• Объявления

    • admin

      Анонсы постов вашего блога в группах паяльника   04.09.2016

      Самые интересные посты будут анонсироваться в группах VK и FaceBook. Охват одного поста составляет несколько тысяч человек. Пример анонса записи про книгу Sprint Layout: в группе VK, в группе Facebook.  Поэтому если вы считаете, что ваш пост будет интересен аудитории, то не стесняйтесь - пишите, сделаем пост!
    • admin

      Просьба всем принять участие!   24.11.2017

      На форуме разыгрывается спектроанализатор Arinst SSA-TG LC (цена 18500 руб). Просьба всем перейти по ссылке ниже и принять участие!

Falconist. Мемуары

  • записей
    28
  • комментариев
    719
  • просмотра
    15 252

Об этом блоге

Поскольку жизнь помаленьку движется к своему логическому завершению (старческий маразм), а опыт за долгие годы поднакопился немалый, жалко его бездарно хоронить. Поэтому в данном блоге буду выкладывать как свои разработки, бессистемно рассыпанные по множеству тем разных форумов (поэтому возможны повторы), так и случаи из жизни, не нашедшие пока отражения. А также "размышлизмы" по вопросам, не связанным с электроникой, но IMHO достойные того, чтобы тоже не пропали втуне.


 

Записи в этом блоге

Falconist

1. Знаешь, что ничего не знаешь. И это действительно так.

2. Уверен, что знаешь всё и "держишь Бога за бороду". Еще называется "звездная болезнь".

3. Понимаешь, что действительно ничего не знаешь.

4. Убедился, что ничего таки не знаешь, но УЧИТЬСЯ, ОКАЗЫВАЕТСЯ, БОЛЬШЕ НЕ У КОГО!..


 

Falconist

Время от времени на форуме периодически возникают подобные темы. Ну, то, что "юные дарования" не пользуются поиском по форуму - это их горе, но схема, в принципе, мною была разработана, неоднократно повторена как мною, так и другими. В данном посте хотелось бы обобщить различные варианты ее построения и закрыть этот вопрос на обозримое будущее.

Итак. Условия: На входе появляется какой-то сигнал. Это может быть аудиосигнал или постоянное напряжение - неважно. Схема должна в момент его появления/исчезновения включить/выключить исполнительное устройство и удержать его в этом состоянии какое-то время. Для решения подобной задачи существует специализированная микросхема M51957/M51958. Её внутренняя структура из даташита:

M51957.gif

Как видно их принципиальной схемы, M51957 формирует высокий выходной уровень при превышении входным сигналом фиксированного порога срабатывания, а M51958 - соответственно, низкий. К сожалению, эти микросхемы уже давно устарели и найти их весьма сложно. Кроме того, уровень срабатывания задается внутренним источником опорного напряжения = 1,2 В, что требует применения предусилителя при работе с низкоуровневыми входными сигналами (например, аудио по уровню минус 10...20 Дб). Да и выходной вытекающий ток у них всего 25 мкА. Некомильфо, однако.

Поэтому внутренняя структура была повторена на широко распространенном сдвоенном компараторе LM393 с небольшой обвязкой. Рассмотрим подробно один из вариантов построения схемы для задачи включения светодиода при появлении звукового сигнала.

Индикатор LM393.GIF

Для начала следует отметить, что выход компаратора LM393, в отличие от ОУ (имеющих полноценный двухтактный выходной каскад), выполнен с открытым коллектором.

LM393.GIF

Поэтому он может только принимать ток (втекающий) от шины питания на общую. Без нагрузочного резистора, подключенного между выходом и шиной питания, на выходе будет напряжение, близкое к нулевому, независимо от состояния входов. Вытекающего тока на общую шину он обеспечить не способен в принципе!!! Входные каскады выполнены на p-n-p транзисторах и способны работать не только от уровня потенциала общей шины, но даже "минусовее" её на 0,3 В. При наличии выходного резистора ничего плохого со входами не случится и при превышении этого значения, т.к. всего-навсего откроется в прямом направлении коллекторный переход входного транзистора, ток которого будет ограничен этим самым входным резистором.

Итак, первый каскад представляет собой обычный компаратор DA1.2, на инвертирующий вход которого подано небольшое опорное напряжение, заведомо ниже предполагаемого уровня входного сигнала. В случае аудиосигнала оно может составлять 30...50 мВ. Можно и меньше. Минимальный уровень этого опорного напряжение определяется уровнем шумов на входе и должен их превышать. На неинвертирующий вход поступает входной сигнал. Поскольку он стерео, то на входе стоит примитивный микшер из резисторов R1R2, суммирующий сигналы правого и левого каналов. Если предполагается моно-сигнал, один из резисторов можно исключить. На "всякий пожарный" сигнальный вход зашунтирован германиевым диодом VD1, предотвращающим появление на нем отрицательного напряжения более -0,3 В. Гистерезис в данном каскаде не предусмотрен специально, поскольку нужно обеспечить его высокую чувствительность к изменениям входного сигнала.

В отсутствие входного сигнала потенциал инвертирующего входа больше, чем неинвертирующего и на выходе - низкий уровень. Выходной транзистор компаратора шунтирует базо-эмиттерный переход транзистора VT1 и на его коллекторе - высокий уровень. Времязадающий конденсатор С2 заряжается через резистор R7 до уровня, превышающего второе опорное напряжение, сформированного делителем R8R9, поступающего на инвертирующий вход второго компаратора DA1.1. Между его выходом и неинвертирующим входом включен резистор R10, обеспечивающий гистерезис переключения данного каскада. Выход подтянут резистором R11 к шине питания и на нем присутствует низкий уровень сигнала. Такой вариант можно использовать, если предусматривается управление электромагнитным реле. При этом схема дополняется выходным ключевым транзистором, подключенным аналогично аналогично VT1. При низком уровне выходного сигнала компаратора DA1.1 его базо-эмиттерный переход будет шунтироваться выходным транзистором компаратора, а сам дополнительный выходной транзистор - заперт и реле обесточено.

Если нужно, чтобы выходной сигнал в отсутствие входного имел высокий уровень, входы второго компаратора DA1.1 нужно поменять местами. Такой вариант применяется для световой индикации появления сигнала. Тогда последовательно с резистором R11 включается светодиод, который не будет светиться, пока не появится входной сигнал.

Дроссель L1 и конденсаторы C3C4 образуют фильтр по питанию. Собственно, дроссель является опциональным (необязательным) элементом и его можно исключить. Но лучше оставить, если ток потребления реле будет достаточно большим, а источник питания этой схемы - маломощным.

