Quelqu'un peut-il m'expliquer ce circuit de pilotage équilibré?

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Je cherche à générer un signal différentiel pour contrôler les galvos d'un projecteur laser, et si je comprends bien, il doit être de + 5V / -5V (10Vpp). J'ai trouvé ce circuit pour une harpe laser, mais je suis confus quant à ce que fait cette conception à double opamp spécifique. Il semble que ce soit une paire d'amplificateurs inverseurs et non inverseurs avec un gain de 1, mais ils sont alimentés l'un dans l'autre. Voici une photo:

entrez la description de l'image ici

L'original se trouve ici .

Je suis curieux de savoir si quelqu'un pourrait me dire comment il s'appelle, ou comment cela fonctionne, car j'ai regardé de nombreux `` exemples de circuits '' et je n'ai rien trouvé qui lui ressemble.

operational-amplifier circuit-analysis differential

— Dave Van den Eynde
source

Voir la mise à jour de ma réponse pour un lien, avec analyse, vers essentiellement le même circuit.

— Alfred Centauri

Je trouve beaucoup plus d'informations sur Google lorsque je recherche un «pilote équilibré».

— Dave Van den Eynde

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Necro commente, ici, c'est une implémentation discrète des internes documentés d'un Ti DRV134. Il est peu probable qu'il soit équilibré à moins qu'il ne soit coupé comme le circuit intégré. J'ai fait celui-ci avec 1% de composants et la sortie est -3 +5, mais au moins avec précision déphasée.

— mianos

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Le moyen le plus simple devrait être de me demander directement sur mon site laserharp;) je suis le concepteur de ce schéma. C'est un étage de sortie avec un pilote de sortie symétrique / asymétrique. s'il n'est pas utilisé comme symétrique, vous devez connecter la sortie négative à la masse pour obtenir un signal asymétrique complet. Cela est expliqué dans le manuel d'utilisation de la harpe laser. "Câblage ILDA"

— franck
source

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En regardant l'ampli op le plus haut et en ignorant les résistances de $100 \Omega$ , écrivez par inspection:

v_{X +} = v_{O U T X} + v_{X -}

$v_{X+} = v_{OUTX} + v_{X-}$

Pour l'ampli op le plus bas, écrivez

v_{X -} = v_{X +} - v_{O U T X}

$v_{X-} = v_{X+} - v_{OUTX}$

Donc,

v_{X +} - v_{X -} = v_{O U T X}

$v_{X+} - v_{X-} = v_{OUTX}$

Ainsi, ce circuit convertit un signal d'entrée asymétrique, $v_{OUTX}$ en un signal de sortie symétrique; c'est un transformateur 1: 1 actif.

$v_{OD} = (v_{X+} - v_{X-}) = v_{OUTX}$ $v_{X+}$ $v_{X-}$

Par exemple, en remplaçant la 2e équation par les premiers rendements

v_{X +} = v_{X +}

$v_{X+} = v_{X+}$

et de même

v_{X -} = v_{X -}

$v_{X-} = v_{X-}$

Donc, en fait, la tension de sortie de la tension de sortie en mode commun

v_{O C M} = \frac{v_{X +} + v_{X -}}{2} = ?

$v_{OCM} = \frac{v_{X+} + v_{X-}}{2} = ?$

n'est pas déterminé sans une équation supplémentaire (contrainte de circuit).

Mise à jour: Je sais que j'ai déjà vu et analysé ce type de circuit mais je n'ai pas encore trouvé mes notes dessus.

Cependant, j'ai trouvé cet article sur le site Elliot Sound Products pour un " pilote de ligne équilibrée avec sortie flottante " qui semble être essentiellement le même circuit, sauf avec une entrée symétrique plutôt qu'une entrée asymétrique.

entrez la description de l'image ici

L'amplificateur entier, tel qu'il est dimensionné ici, a un gain de 1. La même quantité de tension aux bornes d'entrée apparaît aux bornes de sortie. Cela reste vrai si une borne de sortie est alimentée par des sorties couplées par transformateur de type tension (à condition que les deux tensions de sortie restent dans la zone de tension d'alimentation bien sûr).

— Alfred Centauri
source

Il m'est venu à l'esprit la nuit dernière, alors que je réfléchissais à cela, était que l'idée d'avoir à nouveau le même signal en mémoire tampon semblait ridicule (l'entrée provient d'un autre ampli op qui convertit 0..2048mV en -10 .. + 10V) mais ensuite cela m'a frappé: les deux sorties doivent être en parfait équilibre et phase, et avoir un ampli op sur un signal mais pas sur l'autre entraînerait un (petit) retard de signal. Pour les applications audio, cela serait plus critique que pour le positionnement d'un miroir laser, mais quand même. Si le designer y a pris de l'inspiration, cela a du sens.

