Hur väljer jag trafo?

Övriga diskussioner relaterade till komponenter. Exempelvis radiorör, A/D, kontaktdon eller sensorer.
ghu
Inlägg: 701
Blev medlem: 6 juni 2010, 14:28:18

Re: Hur väljer jag trafo?

Inlägg av ghu »

ronnylov skrev: Maximal uteffekt får man om lastimpedansen är lika stor som utimpedansen.
Detta är nästan aldrig sant för normala förstärkare. Utimpedansen är en småsignalparameter för förstärkaren som man inte kan använda vid stora strömmar.
För det mesta är det förstärkarens max strömdrivförmåga (Inte utimpedans) som bestämmer vid vilken lastimpedans man får maxeffekt.
De flesta effektförstärkare har utimpedans vid låga frekvenser som är < 0.1 ohm. Jag kan lova att ingen av dessa ger max uteffekt då lastimpedansen=utimpedansen.
Man kan göra lite experiment med en operationsförstärkare för att inse detta.

Ta en vanlig OP och koppla som en spänningsföljare. Utimpedansen blir mycket låg, <0.1ohm, vid låga frekvenser. Variera lastimpedansen och bestäm max uteffekt och tillhörande lastimpedans vid låga frekvenser.

Koppla nu ett 4.7 kohms motstånd på OP:ns utgång, fast inom återkopplingsslingan. Utimpedansen från förstärkaren ökar något men blir fortfarande <0.1 ohm vid låga frekvenser på grund av den kraftiga motkopplingen. Gör om experimentet ovan och sök max uteffekt och lastimpedans när det inträffar. Resultatet blir ett helt annat eller?

4.7 kohms motståndet gör att OP:ns maximala strömdrivningsförmåga minskar betydligt men utgångsimpedansen hos förstärkaren kommer fortfarande att vara låg på grund av motkopplingen.
tokfan
Inlägg: 694
Blev medlem: 10 juni 2010, 14:05:13

Re: Hur väljer jag trafo?

Inlägg av tokfan »

Riktigt bra svar!
Var beredd på en riktig känga för jag visste inte riktigt hur jag skulle skriva frågan.
tackar
ronnylov
Inlägg: 987
Blev medlem: 23 februari 2012, 12:06:19
Ort: Borås

Re: Hur väljer jag trafo?

Inlägg av ronnylov »

ghu skrev:
ronnylov skrev: Maximal uteffekt får man om lastimpedansen är lika stor som utimpedansen.
Detta är nästan aldrig sant för normala förstärkare. Utimpedansen är en småsignalparameter för förstärkaren som man inte kan använda vid stora strömmar.
För det mesta är det förstärkarens max strömdrivförmåga (Inte utimpedans) som bestämmer vid vilken lastimpedans man får maxeffekt.
De flesta effektförstärkare har utimpedans vid låga frekvenser som är < 0.1 ohm. Jag kan lova att ingen av dessa ger max uteffekt då lastimpedansen=utimpedansen.
Man kan göra lite experiment med en operationsförstärkare för att inse detta.

Ta en vanlig OP och koppla som en spänningsföljare. Utimpedansen blir mycket låg, <0.1ohm, vid låga frekvenser. Variera lastimpedansen och bestäm max uteffekt och tillhörande lastimpedans vid låga frekvenser.

Koppla nu ett 4.7 kohms motstånd på OP:ns utgång, fast inom återkopplingsslingan. Utimpedansen från förstärkaren ökar något men blir fortfarande <0.1 ohm vid låga frekvenser på grund av den kraftiga motkopplingen. Gör om experimentet ovan och sök max uteffekt och lastimpedans när det inträffar. Resultatet blir ett helt annat eller?