При появлении входного сигнала первый компаратор DA1.2 будет срабатывать всякий раз, как его уровень превысит уровень первого опорного напряжения. На его выходе при этом периодически будет появится высокий уровень, транзистор VT1 будет открываться и разряжать конденсатор C2. На выходе второго компаратора DA1.1 появится высокий синал, также открывающий дополнительный выходной транзистор (не показан). Реле сработает. Собственно, всё это показано на эпюрах под схемой. В таком состоянии схема будет находиться всё время, пока входной сигнал не пропадет и вновь не зарядится конденсатор С2 до уровня, превышающего второе опорное напряжение. При данном соотношении R7C2 это время составляет около 5...10 с (зависит от тока утечки конденсатора С2 и значения второго опорного напряжения).

Устройство световой индикации аудиосигнала

Индикатор.GIF

выполнено на печатной плате.

Сигнализатор-PCB.GIF

Красным обведены дорожки, подведенные к обеим входам второго компаратора. Ненужные следует пересечь. "Ненужность" определяется необходимым уровнем выходного сигнала, который следует получить. Дополнительного ключевого транзистора и реле на плате нет, их нужно доразвести. Переключатель SA1 обеспечивает два времени задержки отключения: около 5 с для настройки (при разомкнутом переключателе) и около 30 с (при замкнутом) - для штатной работы.

Гистерезис во второй компаратор не введен, т.к. он обеспечивается за счет небольшой просадки питающего напряжения при зажигании светодиода.

Общий вид готовых устройств.

Начинка.JPG

Питается оно от китайского зарядника для мобилок.

Комплект.JPG

Что осталось непонятно - спрашивайте.


 

Индикатор.lay

Falconist

Управление светодиодами

Уже 100500 раз говорено-переговорено об этом вопросе и всё равно постоянно возникают тупейшие темы по управлению светодиодами. "Юные дарования" почему-то считают, что раз светится - значит, это "лампа" накаливания. Уже и FAQов куча понаписано, и в Интернете море информации - а воз и ныне там...

Повторяю 100501-й раз: СВЕТОДИОДЫ - НЕ ЛАМПОЧКИ!!!!! и требуют к себе совершенно иного подхода.

Для начала давайте повторим, в общем-то, известные сведения о лампах накаливания. Их спираль, выполненная из тугоплавкого вольфрама, представляет собой чисто омическое сопротивление. По закону дедушки Ома (I = U / R) сила тока, проходящего через спираль, прямо пропорциональна приложенному к ней напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению спирали. Поскольку у вольфрама температурный коэффициент сопротивления достаточно велик, то при раскаливании (свечении) спирали, ее сопротивление существенно (не менее, чем в десяток раз) увеличивается. В итоге зависимость тока, протекающего через спираль от приложенного к ней напряжения нелинейна. Это позволяет питать лампы, расчитанные, скажем, на 220 В, и 240 вольтами, не особо беспокоясь за их "здоровье". Тем более, что такие колебания напряжения (+\- 10%) считаются допустимыми для сети 220 В. Кстати, в сети бывают единичные всплески напряжения (от молний и других причин), намного больше указанных 10%. Иногда от них лампы перегорают, но в большей части случаев остаются "живыми").

ВАХ ЛН.gif

Зачем я всё это расписываю - будет изложено позже. Теперь о вольт-амперной характеристике (ВАХ) светодиодов. На рисунке представлена ВАХ красного светодиода.

ВАХ LED.png

Для светодиодов другого цвета она будет точно такой же, только сдвинутой вправо.

ВАХ разноцветных LED.png

А теперь сравните ее с ВАХ стабилитрона. Только нужно учесть, что "рабочим" диапазоном для стабилитрона является область обратной ветви (расположенной в левом нижнем квадранте графика).

ВАХ стабилитрона.jpg

Иными словами, ВАХ светодиода (СветоИзлучающего диода = СИД или по английски Light Emitting Diode = LED) практически повторяет ВАХ стабилитрона. Разве что имеет немного больший наклон. Получается, что если прикладывать к СИД (в данном случае - красному) какое-то напряжение, то до значения 1,7...1,8 В он светиться вообще не будет. При увеличении его до 2 В яркость свечения будет номинальной (при номинальном токе = 20 мА). А при увеличении его всего-навсего еще на 0,05 В он тупо сгорит, т.к. ток превысит максимально допустимый. А это составляет ВСЕГО ЛИШЬ 2,5%!!! Кроме того, данный график является усредненным. Для каждого конкретного СИД он может сдвигаться вправо или влево по оси "Х" (напряжений). Т.е., если задать на СИД напряжение 2 В, то одни при нем будут светиться "вполнакала", а другие - могут и сгореть вследствие превышения через них допустимого тока. "Дядюшки Ляо", соединяя СИД в своих дешевых фонариках параллельно, просто ставят их из одной партии, поэтому и параметры ВАХ для использованных СИД оказываются очень близкими. Да еще и плавность наклона "рабочей" ветви позволяет худо-бедно согласовать протекающие через них токи.

Из изложенного следует, что даже если запитать СИД жестко стабилизированным напряжением, всё равно придется либо его подстраивать под конкретные экземпляры, либо мириться или со снижением светоотдачи, или с укорочением времени работоспособности. Этот путь приемлем для тех, кто желает делать "по-китайски". Но мы-то пойдем "взрослым" путем! Он заключается в том, чтобы задать светодиоду(ам) оптимальный для него (них) ТОК. При этом нам будет глубоко начхать на то, какое на СИД упадет напряжение. Оно будет таким, каким позволит быть их ВАХ. Для красных и желтых СИД - примерно 2 В. Для зеленых и синих (и белых тоже!) - примерно 3 В. Указанные значения примерные, и будут несколько различаться для СИД различных производителей (технологий изготовления). Для нас это пока непринципиально.

Наиболее простой путь ограничения тока через СИД - поставить последовательно с ним токоограничительный резистор. Такой способ широко применяется в светодиодных лентах, где они включены последовательно с цепочками из трех (как правило) включенных также последовательно СИД.

СИД-лента.GIF

Просто, но стрёмно. Давайте рассмотрим одну такую цепочку.

Падение напряжения.GIF

Пускай СИД будут белого цвета. На них упадет 3 х 3 = 9 В. На токоограничительном резисторе - 3 В. Для тока через цепочку 20 мА при номинальном напряжении питания = 12 В, его сопротивление должно составлять 150 Ом. А что будет, если мы поставим такую ленту в авто, где напряжение в сети (приблизительно!) будет колебаться от 13,5...14 В (летом при заведенном двигателе) до 11...12 В (зимой, при остановленном двигателе)? На СИДах останется то же падение напряжения = 9 В, а вот на резисторе упадет уже не 3, а 5 В! Следовательно, ток через цепочку возрастет на 67% (до 33 мА). Что для СИДов - "смерти подобно", т.к. приближается к границе максимально допустимого значения. При снижении напряжения светимость СИДов будет стремительно падать. Тоже плохо.

