Minimice el ruido en el electroimán usando frecuencias de audio

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Tengo un electroimán (bobina con una inductancia de aproximadamente 500 uH y una resistencia de 0,8 ohmios) que quiero conducir a 4 kHz con aproximadamente 3 amperios de corriente. Quiero lograr esto con el mínimo ruido y potencia en cualquier frecuencia que no sea 4 kHz.

Estoy usando un generador de forma de onda (Stanford Research Systems DS345) para generar una onda sinusoidal de 4 kHz (señal no balanceada), que luego se envía a un amplificador de audio (Crown xls 402). La salida del amplificador es una señal balanceada conectada a la bobina. En paralelo con la bobina, tengo dos diodos Zener para el retorno para evitar dañar el amplificador en caso de un fallo de alimentación.

Para minimizar el ruido proveniente del generador de forma de onda o del amplificador, ¿cuál de los siguientes es óptimo? Las frecuencias de ruido más importantes que debo minimizar son las de frecuencias bajas (< 4kHz y en particular las de menos de 200 Hz) y las de más de 4 MHz.

(i) Maximice el voltaje proveniente del generador de forma de onda (10 V pico a pico). Luego configure la ganancia en el amplificador para obtener la corriente de salida deseada

(ii) Establezca la ganancia en el amplificador al máximo, y luego configure la amplitud de la forma de onda para obtener la corriente de salida deseada

(iii) Algo más enteramente

    
pregunta Joe

2 respuestas

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Puede que te esté faltando un truco aquí. Prueba la serie haciendo resonar el inductor con un condensador de exactamente 3,18 uF. Con la bobina 500uH (y la resistencia en serie de 0,8 ohmios), obtendrá un aumento de voltaje en la bobina de aproximadamente 15: 1.

En otras palabras, aplica una onda sinusoidal de 1 V RMS a 4 kHz y obtiene una onda sinusoidal de 15 V RMS a través de la bobina. También hay otro beneficio: es un filtro bastante estrecho y rechaza la distorsión / ruido del amplificador que lo impulsa. Su amplificador debe poder manejar una pequeña resistencia de carga porque ahora toda la carga que verá el amplificador es la pérdida en el inductor, es decir, los 0,8 ohmios, pero si la carga mínima del amplificador es de 2 ohmios, inserte 1,2 ohms adicionales en serie. la ampliación solo será de unos 6.3 ahora, pero aún así será bastante razonable.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

La frecuencia de resonancia es \ $ \ dfrac {1} {2 \ pi \ sqrt {LC}} = \ dfrac {1} {2 \ pi \ sqrt {500 \ mu \ cdot 3.18 \ mu}} = 3991.4 Hz. \ $

    
respondido por el Andy aka
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En general, en igualdad de condiciones, la primera etapa de amplificación domina la figura del ruido, por lo que primero intentaría maximizar la ganancia del generador de señales y reducir la ganancia del amplificador de potencia y ver si eso mejora las cosas.

Si va a utilizar una ruta de señal analógica, en lugar de la digital mencionada anteriormente, experimentaría con el uso del amplificador de potencia como fuente de corriente de frecuencia selectiva y la conducción de la bobina con una corriente en lugar de una tensión. Intente colocar una derivación de corriente en serie con la bobina y hacer funcionar el voltaje desarrollado a través de un ecualizador gráfico con una muesca profunda a 4 kHz. Luego, envíe esto a la cadena lateral de un compresor de audio conectado en serie con el generador de señal y experimente con las configuraciones de ataque y liberación, para ver si esto ayuda a eliminar los armónicos de la línea de alimentación.

    
respondido por el Bitrex

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