интересны.
Ясненько.
Ну тут одно могу сказать: 0.5 и окрестности - это далеко не 0.1 - это слишком "более лучше одеваться". Если на 0.5+-10% мы в итоге и найдем решение, то 0.1 - это, к сожалению, не "всего минус 0.4", а "ужас как в пять раз"
Ну тут одно могу сказать: 0.5 и окрестности - это далеко не 0.1 - это слишком "более лучше одеваться". Если на 0.5+-10% мы в итоге и найдем решение, то 0.1 - это, к сожалению, не "всего минус 0.4", а "ужас как в пять раз"
я изначально думал, что принципиально такие усилители должны существовать. Если они принципиально невозможны, то тогда можно и поиграть с требованиями к частоте.
такие усилители есть, и беглый гуглинг сразу же выдаёт несколько тредов вида "помогите собрать высоковольтный усилитель для управления пьезоэлементами" 
супер! кинь ссылками, пожалуйста
уже позакрывал все, сам ищи 
есть подозрение, что тебе хватит обычного высоковольтного транзистора с рабочей точкой, выведенной на середину его максимального напряжения
схема тупая, топорная (на радиопраке физфака её проходят), требует источника постоянного напряжения, в твоём случае, вольт на 400+, но на частоту сигнала "вниз" ей совершенно пофиг
есть подозрение, что тебе хватит обычного высоковольтного транзистора с рабочей точкой, выведенной на середину его максимального напряжения
схема тупая, топорная (на радиопраке физфака её проходят), требует источника постоянного напряжения, в твоём случае, вольт на 400+, но на частоту сигнала "вниз" ей совершенно пофиг
о чо нашёл:
http://www.falco-systems.com/products.html
их АЧХ
забыл упомянуть что в топорной схеме надо как-то отрезать постоянное напряжение на выходе, а это обычно приводит к тому что срезаются нижние частоты
можно, конечно, подать на пьезоэлемент тот же номинал напряжения и всё будет ОК, не считая того что вокруг прибора на цыпочках ходить придётся, чтоб не шандарахнуло
http://www.falco-systems.com/products.html
их АЧХ
забыл упомянуть что в топорной схеме надо как-то отрезать постоянное напряжение на выходе, а это обычно приводит к тому что срезаются нижние частоты
можно, конечно, подать на пьезоэлемент тот же номинал напряжения и всё будет ОК, не считая того что вокруг прибора на цыпочках ходить придётся, чтоб не шандарахнуло
можно, конечно, подать на пьезоэлемент тот же номинал напряжениятолько его, во-первых, нужно где-то взять, а во-вторых, стабилизировать
да и вообще это теоретическая идея, а не практическая
забыл упомянуть что в топорной схеме надо как-то отрезать постоянное напряжение на выходе, а это обычно приводит к тому что срезаются нижние частотыДвуполярный источник питания ИМХО может всех спасти
Как-раз сейчас работаю над генератором для пьезоэлемента.
На данный момент устройство умеет выдавать двуполярный меандр(т.е. сумму нечетных гармоник) произвольной частоты и амплитудой 300 В
Пьезоэлементы раскачивает отлично, используется для ультразвуковой сварки пластмасс.
Можем продать один
Цена вопроса - тыщ 16
На данный момент устройство умеет выдавать двуполярный меандр(т.е. сумму нечетных гармоник) произвольной частоты и амплитудой 300 В
Пьезоэлементы раскачивает отлично, используется для ультразвуковой сварки пластмасс.
Можем продать один
Цена вопроса - тыщ 16
а простой синус может?
Нет
вот, зацени схему
Texas Instruments усилитель, до 90В, если включить по мостовой схеме обещают 195В, схема там же есть и именно для питания пьезокристалла
Texas Instruments усилитель, до 90В, если включить по мостовой схеме обещают 195В, схема там же есть и именно для питания пьезокристалла
там на АЧХ идет сильный спад после 50 Гц. Хотелось бы полосу пошире
да ладно, 34 В/мкс это вроде 45кГц при амплитуде 200В
Там как бы спад на АЧХ есть при условии что ты используешь ОУ без ООС и хочешь коэффициент усиления 180дБ
так никто не делает, всегда вводят ООС и получают коэффициент усиления намного меньший. там на 1кГц усиление 70дБ,
это, если я не путаю, более 3000 раз коэффициент усиления по напряжению. Тебе же достаточно усиления в сотню раз - от двух вольт до 200 по амплитуде, уж 2 вольта синуса получить не проблема и другими средствами. Таким образом, есть запас по коэффициенту усиления и добиться нужного эффекта с использованием данного ОУ возможно.