Еще хуже ситуация сложится, если попытаться запитать такую ленту от просто выпрямленного диодным мостом переменного напряжения с 12-вольтового трансформатора. Нужно учесть, что 12 В - это среднее действующее значение переменного тока. Максимальное амплитудное будет в корень из двух (примерно 1,4 раза) больше. Даже если исключить 1,4 В падения на диодах моста, всё равно получится 15,4 В. А значит, в пике ток через цепочку составит 42 мА! Уже больше, чем допустимо. СИДам будет явный гаплык.

Большинство "юных дарований" (и не очень юных), пытаются исключить такую ситуацию, стабилизируя напряжение питания. Однако, импульсные стабилизаторы для них оказываются слишком сложные в повторении, а линейные 3-выводные интегральные стабилизаторы (7812) требуют входного напряжения минимум на 2 В больше, чем стабильное выходное. Т.е., при 14 В на выходе будет нужные 12 В, а при 12 В - всего 10 В, что дает всего 6...7 мА тока через цепочку.

Вот теперь переходим к главному вопросу, ради которого и затевалась вся эта писанина. Какими же средствами можно застабилизировать ток через светодиоды? Желательно - максимально простыми, доступными даже начинающим (несмотря на то, что я неоднократно повторял: "Простота - хуже воровства!"). Однако, еще раз повторю старую и банальную истину: ничего универсального не бывает! Схемотехническое решение обязательно должно адаптироваться под ставящуюся задачу. Поэтому в последующем будет рассматривать два задачи: а) световые эффекты в авто и б) выходной каскад светодиодной светомузыки.

Рассмотрим простейший транзисторный стабилизатор тока.

Простейший СТ.GIF

В минимальном варианте ("А") он состоит из из всего двух деталей: транзистора VT1 с эмиттерным резистором R2. Нагрузка (цепочка из белых СИДов с падением на каждом из них по 3 В, без токоограничительного резистора!) включена между коллектором и шиной питания, а на базу подано опорное напряжение с параметрического стабилизатора на стабилитроне VD1 и балластном резисторе R1. Ток через эмиттерный резистор по закону Ома равен падению напряжения на нем, поделенному на его номинал. Такой же ток по определению протекает между коллектором и эмиттером транзистора и, соответственно, через СИДы. Поскольку транзистор можно рассматривать, как эмиттерный повторитель, то напряжение на эмиттерном резисторе равно напряжению на базе транзистора минус падение на базо-эмиттерном переходе (0,7 В). Т.о., ток через светодиоды можно регулировать либо величиной опорного напряжения на базе, либо номиналом эмиттерного резистора. Входное сопротивление эмиттерного повторителя равно произведению номинала эмиттерного резистора на коэффициент усиления транзистора, поэтому такая простейшая схема годится только для случаев относительно небольшого тока через СИДы. Скажем, в районе 100...200 мА. Если приходится коммутировать мощные, да еще и запараллеленные СИДы, либо достаточно длинную светодиодную ленту, то в качестве транзистора желательно поставить составной транзистор Дарлингтона ("Б"). Коэффициент его усиления равен произведению Ку составляющих его транзисторов. В случае параллельного подключения нескольких цепочек СИДов в каждую из них придется добавлять токовыравнивающие резисторы (R3R5), правда их номинал достаточен в пределах единиц Омов, а в ленте они уже имеются "по жизни".

Для применения такой схемы в авто, где обшей шиной является кузов, придется использовать транзисторы p-n-p проводимости ("А"). Базовое опорное напряжение в этом случае отсчитывается от шины питания.

Авто.GIF

Работа такой схемы ("Б"), обеспечивающей плавное зажигание и гашение СИДов при открывании двери (контакт SA1), показана на ролике.

Данная параметрическая схема, с "аналоговым" управлением, вполне достаточна для применений, не требующих особо стабильного тока, а именно, для авто. Теперь давайте рассмотрим схему источника более стабильного тока а также роль токоограничительных резисторов, встроенных в светодиодную ленту. Правда, должен отметить, что эта схема позволяет регулировать ток только изменением номинала эмиттерного (истокового) резистора, независимо от уровня напряжения, поступающего на управляющий вход ("цифровое" управление). Во всех примерах применены цепочки белых СИДов с падением напряжения на каждом из них по 3 В.

Генераторы тока.gif

 

В простейшем варианте ("А") собственно стабилизатор тока выполнен на регулирующем транзисторе VT2. Напряжение на его базе при наличии управляющего напряжения на входе (левый вывод резистора задается таким, чтобы на его эмиттерном резисторе создавалось падение напряжения, равное 0,7 В, которое приоткрывает дополнительный транзистор VT1, между коллектором и эмиттером которого поддерживается напряжение, обеспечивающее нужный уровень приоткрывания транзистора VT2.

Рассмотрим "бюджет" напряжений в цепочке поддержания стабильного тока через СИДы. На них падает 9 в, на эмиттерном резисторе - 0,7 В и все остальное напряжение (2,3 В) - на регулирующем транзисторе VT2. Т.о., при изменении питающего напряжения (скажем, от 10 В и больше), всё "лишнее" напряжение всё равно упадет между коллектором и эмиттером VT2, а ток в цепи останется на том же уровне.

Если же коммутируется светодиодная лента ("Б"), со встроенными токоограничительными резисторами, то видно, что на них вместо 3 В упадет всего 1,8 В. Это обусловлено наличием т.н. "напряжения насыщения" между коллектором и эмиттером регулирующего транзистора, которое, к сожалению, невозможно "объехать на кривой козе", а значит, максимальной светимости ленты добиться тоже не удастся. Выходом из этой ситуации может быть применение в качестве регулирующего низковольтного полевого транзистора ("В"), имеющего (в отличие от высоковольтных), как правило, очень малое сопротивление канала, в пределах десятка мОм. Падение напряжения на таком малом сопротивлении составляет всего несколько десятков мВ, чем можно пренебречь. При питающем напряжении уже 13 В ("Г") такой стабилизатор обеспечивает номинальный ток.

А что делать, если необходимо всё-таки регулировать яркость СИДов? Да очень просто: применить Широтно-Импульсную Модуляцию (ШИМ) входного напряжения. Т.е., на вход подать либо постоянное входное напряжение (тогда яркость будет максимальной), либо импульсную последовательность с частотой более 400...500 Гц (для исключения стробоскопического эффекта) и изменяющейся скважностью (отношение длительности периода между входными импульсами к длительности этого входного импульса). Чем короче входные импульсы, тем меньше яркость свечения СИДов.

ШИМирование генератора тока.GIF

При этом, в отличие от ламп накаливания, яркость свечения СИДов будет прямо пропорциональной среднему протекающему через них току. При том, что максимальный ток не будет превышать номинального значения.

