Preguntas sobre el circuito de la bobina Tx del detector de metales

El siguiente circuito es la bobina de transmisión de un detector de metales IB. Reconozco la mayor parte de esto: un amplificador operacional astable con una etapa de salida push-pull CE que conduce un circuito resonante. Pero, tengo preguntas.

ingrese la descripción de la imagen aquí

La frecuencia del tanque es de unos 27 KHz, que supongo que es la frecuencia fundamental del astable. Entiendo la fórmula general de frecuencia astable, pero me resulta difícil calcular la fracción de retroalimentación positiva en este caso. ¿Cómo calcular la fracción de retroalimentación?

Mi otra pregunta se relaciona con los condensadores C1 y C2. Parecen actuar como una bomba de carga, bombeando la señal de entrada con polarización central hacia arriba (y hacia abajo) a cualquiera de los rieles. Mi sensación es que hace que el par push-pull sea más eficiente al apagar uno u otro de los transistores, pero no estoy seguro. ¿Alguien puede arrojar algo de luz?

Por cierto, aquí está el documento original del proyecto (para el contexto) Detector de metales Buccaneer .

Respuestas (2)

La frecuencia del tanque es de unos 27 KHz, que supongo que es la frecuencia fundamental del astable.

No, el amplificador operacional no actúa como un multivibrador astable; el condensador de 100 nF alimentado desde R5 (100 kohm) está ahí para polarizar automáticamente el amplificador operacional para que produzca una onda cuadrada bastante decente de 50:50. Los 100 kohm y 100 nF proporcionan un corte a unos 16 Hz, por lo que están muy por debajo de la frecuencia de funcionamiento del tanque.

La etapa de salida del transistor está invirtiendo (colectores en el punto de salida que alimentan el tanque) y esto significa que la señal de onda sinusoidal del tanque se convierte en una onda cuadrada por el amplificador operacional y los transistores fuerzan al tanque en la dirección opuesta. Esto provoca una oscilación sostenida.

Su opinión sobre la forma en que se manejan los transistores de salida parece correcta: es solo una forma de ahorrar unos pocos mA y prolongar la vida útil de la batería.

Bien, si lo entiendo correctamente (y en el mejor de los casos es inestable), el tanque está impulsando el amplificador operacional. Calculo que la frecuencia de resonancia del tanque es ~213kHz y, curiosamente, si la divido por 10 (22n/220n), obtengo la respuesta. Pero, eso es solo conjetura.
Dividir la frecuencia por diez solo porque la relación C es diez no tiene sentido. ¿Qué te hace pensar que el tanque funciona a 213 kHz? ¿Conoces la inductancia de las bobinas de bucanero?
@Andyaka - ¿Qué crees que es L1?
El tanque f de 27 khz proviene de la simulación de especias y, aunque un poco alto, es un estadio de béisbol de los 20 khz citados en el documento del proyecto. El documento no da una inductancia de bobina, así que puse 100uH allí para resolver las cosas. Me gustaría averiguar cómo se producen los 27 kHz y, gracias a su respuesta, no estoy ladrando al árbol equivocado.
Es casi seguro que esté más cerca del rango de mH para un detector de metales de este tipo. @WhatRoughBeast: no serán 100 uH, eso fue solo una estimación del OP, por eso pregunté.
Finalmente lo entendí todo (caminata larga, muchas miradas vacías). En realidad, la parte realmente inteligente de este circuito es el bit NFB autopolarizado. Intenté sesgar con un divisor simple y, claramente, eso no funciona, por lo que es un truco ingenioso.
sí, mantener el mismo espacio de marca en esto lo hace más eficiente energéticamente.

La fracción de retroalimentación no es un concepto particularmente útil en este caso. Dado que la impedancia de C6 (0,1 uF) será bastante baja en frecuencias de kHz (160 ohmios a 10 kHz), la ganancia del amplificador operacional será muy alta en CA, mientras que esencialmente 1 en CC. Esto produce la salida de onda cuadrada (aproximadamente) que impulsa el tanque. Siempre que vea osciladores emitiendo ondas cuadradas, sabrá que el amplificador no está funcionando como un amplificador lineal clásico.

El diagrama del circuito también es confuso al mostrar que la bobina del tanque tiene una inductancia de 100 uH. Para la especificación de bobina en el enlace, la inductancia estará cerca de 2300 uH. Combinado con C3 y C4 da una frecuencia de tanque nominal en la vecindad de 22 kHz. Eh, lo suficientemente cerca para el trabajo del gobierno.

Mmm. ¿Tengo algunas dificultades para calcular la cifra de 22 khz a la que has llegado usando 1/sqrt (LC)? Además, lo que es realmente extraño (considerando la respuesta de Andy) es que cambiar L1 de 100uH a 2300uH produce 27khz y 22khz respectivamente. ¿Esperaría una mayor diferencia f si el circuito resonante controlara la frecuencia? ¿Qué me estoy perdiendo?
@ Buck8pe: debe tener en cuenta AMBOS C3 y C4. Y la cifra de 2300 uH es para una bobina ideal descargada. Intente usar 1500 uH en su lugar. Luego puede usar C4 como recortador, si la frecuencia es importante, y en este caso no lo es.
Dah, error de cálculo! 23khz es, gracias.
Preguntas sobre el circuito de la bobina Tx del detector de metales
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v