так никто не делает, всегда вводят ООС и получают коэффициент усиления намного меньший. там на 1кГц усиление 70дБ,
это, если я не путаю, более 3000 раз коэффициент усиления по напряжению. Тебе же достаточно усиления в сотню раз - от двух вольт до 200 по амплитуде, уж 2 вольта синуса получить не проблема и другими средствами. Таким образом, есть запас по коэффициенту усиления и добиться нужного эффекта с использованием данного ОУ возможно.
ну хотя да, если смотреть график "Размах выходного напряжения - частота" то действительно просадка наблюдается.
посмотри, может другие такие усилки есть, это просто первая схема, которую я нагуглил по запросу "мостовой усилитель высокого напряжения постоянного тока"
посмотри, может другие такие усилки есть, это просто первая схема, которую я нагуглил по запросу "мостовой усилитель высокого напряжения постоянного тока"
вот, например, такая шняга есть - http://www.ti.com/product/drv8662 - Piezo Haptic Driver with Integrated Boost Converter
еще можно сделать схему из 2 или более половинок - скажем, для частот 0.1-50 герц - мостовой усилитель,
а для 50-1000 гц - "обычный" усилитель мощности на небольшое напряжение + повышающий трансформатор.
еще можно с выхода трансформатора снять обратную связь, чтобы амплитуду раскачивать до необходимой на разных частотах независимо от АЧХ трансформатора.
недостаток - при переходе через определённую частоту будет "ступенька" в частоте, что будет мешать если надо снять зависимость "вашей неведомой хрени которую вы меряете" при плавном изменении частоты.
а для 50-1000 гц - "обычный" усилитель мощности на небольшое напряжение + повышающий трансформатор.
еще можно с выхода трансформатора снять обратную связь, чтобы амплитуду раскачивать до необходимой на разных частотах независимо от АЧХ трансформатора.
недостаток - при переходе через определённую частоту будет "ступенька" в частоте, что будет мешать если надо снять зависимость "вашей неведомой хрени которую вы меряете" при плавном изменении частоты.
вашей неведомой хрени которую вы меряетекак я понял, задача - не мерять, а выдавать. Так что почему бы не подождать пару секунд
они выдают, чтобы мерять реакцию на вибрации
Texas Instruments усилитель, до 90В, если включить по мостовой схеме обещают 195В, схема там же есть и именно для питания пьезокристаллаНу на Чип-Дипе же есть +-85 В (в разделе "Усилители низкой частоты"), соответственно по мосту будет до 340, с учётом возможных спадов по частоте 200 В будет окей, я полагаю.
340 - это размах, а амплитуда при этом будет 170, что меньше 200.
ещё с питанием ОУ нужно что-то придумать. БП на 100 Вольт стоят дорого, более 10к, и их нужно два (или ОУ параллельно подключать). Ну или четыре по 50 Вольт (или два с параллельным подключением ОУ), по стоимости также будет, тогда ещё и двуполярное питание можно будет сделать.
вроде бы они даже дороже чем ОУ от Texas. OPA454 (с питанием до 100 В) стоит 160-300 руб, LM3886T/NOPB или LM3886TF/NOPB с питанием до 84 Вольт - 440-460 руб
держи
http://www.einfo.ru/store/TPS40210/
хотя, повышающий преобразователь видимо не является необходимым, но пусть будет
http://www.einfo.ru/store/TPS40210/
хотя, повышающий преобразователь видимо не является необходимым, но пусть будет
А что это за устройство? Ещё один операционный усилитель?
Покритикуйте ещё одну идею.
Взять усилитель мощности любой с желаемой частотной характеристикой. Скажем, от 1 Гц чтоб работал.
Пусть он выдаёт мощность номинальную P. Считаем, при каком сопротивлении будет напряжение 200 В при этой мощности (типа P=U^2/R*sqrt(2)/2). Берем резистор с сопротивлением, приблизительно равным этому. Подключаем этот резистор параллельно с нашим пьезоэлектриком. Т.к. сопротивление пьезоэлектрика на порядки больше, то общее сопротивление цепи будет приблизительно равно сопротивлению резистора. Соответственно, напряжение будет примерно такое, как хочется. Меряем напряжение вольтметром, если что-подкручиваем регулятор мощности.
Минус в том, что заведомо отсекаем низкие частоты. На первых порах можно на это забить, т.к пока нет конструкций с частотами колебаний ниже 1 Гц (но, возможно, появятся в будущем). У текущей конструкции первая частота в районе 6-7 Гц, вторая - в районе 40 Гц.