Яркость от тока.png

Подобным образом можно организовать режим индикации габаритов и стоп-сигнала одними и теми же СИДами красного свечения. Схема генератора ШИМ выходит за рамки данной "статьи" и поэтому здесь не обсуждается. Да хоть банальнейший классический транзисторный мультивибратор! На говоря уже о таймере.

Ну, и наконец, перейдем к светомузыке. Я просто долго и нудно ржу, когда вижу схемы, в которых СИДы питаются каскадами, построенными на транзисторах с общим эмиттером (истоком). Например, вот такую:

Светомузыка.gif

Ведь совершенно очевидно (по крайней мере для меня), что это никаким образом не светомузыка, с плавным режимом свечения СИДов, а просто тупая "мигалка". Три последовательно включенных каскада с ОЭ-ОЭ-ОИ обеспечат режим либо полной отсечки, либо полного насыщения полевого транзистора.

Для данного применения описанные выше схемы, конечно, возможно применить, но коль в исходную схему уже понапихано столько ОУ, то еще 3...4 к существенному усложнению не приведут, а качество работы повысят существенно. Ничего нового по схеме генератора тока на ОУ не скажу, поскольку она известна давным-давно.


 

Принцип ее работы очень похож на описанный выше для двухтранзисторной схемы. ОУ поддерживает падение напряжения на резисторе R2 (а следовательно и ток через него) таким же, как и входное напряжение на неинвертирующем входе. Номинал резистора R2 можно выбрать достаточно малым, чтобы падение напряжения составляло всего 0,1...0,2 В, что позволит спокойно применять светодиодные ленты при практически полной яркости их свечения. Ну, а заодно и применить прецизионные выпрямители на ОУ: http://www.gaw.ru/ht.../funop_13_2.htm . ОУ для данного применения целесообразно применить LM358/LM324. На схеме показано, как лучше "заглушить" неиспользуемый ОУ из одного корпуса LM358 (DA1.1).

ГТ на ОУ.gif

В этой схеме нас совершенно не волнует, какое напряжение будет на затворе полевого транзистора - это "личное дело" ОУ. Главное, чтобы на истоковом резисторе поддерживалось нужное падение напряжения. Кроме того, СИДы можно питать НЕстабилизированным напряжением, прямо с выхода выпрямительного моста с конденсаторным фильтром, а стабилизировать только напряжение питания ОУ. Это существенно снизит токовую нагрузку на стабилизатор напряжения питания. А для схемы стабилизатора тока такой режим - сугубо фиолетовый.

А теперь крепче держитесь за стул! В журнале "Радиолоцман" № 12 за 2015 год, на стр.15-16 описаны "новые" микросхемные стабилизаторы тока для светодиодов BCR420U/BCR421U фирмы "Infineon". Вниманию знатоков, их внутренняя схема!!!

BCR420.PNG

Схема из журнала "Радиомир", 2014, № 11, С.26:

Усовершенствованный ГТ.GIF

Дополнительный диод - германиевый или Шоттки. Схема позволяет существенно (в 2...3 раза) уменьшить падение напряжения на эмиттерном токоизмерительном шунте.

Вот, собственно, и всё, что хотелось бы изложить по этому вопросу. Может быть, что-то запамятовал - так на то и существуют уточняющие вопросы.

Ну и до кучи еще ссылочка на подобную тему: http://forum.cxem.ne...howtopic=134692

Falconist

Три закона схемотехники

Никак не претендуя на лавры Исаака Азимова, тем не менее, в свое время сформулировал три закона схемотехники:

1. Наилучшая элементная база - та, с которой знаком.

Следствие: Любую задачу можно решить самыми разными способами.

Учиться, конечно, надо обязательно, осваивая новые компоненты. Причем, постоянно. Но из всего существующего на сегодняшний день многообразия компонентов для разработки всё-таки надо выбирать те, о которых точно знаешь, как именно они работают.

2. Сложность настройки прямо пропорциональна количеству узлов с совмещенными функциями

Следствие: Каждый узел должен выполнять только одну-единственную, присущую ему, функцию.

Лучше поставить 3-4 лишних корпуса, чем заморачиваться с настройкой, если связи настолько хитры, что "косяк" только в одной из них делает неработоспособной всю остальную схему (например, рефлексные приемники). Именно поэтому целесообразно разделять схему на отдельные узлы, каждый из которых в принципе автономен и может настраиваться независимо от других.

3. Работает? И НЕ ДЫШАТЬ!!!

Следствие: Самое долговременное - это временное.

Разъяснений не требует :bye:


 

Falconist

Часть первая - собственно делитель

Нередко приходится снижать амплитуду сигнала для подачи его с выхода одного каскада на вход другого. Делается это, как правило, резистивными делителями. Если особой точности деления не требуется, то подойдут резисторы практически любого имеющегося номинала. А если всё-таки нужна точность? Вот тут и возникают проблемы с их подбором.

Давайте рассмотрим простейший делитель из двух резисторов.

Делитель1.GIF

Слева изображен самый простой случай: делитель на 2. Грубо говоря, сигнал амплитудой 2 В на входе будет иметь амплитуду 1 В на выходе. Для него подойдут резисторы любого номинала, т.к. соотношение их сопротивлений R1/R2 = 1/1 (т.е., сопротивления одинаковые). А вот справа показан делитель на 3. Здесь соотношение сопротивлений R3/R4 составляет 2/1 и начинаются трудности с подбором номиналов. Из ряда Е24 таковыми являются соотношения 2/1; 2,2/1,1; 3/1,5 и 15/7,5. Всё! Других пар нет. С рядами точных номиналов (Е48...Е194) ситуация не лучше, т.к. большинство номиналов в них дробные. Скажем, номинала 5 в нем нет, а есть 4,99. Близко, да не то...

Еще хуже ситуация с делителями 1:4 и 1:5, имеющими, соответственно, только две пары (3/1 и 3,3/1,1) и единственную пару (30/7,5) подходящих номиналов. Делитель 1:10 (один из наиболее часто востребуемых), вообще не имеет подходящих пар номиналов. Применяемая обычно пара 9,1/1 явно не точна.

Тут я несколько поторопился, поскольку

В 12.08.2015 в 01:51, UMTS сказал:
1:4 еще 39/13, 36/12; 1:5 12/3.

Кроме того, даже 5% отклонение реального сопротивления от номинала в ряду Е24 явно велико для точного деления, а в рядах Е48...Е194, как указано выше, ситуация с точным подбором номиналов не лучше.

Еще одна проблема с точностью обусловлена температурной нестабильностью сопротивления резисторов. Причем, для резисторов разного номинала (сплошь и рядом не только из разных партий, но и изготовленных разными производителями) температурные зависимости могут существенно различаться.

