Подключаю первый виток провода ко входу операционного усилителя. По логике получается, что мы имеем короткозамкнутый вход. Подаем переменное напряжение генератором на рядом расположенный второй виток. В результате взаимоиндукции в первом витке возникает эдс, которую усилитель усиливает. Все правильно по физике. Однако, где "падает" напряжание, которое может достигать больших величин, ведь омическое сопротивление витка ничтожно мало . Подозреваю, что падает на реактивном сопротивлении индуктивности. Но ведь омическое то никуда не делось Оно вроде бы должно шунтировать реактивное? Интерес у меня чисто практический: как правильно согласовать сопротивления витка и усилителя?

Эквивалентная схема такого витка - последовательно соединённые R и L, поэтому активное сопротивление не может шунтировать реактивное.

Верно.


Нарисуйте эквивалентную схему трансформатора и вопрос прояснится.


Также как всегда. Выходное сопротивление источника << входного сопротивления входа.

Herz нарисовал уже . А вот если у меня на витке наводится напряжение с разной частотой в больших пределах (ex. 10Hz ....2 MHz), то величина реактивного сопротивления тоже будет меняться. Как в этом случае делать расчет? По прежнему XLmax<<Rinp? Ну типа чем больше Rinp, тем лучше. А в чем тогда согласования по сопротивлению?

Эквивалентная схема трансформатора T- образная.

А как в этой T- образной эквивалентной схеме трансформатора учтено входное сопртивление операционного усилителя?

Согласовние в такой полосе частот на индуктивности задача не тревиальная, скорее всего вообще не решаемо, вам действительно такой диапазон нужен?

Никак. Это схема замещения трансформатора и ничего более.
В схеме замещения присутствуют приведенные индуктивности и сопротивления рассеивания первичной и вторичной обмотки и индуктивность намагничивания.

Не, не так. Выходное сопротивление источника = входного сопротивления входа. Вот так будет правильно. И в плане отражений, и в плане передачи мощности. В данном конкретном случае - вторичка может быть не виток, а много витков. Сколько - надо считать. А если полоса нужна такая вот - входное сопротивление опера лучше иметь конечное. А по поводу "куда оно девается" - дык, фишка трансформатора в том и заключается, что в первичке наводится противоэдс от вторички. Потоки в сердечнике от первички и вторичек идут навстречу друг другу. На эквивалентной схеме это, конечно, видно, если знать куда смотреть. RTFM, короче...

Да, такой диапазон принимаемого сигнала. Мне его вообщем-то усиливать не требуется. Нужно просто согласовать с дифференциальным драйвером АЦП. По поводу "вообще не решаемо" - это звучит трагично .


Я тоже подозреваю, что при согласовании надо исходить из равенства сопротивлений. Однако здесь реактивное сопротивление катушки меняется с изменением частоты. И как тут быть?
По поводу конкретного расчета индуктивности - это не принципиально. Мне важно понять принцип согласования такого устройства и желательно - формулу расчета.

Сопротивления относятся как квадрат коэффициента передачи транса. Посчитать это просто: сравнить напряжение/ток на выходе и на выходе. 10 герц - ну, можно. Теоретически. Транс большой будет, паразиты тоже большие, 20 МГц отдыхают. Фишка в чем: поток из первички во вторичку компенсируется, тут лишь бы витки влезли, а вот поток намагничивания от первички будет в полный рост как есть. То есть имеем некий дроссель в виде первички на сердечнике с некоторой индуктивностью. К нему приложено напряжение определенной амплитуды и частоты. Если это напряжение на этой индуктивности при этой частоте делает ток, достаточный для насыщения сердечника - транс вылетит по насыщению. Вот откуда понятие витки на вольт, которые зависят только от параметров сердечника и рабочей частоты - нужно обеспечить достаточную величину индуктивности намагничивания. Для ясности - да, индуктивное сопротивление меняется от частоты, но на передачу напряжения трансом это никак не влияет. Лишь бы не насытился.
В нашем случае для нижней границы частоты первичка должна быть огого, и емкость ее будет соответственная, что для верхней частоты не пройдет. Имхо, для такого диапазона транс не катит. Нужно непосредственное согласование, может и усилитель с токовым входом.

У меня нет трансформатора как такового. Есть индуктивный преобразователь на входе. Ну типа металлоискателя по принципу МПП. Для ясности выложу возможные схемы подключения катушки к драйверу АЦП. Драйвер АЦП уже собран и его обвязку менять не желательно, иначе могут сбиться настройки антиалайзингового фильтра (Fсреза>40MHz). Вопрос в том как корректно подключить индуктивность на вход и какая схема более эффективна?

Ну я бы не стал цеплять катушку прямо к драйверу АЦП. Но если применять эту схему, надо выяснить резонансные характеристики вашей катушки, и нагрузить ее на такой резистор, чтобы добротность приблизилась к 1. Иначе Ваш широкополосный сигнал будет состоять в основном из собственных колебаний тока в катушке.
Еще надо для себя решить, что Вам удобнее замерять - напряжение на катушке, или ток через нее. Соответственно, и грузить ее надо будет либо на усилитель с 0 входным сопротивлением, или с большим. Мне кажется, что здесь лучше измерять ток.

Если есть возможность, применяйте "вариант 1 слева". Но проблема будет, скорее всего, не в схемотехнике.

Выбить из реального индуктивного преобразователя диапазон частот от 10 Гц до 1 МГц - это приблизительно как построить автомобиль для диапазона скоростей от 0,01 до 300 км/ч без коробки передач.
На низких частотах будет проблема с омическим сопротивлением индуктивности, на верхних - с ее собственным резонансом.
Реальные индуктивные преобразователи делают на диапазон частот в максимум 2 (от силы 3) декады, а Ваши требования - 5 декад. Возможное решение: разбивание диапазона частот на поддиапазоны и применение минимум двух преобразователей.

Да Вы все правильно говорите. Но еще раз прошу не заморачиваться на том, откуда берутся эти частоты на индуктивном преобразователе. Тут ведь еще и по амплитуде диапазон 140dB . Вопрос в том, как корректно согласовать такой преобразователь с имеющимся драйвером АЦП. Судя по всему нужен буфер. И хотелось бы, чтобы он тоже был однополярным 5В.
По поводу варианта1 слева - дифф.включение - здесь не все так очевидно. Если я его применю в противофазном режиме, то уничтожатся не только синфазные помехи, но сам полезный сигнал, который волею судеб наводится одновременно и синфазно на обоих катушках. Если включить " в фазе", то сигнал и помехи усилятся вдвое. Хотя я может быть чего то не догоняю