Как вам кажется, норм схема? Или я забыл какие-то подводные камни?
Взять усилитель мощности любой с желаемой частотной характеристикой. Скажем, от 1 Гц чтоб работал.
Пусть он выдаёт мощность номинальную P. Считаем, при каком сопротивлении будет напряжение 200 В при этой мощности (типа P=U^2/R*sqrt(2)/2). Берем резистор с сопротивлением, приблизительно равным этому. Подключаем этот резистор параллельно с нашим пьезоэлектриком. Т.к. сопротивление пьезоэлектрика на порядки больше, то общее сопротивление цепи будет приблизительно равно сопротивлению резистора. Соответственно, напряжение будет примерно такое, как хочется. Меряем напряжение вольтметром, если что-подкручиваем регулятор мощности.
Минус в том, что заведомо отсекаем низкие частоты. На первых порах можно на это забить, т.к пока нет конструкций с частотами колебаний ниже 1 Гц (но, возможно, появятся в будущем). У текущей конструкции первая частота в районе 6-7 Гц, вторая - в районе 40 Гц.
Как вам кажется, норм схема? Или я забыл какие-то подводные камни?
Преобразователь постоянного напряжения. На вход жрёт низкое (например, 12В), на выходе даёт высокое (до 260В), обычно требует небольшого обвеса в виде конденсаторов и дросселей.
Для твоих целей надо таких штуки 2 запитать от 2х гальванически развязанных 12-вольтовых источников, получается не очень дёшево, но не 10к. Можно посмотреть и другие преобразователи, но имхо в итоге из-за требования двухполярного питания для двух операционных усилителей потребует гальванической развязки - без трансформатора не обойтись, то есть либо разрабатывать самому блок питания, либо взять дешёвые гальванически развязанные блоки 220V->12V и запитать от них 2 такие микросхемы.
Для твоих целей надо таких штуки 2 запитать от 2х гальванически развязанных 12-вольтовых источников, получается не очень дёшево, но не 10к. Можно посмотреть и другие преобразователи, но имхо в итоге из-за требования двухполярного питания для двух операционных усилителей потребует гальванической развязки - без трансформатора не обойтись, то есть либо разрабатывать самому блок питания, либо взять дешёвые гальванически развязанные блоки 220V->12V и запитать от них 2 такие микросхемы.
Пусть он выдаёт мощность номинальную P.Усилитель выдаёт номинальную мощность только на номинальном сопротивлении нагрузки, при других нагрузках выдаваемая мощность будет меньше, а в некоторых случаях это вообще приведёт к порче усилителя - либо слишком низкое сопротивление нагрузки = короткое замыкание, либо слишком высокое (специфический случай для очень высоких частот) и отражённая электромагнитная волна сжигает выходной каскад усилителя. В твоем случае стоит опасаться только первого варианта, но просто увеличив сопротивление нагрузки усилителя в 100 раз ты не повысишь напряжение на нагрузке в 100 раз.
Для того, что ты хочешь применяют согласующие трансформаторы, как, например, в древних радиоточках, которые низкоомный динамик (8 ом) согласуют с радиосетью, рассчитанной на подключение 3кОмных наушников на 36В. В результате, так как сопротивление "трансформируется" трансформатором в квадратичное число раз по сравнению с напряжением получим sqrt(3000/8) = 19 раз и напряжение на динамике примерно 36/19 = 1.9В.
В твоем случае нужен обратный трансформатор, но, как уже было замечено, для очень низких частот трансформаторы плохо работают.
ну или можно батарею автомобильных аккуммуляторов сделать, выдающих кошерные сколько надо постоянных вольт
теплое ламповое решение не подойдёт?
//нуб в электротехнике
//нуб в электротехнике
А такой усилитель подойдёт? Покритикуйте плз
сейчас на первый план выходит фактор времени - как можно быстрее получить устройство, отвечающее (хотя бы частично) требованиям. Собирать из деталей я, боюсь, уже не успеваю - ключевые компоненты, видимо, нельзя приехать и купить, нужно заказывать и ждать, пока привезут
сейчас на первый план выходит фактор времени - как можно быстрее получить устройство, отвечающее (хотя бы частично) требованиям. Собирать из деталей я, боюсь, уже не успеваю - ключевые компоненты, видимо, нельзя приехать и купить, нужно заказывать и ждать, пока привезут
Из приведённых характеристик совершенно непонятно какая у него нижняя граница по частоте, если там на входе разделительный конденсатор присутствует, то скорее всего не подойдёт, если вход для постоянного тока доступен, то подойдет, по сути ваши 0.1Гц это практически постоянный ток. А вообще похоже на стрельбу из пушки по воробьям, слишком уж мощный и дорогой девайс.