Вместе с тем, есть метод построения фактически прецизионных делителей 1:5 и 1:10 из обычных резисторов 5% точности. Показаны они на рисунке.

Делитель2.GIF

Делитель на 5 (4/1) состоит из 4-х резисторов одинакового номинала, взятых из одной коробки. В верхнем плече стоят два последовательно, а в нижнем - два параллельно. Фактически получается соотношение 2/0,5 (= 4/1).

Делитель на 10 (9/1) состоит из шести резисторов тоже одинакового номинала, три из которых включены последовательно в верхнее плечо и три - параллельно в нижнее. 3/0,|3| = 9/1.

Кроме возможности использования резисторов любого номинала, такая схема взаимно компенсирует индивидуальные отклонения реальных сопротивлений резисторов от номинальных (в корень квадратный раз от их к-ва), а также практически отсутствует температурная нестабильность, т.к. резисторы одного номинала из одной партии (коробки) имеют и одинаковый коэффициент температурной нестабильности.

К недостаткам этого приема следует отнести разве что ограниченный набор коэффициентов деления: только лишь указанные 1:5 и 1:10.


Часть вторая - "грабли"

Ситуация, изложенная выше, является "идеальной". Как будто бы делитель существует сам по себе ("Сферический конь в вакууме"). Реально же не всё так гладко "в королевстве Датском". Практически он всегда подключается к выходу какого-то "предыдущего" каскада и его нагрузкой является вход следующего. Любой каскад имеет такой параметр, как выходное сопротивление (Rвых) и входное сопротивление (Rвх), которые всегда конечны. Наслышан, что расчет значений этих сопротивлений является серьезным геморроем для студентов ВУЗов. Поэтому давайте рассмотрим, как они влияют на работу делителя буквально "на пальцах".

В общем виде в верхнем плече значение Rвых прибавляется к значению R1, а Rвх подключается параллельно R2.

Делитель 1.GIF

Сравните эту схему со второй левой схемой из предыдущего поста! В итоге при, допустим, равных значения R1 и R2 (делитель на два), получим уже не 1:2, а, скажем, 1:2,1. Т.е., вся "прецизионность" делителя летит насмарку.

Давайте оценим погрешности, вносимые Rвых и Rвх. Зададимся точностью делителя. Пускай это будет 1%. Значит, значение Rвых должно быть не менее, чем на 2 порядка (в 100 раз) меньше номинала R1, а значение Rвх - наоборот, на такую же величину больше номинала R2.

Если предыдущий каскад выполнен на ОУ, то с Rвых особых проблем нет. Его выходное сопротивление стремится к нулю. Как правило! Я не рассматриваю специфические каскады с "хитро закрученными" обратными связями. Если же каскад на транзисторе с общим эмиттером, то здесь ситуация похуже.

ОЭ.GIF

Опять же, в общем виде, выходное сопротивление такого каскада равно сопротивлению коллекторного резистора Rк. Если его номинал равен, скажем, 1 кОм, то сопротивление R1 (на предыдущей схеме) должно составлять в 100 раз больше, т.е. 100 кОм. Есть немало любителей применять именно такие номиналы. Но тогда (пускай к примеру делитель у нас на 2) Rвх следующего каскада (для сохранения 1%-ной ошибки) должно также быть в 100 раз больше, чем R2, т.е. уже целых 10 МОм! А это уже совсем нетривиальная задача! Даже если последующий каскад построен на ОУ и сигнал поступает на его неинвертирующий вход (который тока в первом приближении не потребляет, а реально он близок к такому только у ОУ с полевыми транзисторами на входе), то утечки по плате вполне сопоставимы с этим значением 10 МОм. Совершенно же отвратительной будет ситуация с входным сопротивлением последующего каскада, выполненного на ОУ в инвертирующем включении. Не говоря уж о шумовых характеристиках мегомной ООС.

Конечно, номиналы резисторов делителя можно подобрать индивидуально, "по месту", что зачастую и делается. Даже ставятся подстроечные резисторы. Для многих случаев такое решение вполне удовлетворяет поставленным задачам, особенно в радиолюбительской практике. Конечно, о его "прецизионности" говорить уже не имеет смысла.

А всё написанное выше я веду в конечном счете вот к чему. Слишком часто приходится сталкиваться с попытками "юных дарований" приспособить резистивные делители для питания каких-либо схем. Доходит до таких идиотских абсурдных попыток (исключительно для примера), как запитать моторчик на 20 Вт х 36 В от сети 220 В через делитель из резисторов 100 кОм и 20 кОм!!! :shok: Оставим пока "за бортом", что такой делитель на 6 (хоть соотношение резисторов посчитал верно...) при указанных номиналах просто тупо не обеспечит нужных 0,56 А для моторчика на 20 Вт. Вернемся к первому рисунку данного поста. Если даже Rвых сети 220 В можно принять равным нулю, то сопротивление моторчика (в данном случае оно равно Rвх) составит всего-навсего 65 Ом. А это получается делитель уже не 1:6, а 1:1540 :lol2: . Но хуже другое! Во-первых ток, потребляемый электромотором существенно увеличивается при повышении нагрузки на валу. Во-вторых, пусковой ток тоже намного превышает стационарный. Это равноценно тому, что Rвх изменяется динамически. Получаем делитель даже не 1:1540, а 1:2000...1:3000. Хотя, говорить о "пусковых токах" при напряжении на моторе всего 0,15 В просто неприлично.Можно, конечно, уменьшить номиналы резисторов, но тогда на верхнем резисторе такого "делителя" будет выделяться мощность, в 5 раз больше, чем на моторе (100 Вт!). Ничего так себе "печечка"?

Описанная ситуация, конечно, крайний случай ламерства. Как правило, "юные дарования" пытаются запитать через резистивный делитель какие-то схемки, светодиоды и т.п. Конечно, если вообще исключить R2 (вместо него принять сопротивление нагрузки = Rвх) и взять номинал R1 таким, чтобы через него проходил нужный для питания нагрузки ток (явно не килоомы!), то такой вариант, хоть и со скрипом, но можно допустить. НО! Исключительно в случае постоянного тока нагрузки!!! Если при работе схемы ток нагрузки будет изменяться, то получится ситуация, описанная выше с мотором: коэффициент деления будет "плавать" прямо пропорционально току нагрузки (обратно пропорционально ее "сопротивлению").

Поэтому обращаюсь к "юным дарованиям" с таким призывом: "Зарубите себе на носу - никогда, ни при каких обстоятельствах даже мысли не допускайте применить резистивный делитель для ПИТАНИЯ чего-либо!" Исключительно для малотоковых сигналов.

Dixi.

