Devo limitare un segnale al seguente intervallo: [-0.25V, 0.25V]
. Questo segnale proviene da un resistore di shunt in serie con un carico con impedenza variabile su una rete elettrica 220V
.
Il progetto prevede carichi fino a 1A di picco, ma non posso garantire che questa restrizione venga sempre rispettata. Ma devo garantire che la tensione risultante non superi l'intervallo specificato.
Per dare una piccola garanzia, sto usando uno shunt la cui resistenza equivalente è approssimativamente 0,235 ohm
, che genera una tensione leggermente inferiore al limite quando viene consumato 1A
.
Non posso usare diodi normali perché la sua tensione diretta è troppo alta. Ho provato a utilizzare due diodi Schottky a bassa tensione diretta ( BAT46), ma non ha funzionato nelle mie simulazioni.
Come posso farlo? Ho bisogno di una soluzione che utilizzi componenti semplici, perché dove vivo non hanno una grande varietà di componenti e per acquistare quei componenti su Internet ci vuole più di un mese per arrivare. Ho già questo BAT46 che ho menzionato.
Prima modifica
Ecco il mio schema attuale:
Dove :
-
R_IC
è l'impedenza del pin di ingresso dell'IC, secondo la sua scheda tecnica. -
R_LOAD
è il carico variabile già menzionato. Nella maggior parte dei casi, consumerà meno del picco di1A
, in altre parole, la sua impedenza "media" sarà sempre superiore a311 ohm
. Ma sto cercando di evitare che l'intervallo del pin di ingresso venga superato in possibili picchi (quando il carico è collegato, ad esempio).
Da quando ho posto la domanda ieri sera, ho continuato a cercare alternative. Ho trovato una tensione del circuito di clipping in un libro di Malvino e Bates. La differenza rispetto al mio circuito originale è la presenza del resistore R_C
. Il libro dice che il suo valore dovrebbe essere intorno all'1% del valore di caricamento (che in questo caso è R_IC
).
Devo dire che il risultato della simulazione è migliorato notevolmente con il presenza del R_C
. E credo di aver capito il suo scopo: è "consumare" la differenza di potenziale che supera la soglia che stabiliranno i diodi. Ma ancora il limite stabilito non viene rispettato.
Sono aperto a suggerimenti su come garantire che il limite sia rispettato con meno "tolleranza. " Ma come ho detto, ho bisogno di soluzioni che utilizzino componenti semplici (diodi, transistor, amplificatori operazionali, ecc.).
Seconda modifica
Ora sto offrendo una piccola taglia (in base alla mia bassa reputazione).
Ho cercato altre soluzioni e sono riuscito a montare il seguente circuito:
Ora sto usando diodi "normali" (tensione diretta di circa 0.6V
). Il primo stadio degli amplificatori operazionali consiste nel non interferire con la resistenza equivalente (penso che questo sia ufficialmente noto come "trasformazione dell'impedenza"). Il secondo amplificatore operazionale serve per invertire il bias.
In questo modo posso "rimuovere" la tensione dai diodi e metterli in corto con meno tensione.
Come puoi vedere, questo apparentemente funziona (input a sinistra, output a destra):
Ma quando l'input è sotto la soglia, l'output è leggermente inferiore all'input:
Questo non è un vero problema, ma se posso evitarlo, sarebbe meglio.
Ora ... le domande:
- Prima di tutto, funzionerà?
- Ho usato questo simulatore perché è molto semplice. Ma non ho scelto un opamp. L'unico opamp che conosco è il 741. Quali opamp mi puoi consigliare?
- A proposito dei diodi ... 1N400x serve a questo scopo?
- Come posso fornire un'alimentazione negativa per tutti gli amplificatori operazionali?
- Come posso calibrare meglio i valori dei componenti per avvicinarmi ancora di più alla soglia?