4.7 kohms motståndet gör att OP:ns maximala strömdrivningsförmåga minskar betydligt men utgångsimpedansen hos förstärkaren kommer fortfarande att vara låg på grund av motkopplingen.
Rent teoretiskt om spänningskällan är konstant och det sitter en inre impedans i serie med den ideala spänningskällan och sedan en last på utgången så blir den maximala effekten när lastimpedansen är lika stor som serieimpedansen (man kommer inte ifrån Ohms lag). Men visst om det sitter återkopplingar som reglerar utspänningen beroende på last och skyddskretsar som slår ifrån innan lastimpedansen hunnit bli lika låg som utimpedansen så är det väl någon annan modell man får tillämpa för att klura ut vilken last som ger max uteffekt...

Då hade jag fel igen då som vanligt...

Men funkar "normala förstärkare" som OP-förstärkare? Jag trodde OP-förstärkare var mer använda som småsignalförstärkare.
Nerre
Inlägg: 27210
Blev medlem: 19 maj 2008, 07:51:04
Ort: Upplands väsby

Re: Hur väljer jag trafo?

Inlägg av Nerre »

Den "andra modellen" är enkel: Högst utspänning ger högst effekt. P = U^2/R

Och den gäller så länge förstärkaren arbetar inom sitt arbetsområde. När förstärkaren inte arbetar inom sitt arbetsområde så kommer den inte längre att vara en förstärkare (eftersom utspänningen inte längre är proportionell mot inspänningen).

Skillnaden mellan en OP-stärkare och en effektförstärkare är att den senare kan lämna högre effekt.

I princip kan du väl bygga en effektförstärkare av en OP och två effekttransistorer. OP:n (med återkoppling) står för förstärkningen och transistorerna "buffrar" och tar hand om den höga strömmen.
Ett exempel: http://sound.westhost.com/project76.htm
ghu
Inlägg: 701
Blev medlem: 6 juni 2010, 14:28:18

Re: Hur väljer jag trafo?

Inlägg av ghu »

ronnylov skrev: Rent teoretiskt om spänningskällan är konstant och det sitter en inre impedans i serie med den ideala spänningskällan och sedan en last på utgången så blir den maximala effekten när lastimpedansen är lika stor som serieimpedansen (man kommer inte ifrån Ohms lag). Men visst om det sitter återkopplingar som reglerar utspänningen beroende på last och skyddskretsar som slår ifrån innan lastimpedansen hunnit bli lika låg som utimpedansen så är det väl någon annan modell man får tillämpa för att klura ut vilken last som ger max uteffekt...
Då hade jag fel igen då som vanligt...
Men funkar "normala förstärkare" som OP-förstärkare? Jag trodde OP-förstärkare var mer använda som småsignalförstärkare.
Effektanpassning är en av de mest missförstådda principerna inom elektroniken.
Problemet är att modellen för förstärkaren med en spänningskälla i serie med en inre impedans är en småsignalmodell som inte säger något om beteendet vid stora utspänningar/utströmmar (Där krävs "storsignalmodell"). Utimpedansen talar bara om hur mycket utspänningen sjunker då vi belastar förstärkare inte hur stor max utspänningen är. Detta har inget med motkoppling att göra.

Man kan studera detta på annat sätt än med motkopplade OP-förstärkare.
Konstruera ett komplementärt slutsteg som en CMOS-inverterare m h a en P-kanal och en N-kanalstransistor utan motkoppling. D v s drain på respektive transistor ska sitta ihop på utgången och Gate på resp transistor ska sitta ihop på ingången. Detta steg har en utimpedans på säkerligen flera kohm men max uteffekt erhålls då lastresistansen är i storleksordningen rdson för MOSFET-transistorerna.

Ett annat exempel är en OTA (Operational Transconductance amplifier) typ LM3080. Kretsen har en utimpedans på 1 Mohm (Vid Bias ström på 1mA) men detta har inget med vid vilken belastningsimpedans som max uteffekt inträffar. Det enda detta säger är att utspänningen halveras då man kopplar in en belastning på 1 Mohm

Det är alltså förstärkarens interna uppträdande vid "stora signaler" som bestämmer vid vilken lastresistans som max uteffekt inträffar inte småsignalparametern utimpedans.
Skriv svar