Falconist

Первый акт Марлезонского балета

Меня очень давно интересовал вопрос, каково все же значение амплитуды выходного сигнала электретного микрофона и от чего оно зависит. К глубокому удивлению, в Интернете об этом хранится почти гробовое молчание. Удалось найти единственный ресурс, где приводятся их параметры: http://ra4a.narod.ru/Spravka4/d54.htm

Поэтому решил выполнить небольшую лабораторную работу. Достал из загашника три валявшихся в нем микрофона:

XF-18D и SG высотой по 5 мм и диаметром 10 мм xf18d.jpg&key=3cf8137971e58363e11f317572

а также J60 высотой 7,5 мм и диаметром тоже 10 мм . Слепил по-быстрому такую вот схемку:

post-24063-0-02057600-1467223606.gif

Измеритель тока - тестер Mastech MY68 на диапазоне мкА; постоянное напряжение на микрофоне измерял тестером DT832 на диапазоне 20 В и амплитуду сигнала с выхода - осциллографом Rigol DS1052E в режиме закрытого входа. Источником звука была моя "пищалка", расположенная на расстоянии 100 мм от микрофона.

Мысля, положенная в основу этого эксперимента, была проста, как угол дома: изменяя сопротивление цепочки переменных резисторов R1 и R2, получить график зависимости амплитуды выходного сигнала от тока через микрофон, по которому определить оптимальный ток (оптимальный номинал нагрузочного сопротивления).

Однако, реальность жестоко обломала все предварительные предположения. Оказалось, что амплитуда выходного сигнала действительно возрастает при увеличении тока от 100 до 247 мкА. Но при дальнейшем уменьшении сопротивления цепочки R1R2 ток через микрофон НЕ УВЕЛИЧИВАЛСЯ(!!!) Он так и оставался таким до близкого к нулевому сопротивлению резисторов. Амплитуда выходного сигнала тоже практически не изменялась во всем диапазоне стабильного тока через микрофон. А вот напряжение, падающее на микрофоне, увеличивалось с примерно 0,1 В при максимальном сопротивлении цепочки резисторов, т.е. около 50 кОм до 4,7 В при минимальном сопротивлении. Амплитуда выходного сигнала при этом составила порядка 50 мВ от пика до пика. Естественно, при данной конкретной громкости звукового излучателя!

Такое поведение лично для меня объяснило, почему никто, нигде и никогда не применял для электретного микрофона генератор тока вместо банального нагрузочного резистора. Сам микрофон, оказывается, является генератором стабильного тока. Разве что один "шибко вумный знаток" с "Радиокота" предложил такое подключение: http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=1&t=51784&hilit=генератор+тока&start=20 с битием себя пяткой в грудь, что оно якобы хорошо работает.

Быстренько попробовал микрофон J60 - получил значение "плато" тока, равное 270 мкА. Оставшийся микрофон (SG) уже и не "пытал".

Вывод из этого эксперимента очень простой. Номинал нагрузочного резистора должен быть таким, чтобы он обеспечивал ток через микрофон, не менее, чем значение "плато" его стабильного значения для данного типа микрофона. А вот с падением напряжения на микрофоне возможны варианты. Дабы чрезмерно не грелся полевик, находящийся внутри микрофона, номинал резистора должен соответствовать началу "плато". При напряжении питания 5 В (как в эксперименте) и токе 0,25 мА, сопротивление должно быть около примерно 15 кОм. При этом падение напряжения на микрофоне составит порядка 1...1,2 В. На некоторых схемах я видывал и 47 кОм при таком же напряжении питания, что очевидно нерационально. При таком сопротивлении ток через микрофон составляет менее 100 мкА, что недостаточно для нормального режима его работы.

Если же предвидится большая громкость аудиосигнала, то падение напряжения на микрофоне можно поднять и до половины напряжения питания. Номинал нагрузочного резистора при этом будет составлять порядка 10 кОм. Зато перегрузочная способность будет максимальной. Как видите, экономичность схемы сильно не упадет, зато головной боли с верным воспроизведением аудиосигнала тоже не предвидится.

Еще один интересный результат этого эксперимента (правда, я его наблюдал еще 25 лет назад). В пищалке стоит релаксационный генератор, фактически подающий на излучатель импульсное напряжение. Однако, сигнал с выхода микрофона имеет практически синусоидальную форму. Т.е., воздух хорошо демпфирует несинусоидальные сигналы.
 

Второй акт Марлезонского балета

При проведении экспериментальной части (предыдущий "акт") изменение амплитуды сигнала с микрофона при изменении сопротивления нагрузочного резистора все-таки наблюдалось. Не столь выраженное, как ожидалось, но было. Поэтому была проведена вторая часть эксперимента - симуляционная. С использованием Мультисима 14-й версии.

Принципиально важным вопросом для этого был выбор адекватной модели электретного микрофона. То угребище, которое было использовано в статье ( http://cxem.net/sound/amps/amp221.php ), соответствует динамическому микрофону, но никак не электретному.

post-24063-0-38300100-1468302019.gif

А коль скоро неверна предпосылка, то неверны и все истекающие из нее выводы.

Поэтому моя модель основывалась на схеме встроенного в микрофон предусилителя на полевом транзисторе с p-n переходом.

post-24063-0-42121900-1468301523.gif

Взят был первый попавшийся из библиотеки Мультисима. Истоковый резистор R1 предназначался для подгонки тока стока под значение, близкое к измеренному в предыдущем исследовании. За точностью сильно не гнался - важнее было получить качественный результат. Мультиметр ХХМ1 показывал ток стока (как постоянный, так и переменный), а ХХМ2 - переменное напряжение на стоке полевого транзистора (на "микрофоне"). Генератор сигнала V3 выдавал синусоиду с амплитудой 10 мВ пик-пик и частотой 1 кГц. Источник питания выдавал те же 5 В, как и в экспериментальном исследовании. На "осциллограмме" в качестве примера показаны выходной сигнал (красный) и ток через нагрузочный резистор (синий)

post-24063-0-27707000-1468301524.gif

Измерения проводились через каждые 5% сопротивления нагрузочного резистора R2 (от 0 до 30 кОм - больше не увидел смысла). Результаты измерений приведены в экселевской таблице (для недоверчивых)

post-24063-0-55504700-1468306740.gif

и сведены на графике в Экселе же:

post-24063-0-52443300-1468301526_thumb.gif

Принципиальное (и единственное) отличие полученных результатов от экспериментальных заключалось только в том, что чувствительность (амплитуда выходного сигнала) линейно нарастала при увеличении номинала нагрузочного резистора от нуля до 17,5 кОм. А дальше - было полное совпадение с описанными в предыдущем посте результатами. При сопротивлении R2 более 20 кОм выходная амплитуда резко падала. Что совершенно естественно - генератор стабильного тока на полевом транзисторе вышел из режима стабилизации тока.