— Dave Van den Eynde

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Ce circuit présente deux caractéristiques intéressantes. Le plus important est la sortie différentielle "flottante" (dans certaines limites). La seconde est l'impédance de sortie 100R. Je doute que les miroirs laser importent, mais je m'attends à ce que ce soit un circuit de sortie standard en audio pro.

— Spehro Pefhany

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La source d'origine est AFAIK, l'analyseur audio HP 8903. C'est l'un des "circuits clés" publiés par les ingénieurs HP dans le HP Journal (août 1980, "Floating a Source Output, de George D. Pontis).

— dom0

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Au début, je pensais que le circuit était une pompe différentielle Howland Current.

Similaire à celui-ci ici .

entrez la description de l'image ici

J'ai pensé que peut-être le couplage croisé fait que les sources de courant partagent la tension disponible.

Mais j'ai fait une simulation car l'analyse n'a pas indiqué que c'était possible ..

Sans charge, la sortie (-) est une masse virtuelle et la sortie (+) est égale à la tension d'entrée, ce qui n'est pas très excitant.

Avec une charge de 1000 ohms, la tension différentielle est de 90% de la tension d'entrée (ce qui implique une impédance de sortie de 100 ohms) mais la sortie (-) suit l'entrée d'environ + 4%.

Avec une charge de 100 ohms, les formes d'onde ressemblent à ceci:

Vert: tension d'entrée
Violet: sortie +
Rouge: sortie -
Jaune: tension de sortie différentielle

entrez la description de l'image ici

Je suis un peu perdu pour comprendre l'utilité de cette fonctionnalité si elle alimente directement les bobines.

Éditer:

Comme Alfred l'a souligné, le circuit devrait avoir une impédance de sortie élevée par rapport au commun, et comme je l'ai dit, l'impédance de sortie différentielle est faible et adaptée à une paire torsadée. Ce serait donc un pilote approprié pour une sortie symétrique alimentant une paire torsadée, allant vers un récepteur qui pourrait avoir un potentiel de masse différent (de quelques volts) de l'émetteur. Très agréable.

Voici un tracé de l'impédance de mode commun mesurée en appliquant un signal de 1 VCA au centre d'une résistance de charge divisée de 100 ohms et en balayant de 0,1 Hz à 10 MHz.

entrez la description de l'image ici

Comme vous pouvez le voir, il est de 10K pour les basses fréquences, passant à environ 2,2 kHz et tombant à 150 ohms environ aux hautes fréquences. Parfait pour les situations où il y a une tension de fréquence secteur entre les masses, pas si grande pour les fréquences plus élevées.

— Spehro Pefhany
source

Il me semble que les sorties inversées reviennent aux entrées positives, comme dans un "véritable ampli op différentiel", où la sortie négative alimente l'entrée positive et la sortie positive alimente l'entrée négative, mais implémentée avec deux op asymétriques amplis.

— Scott Seidman

@ScottSeidman Ce n'est pas très différentiel. Voir simulation.

— Spehro Pefhany

Seule la tension de sortie différentielle est bien définie pour ce circuit, les tensions de sortie asymétriques ne sont pas sans contraintes de circuit supplémentaires.

— Alfred Centauri

Donc, vous vous attendez à ce que les sorties aient une impédance élevée en mode commun par rapport à la masse. Cela a du sens si la sortie est envoyée à un circuit amplificateur séparé.

— Spehro Pefhany

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J'aime bien l'explication post-édition.

— gwideman

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En regardant le schéma que vous avez lié, cette configuration d'amplificateur opérationnel est évidemment utilisée pour piloter des sorties qui font partie de l'interface ILDA standard vers des projecteurs laser (comme vous l'avez fait allusion).

http://www.laserist.org/StandardsDocs/ISP05-finaldraft.pdf

La tâche principale consiste donc à créer un signal différentiel à partir d'un seul signal.

Un signal différentiel est généralement utilisé pour délivrer un signal analogique dans un environnement sensible au bruit, comme le montre le laser. Tout bruit affectera à la fois la copie positive et négative du signal à peu près également, et lorsque le récepteur récupère le signal en soustrayant l'un de l'autre, le bruit est soustrait.

Les résistances R45 et R52 créent une certaine protection pour les amplificateurs opérationnels au cas où les sorties sont court-circuitées, et peut-être une certaine impédance correspondant au câble, bien que je ne sois pas sûr de la nécessité de cela dans cette application (je ne connais pas les fréquences impliquées).

Mais qu'en est-il des R48 et R49, et de la rétroaction apparente qu'ils fournissent à l'amplificateur "opposé"? Je pense qu'ils pourraient implémenter une compensation pour l'atténuation introduite par R45 et R52, utile si les impédances d'entrée du récepteur ne sont pas équilibrées.

— gwideman
source

Je le sais, car j'essaye d'accomplir la même chose. Je voulais juste comprendre ce que fait ce diagramme afin de comprendre comment construire m propre.

— Dave Van den Eynde