на сайте производителя от 0 пишут, т.е. от DC
http://www.taborelec.com/products_home.asp?prod=prod_wideban...
Из пушки по воробьям - согласен, есть более дешевые специализированные девайсы. Например, http://www.piezodrive.com/products.html, http://www.generalphotonics.com/productOffline.aspx?dept=3&a..., http://www.kineticceramics.com/elec_piezo.html . Но всё упирается в сроки поставки, у меня нет даже недели времени (а фактически остался 1-2 дня), чтобы ждать, пока этот усилитель приедет.
Есть ещё надежда, что тут можно приехать и купить Piezo Driver Card
Вот ещё что нашел, что вроде бы можно приехать и купить:
http://rigol.su/index.php?route=product/product&product_..., datasheet к нему. Хотя выходное напряжение 12 вольт, может ли тут получиться финт с добавлением нагрузки таким образом, чтобы было 200 вольт?
http://www.taborelec.com/products_home.asp?prod=prod_wideban...
Из пушки по воробьям - согласен, есть более дешевые специализированные девайсы. Например, http://www.piezodrive.com/products.html, http://www.generalphotonics.com/productOffline.aspx?dept=3&a..., http://www.kineticceramics.com/elec_piezo.html . Но всё упирается в сроки поставки, у меня нет даже недели времени (а фактически остался 1-2 дня), чтобы ждать, пока этот усилитель приедет.
Есть ещё надежда, что тут можно приехать и купить Piezo Driver Card
Вот ещё что нашел, что вроде бы можно приехать и купить:
http://rigol.su/index.php?route=product/product&product_..., datasheet к нему. Хотя выходное напряжение 12 вольт, может ли тут получиться финт с добавлением нагрузки таким образом, чтобы было 200 вольт?
а что за решение?
у этого девайса кстати размах 300В, а амплитуда всего 150В.
вот это вообще бред. я выше вроде объяснял почему.
только трансформатор.
Хотя выходное напряжение 12 вольт, может ли тут получиться финт с добавлением нагрузки таким образом, чтобы было 200 вольт?
вот это вообще бред. я выше вроде объяснял почему.
только трансформатор.
может имеет смысл поискать другой пьезокристалл, на более меньшее напряжение?
теплое ламповое решение не подойдёт?+много, просто и со вкусом, респект
Основные проблемы: питание, всяческие гальванические развязки возможно понадобятся и т.д. Также на сетку надо подавать минус (иначе получишь искажения), напряжение обычно в пределах 1-2 В, если не ошибаюсь, что удобно - проверь по линейности характеристики лампы.
Единственное - не забудь откалибровать полученный девайс, т.к. у ламп могут отличаться (плюс меняться по мере старения лампы) характеристики.
тех вариантов, на которые я рассчитывал, в наличии не оказалось, только под заказ. Время упущено, заказал в итоге из Австралии готовый девайс.
На пьезокристаллы в принципе можно подавать меньшее напряжение, но тогда они и работать будут менее эффективно. И конструкцию мы практически не раскачаем.
В принципе, все пьезоэлектрические пластины такого класса имеют такой порядок рабочих напряжений, 80 -200 В. Но и времени искать другие тоже нет, приспосабливался к тем пластинам, какие уже были
На пьезокристаллы в принципе можно подавать меньшее напряжение, но тогда они и работать будут менее эффективно. И конструкцию мы практически не раскачаем.
В принципе, все пьезоэлектрические пластины такого класса имеют такой порядок рабочих напряжений, 80 -200 В. Но и времени искать другие тоже нет, приспосабливался к тем пластинам, какие уже были
Оставить комментарий
marina7573
Подскажите пожалуйста, где можно найти следующий девайсЕсть генератор синусоидального сигнала с амплитудой 5В и частотой 0.1 - 1000 Гц. Этот аналоговый сигнал нужно усиливать таким образом, чтобы амплитуда увеличилась до 200 В или выше. При этом частотная характеристика усилителя должна быть плоская в области низких частот.
Усиленный сигнал подаётся на нагрузку с сопротивлением около 1 ГОм. То есть ток ожидается очень маленький.
Какое устройство подойдёт для этой цели? Где его можно найти и сколько примерно оно может стоить?