Электрет_модели.rar

 

Третий акт марлезонского балета

Любые теоретические построения подтверждаются или опровергаются экспериментом. Поэтому разыскал у себя в загашниках шесть электретных микрофонов, сгреб все свои рабочие тестеры и собрал вот такую измерительную схему:

59108597122e9_.GIF.866bef75d9a70b98e488606ff982032c.GIF

Небольшие пояснения к ней. Переменный резистор R6 - сдвоенный. Одна его часть регулирует ток через микрофон, а вторая измеряется омметром (дабы не было никакого влияния на первую часть). То, что обе части не полностью согласованы по сопротивлениям в данном случае не важно, т.к. "вылизывать" данные до сотых посл запятой не вижу никакого смысла. Переменное напряжение с микрофонов под воздействием пищалки (показанной на схеме в первом "акте" выпрямлялось активным выпрямителем на ОУ DA1 и измерялось стрелочным мультиметром с целью интегрирования "скачущих" значений. К сожалению, даже на самом чувствительном пределе постоянного тока 0,3 В, амплитуда сигнала была довольно малой и точность таких измерений невысока. Кто пожелает - может перемерить. 

Питание осуществлялось от 12-вольтового аккумулятора от ИБП для исключения любых наводок и пульсаций по питанию.

Первые два микрофона (XF-180 и J60) тестировались с шагом изменения резистора по примерно 2,5 кОм. Остальные 4 микрофона (34J9E, XL-R и два SG) - с шагом около 5 кОм. По результатам измерений в Экселе построены графики. По оси "Х" отложено сопротивление резистора R6, зеленый трек - падение на микрофоне по постоянному току (в вольтах), красный трек - ток через микрофон (в мкА) и синий трек - напряжение с выхода выпрямителя (в мВ). 

Итак, графики:

XF-180.gif.3851f1ebd7ecf2e2712489736ed54b3f.gif

J60.gif.d990f512f69d2d91ee32093e3d89d2b2.gif

34J9E.gif.78ce2ef3124400409c09676c9883905d.gif

XL-R.gif.8b0207d4bb4b2ff2fbd2e3e4bad46349.gif

59108597b5c7c_SG(1).gif.4215904273e9aecf4b6d4f3788492fd9.gif

59108597db2ac_SG(2).gif.b756b29db49096d4ed91944f71e0c536.gif

Как видно, характеристики всех микрофонов индивидуальны, даже у двух однотипных SG.

Основное отличие от результатов, полученных при симулировании - "горб" чувствительности, достаточно точно соответствующий падению постоянного напряжения на микрофонах (около 6 В - зеленый трек), равному половине напряжения питания (12 В). Хотя можно отметить, что наибольшее усиление электретных микрофонов соответствует "плато" тока через них. Что важно для практического применения. Кстати, это полностью соответствует первому прикидочному наблюдению за поведением электретных микрофонов, не выявившему линейного нарастания усиления при увеличении сопротивления нагрузочного резистора.

Тем не менее, можно отметить и общие для всех микрофонов закономерности. Во-первых, это близкое к линейному падение напряжения на микрофонах, обратно пропорциональное сопротивлению нагрузочного резистора. Во-вторых, достаточно выраженное "плато" тока через микрофоны, мало зависящее от сопротивления нагрузочного резистора (в определенных пределах, конечно). Оба эти момента подтверждают то, что встроенный в микрофоны усилитель на ПТ представляет-таки собой генератор тока. Не идеальный, конечно. Никто не знает, какое гуано ставят им вовнутрь дядюшки Ляо. 

Sapienti sat. 

Feci quod potui, faciant meliora potentes. 

Falconist

От ныне покойных родственников и знакомых в памяти остались некоторые притчи, высказывания, поговорки. Очевидно, что не их авторства, но в Интернете подобных найти не удалось. Может, плохо искал. Поэтому передаю так, как их запомнил. По типу сборника "устного народного творчества".


Ящик гнилых помидоров

Купил мужик по случаю ящик помидоров. Принес домой, перебрал. Среди основной массы хороших обнаружил несколько, начинавших портиться. Он их отложил, остальные спрятал в холод. В отложенных повырезал подпорченные участки, остальное съел.

На следующий день снова перебрал, обнаружил еще несколько подпорченных. Вырезал подпорченное, остальное съел.

На следующий день снова перебрал, обнаружил еще несколько подпорченных. Вырезал... съел...

Вот так за две недели он и съел ящик ГНИЛЫХ помидоров.

(© Моя покойная матушка)



 

Ближе, но дальше

Едет барин на бричке, догоняет мужика.

- Эй, мужик, как проехать в ... (пусть будет в Ивановку)?

- Если поедешь прямо - то эта дорога будет в десять верст. Дальше, но ближе. А если через полверсты повернешь налево - той дороги будет три версты. Ближе, но дальше.

Барин думает: "Ну до чего ж дурные эти мужики! Как может дорога в три версты быть дальше, чем 10-верстная?" Повернул налево.

Через какое-то время нагоняет его мужик. Смотрит - а бричка-то увязла по оси в грязи, конь из сил выбился - не может ее вытянуть. Барин бегает вокруг, ругается почем зря. На мужика с кулаками набросился:

- Ах ты, такой-сякой! Почему посоветовал мне эту дорогу?

- А чего ты, барин, ругаешься-то? Я ж тебе ясно сказал: "Эта дорога ближе, но дальше"...

(© Мой покойный батюшка)



Бедному Ванюшке всё бугорки да камушки

Жил-был мужик. Трудно жил, бедно. Очень бедно. Жилы рвал, но построил-таки себе домишко.

Только въехал - бац, гроза! Ударила молния в домик, подожгла. Спас мужик кое-какое барахлишко. Крякнул, вырыл на пепелище землянку.

Только въехал - бац, гроза! Ударила молния в землянку, подожгла. Выскочил мужик в одном исподнем, упал на колени и взмолился:

- Господи, да за что???!!!

А тучка этак отодвигается в сторонку и из-за нее Боженька выглядывает:

- Ну не нравишься ты мне, мужичок. Понимаешь? НЕ НРА-ВИШЬ-СЯ!..

(© Мой покойный батюшка)



Скорость или качество?

Не гонись за скоростью. Гонись за качеством.

Забудут, что делалось быстро. Будут помнить, что сделано плохо.

Забудут, что делалось долго. Будут помнить, что сделано хорошо.

(© Мой покойный батюшка)



Семь лет мак не родил - и голода не было...

Заработай своим трудом и дай заработать Мастеру.

Если дураком назовут умного - он поблагодарит и задумается, где совершил оплошность. Если дураком назовут дурака - он обидится.

Берущий всегда смертельно ненавидит дающего.

(© Мой покойный батюшка)



Не надо думать, а надо знать!

(© Моя покойная тетушка Катя

в ответ на блеянье: "Да я вот думал...")



О песнях

Одни люди поют, что знают. Другие - знают, что поют.

(© Мой покойный любимый учитель, проф. В.Я.Фищенко)



Петушиные яйца

Сейчас ты выйдешь из ординаторской направо, потом повернешь налево, выйдешь к лифтам, нажмешь кнопку, вызовешь лифт, съедешь на первый этаж, перейдешь улицу, сядешь на трамвай и проедешь две остановки, потом выйдешь, повернешь налево, к остановке троллейбуса, сядешь на 8-й или 9-й маршрут, проедешь до Бессарабки, перейдешь по подземному переходу к рынку, зайдешь в него, купишь петуха...

...и будешь крутить ему яйца!

(© Мой покойный любимый учитель, проф. В.Я.Фищенко)




Разница между умным, мудрым и дураком

Умный учится на своих ошибках. Мудрый - на чужих. А дурак вообще никогда и ничему не учится.

(© Мой покойный школьный товарищ Саша Вознюк)

 

 

Об Искусстве (с большой буквы)

"Искусство начинается с ТОЧНО дозированной неправильности".

Пример. 

Жил когда-то такой известный завоеватель Тамерлан (Тимур). И вот, когда он уже завоевал полмира, решил увековечить себя в портрете. Пригласил самого лучшего художника своей империи и отдал приказ. А надо сказать, что Тамерлан был крив на один глаз и хром на одну ногу.

Художник изобразил писаного красавца. Тамерлан взглянул на портрет и приказал сжечь его, а автора - казнить.

Пригласили второго по известности художника. Он изобразил Тамерлана таким, каким он и был - кривым и хромым. И его портрет и его самого постигла та же участь.

Все остальные художники испугались и попрятались... Но вот в ворота дворца постучал молодой художник, заявивший, что сможет выполнить желание повелителя.

Он изобразил Тамерлана во время охоты на тигра, целящегося в зверя из лука. "Кривой" глаз - прищурен, а "короткая" нога стоит на камне...

(© Мой ныне покойный знакомый, композитор и аранжировщик, Андрей Остапенко)

Falconist

В свое время надыбал на просторах Интернета на сайт Рода Эллиотта, позиционирующийся, как сборник любительских (DIY) проектов, посвященных аудио. В их числе - широкий диапазон усилителей мощности, предусилителей, гитарных/басовых усилителей, студийного оборудования, эффектов и других проектов для повторения, включая громкоговорители, сабвуферы и многое другое. 

Единственный недостаток - весь сайт на английском языке. А с тем знанием английского, который наблюдается у современной молодежи (да и не только у нее, к сожалению), вся эта информация практически не поддается осмыслению. Поэтому взял на себя труд перевести хотя бы отдельные проекты на русский. 

Переводы, по согласованию с админом, а также с разрешения автора, будут выкладываться в виде отдельных статей на сайте и дублироваться здесь, в этой записи вордовскими *.doc - файлами.

В комментариях просьба указывать, какие из проектов (ссылка на сайт - вверху) было бы желательно перевести как можно скорее, а также замеченные терминологические ошибки в переводах. 

Итак, начали:

1) Осветительная система LX-800  ( Осветительная система LX-800 (Проект 62).doc)

2) Простой высококачественный Hi-Fi предусилитель ( Простой высококачественный Hi-Fi предусилитель.docx ) - перевод vimay

3) Усовершенствованные регуляторы громкости и баланса  ( Усовершенствованные регуляторы громкости и баланса (Проект 01).doc )

4) Высококачественный предусилитель (вариант 2) ( Высококачественный предусилитель (вариант 2).docx ) - перевод vimay

5) Полный Hi-Fi предусилительПолный Hi-Fi предусилитель (Проект 97).docx ) - перевод vimay

6) Фонокорректор RIAAФонокорректор RIAA (Проект 06).docx ) - перевод vimay

7) Балансные линейные передатчик и приемник аудиосигнала (Проекты 51 и 87)  ( Балансные линейные передатчик и приемник аудиосигнала (Проекты 51-87).doc )

Falconist

Выполнил вырисовку по плате схемы компьютерного БП ISP-120S на микросхеме KА1M0680.

ISP120S.GIF

Вырисовывал очень тщательно, но наличие ошибок не исключаю. Особенно в части справа внизу (стабилизация выходного напряжения и ON/OFF). Тем не менее, считаю, что лучше хоть такая схема, чем вообще никакой. Ибо в Интернете вообще ничего по этому БП не нашел. Да и по микросхеме - тоже.

Кроме чисто архивно-музейного значения данная схема может служить и в качестве примера построения прямохода на данной микросхеме. Причем, самопитание ее отсутствует - питается она с отдельной обмотки дежурки.

С трансформаторами не разбирался - обозначил их в виде "черных ящиков". Номиналы большинства конденсаторов (кроме пары-тройки) измерял тестером Mastеch-MY68, Номиналы индуктивностей тоже измерял универсальным измерителем. Позиционные обозначения деталей старался сохранить такими же, как на плате.

Feci, quod potui, faciant meliora potentes.



 


Схема дежурки на SG6848 (вырисовка по плате).

"Холодную" часть не вырисовывал ввиду ее отсутствия (плата частично распаяна, оставалась только сама дежурка).

Дежурка на SG6848.GIF



 


Попалась мне в свое время в руки платка от телефонной зарядки (вроде бы). Под названием JIALE. Распайка "горячей" части (слева от трансформатора) под ключевой биполярный транзистор - "родная".

Charger_JIALE-bipol.GIF

"Холодную" часть (справа от трансформатора) я в свое время модернизировал под TL431, поэтому эта часть (кроме диода VD7 и конденсаторов C6 и C7) сейчас полностью распаяна, схема восстановлена по "голой" плате.

В "горячей" части имеются незапаянные детали (диод без номера, транзистор VT3 и резистор R5). Если их установить, получается схема под ключевой полевой транзистор.

JIALE-FET.GIF

R19 не запаян и что он там вообще делает - мне совершенно непонятно. Темна китайская конструкторская мысль!.. Да и сама разводка платы совершенно "кривая": дорожки, ведущие к светодиоду, расположены в непосредственной близости от "горячей" части.

Однако, вопрос несколько в другом. Цоколевка ни одного из 3-выводных компонентов в "горячей" части (VT4, VT5, VT6) не соответствует установке туда TL431. А оптрон-то ООС имеется! Т.е., получается, что данный ИИП не предназначен для стабилизации выходного напряжения. Остается стабилизация тока. R12, R13 - шунт, с которого снимается сигнал на базу VT4, а его коллектор управляет оптроном.

Роль VT5 и VT6 я подробно не разбирал. Что-то, связанное с индикацией. Трансформатор выполнен на сердечнике Е19, т.е. 5...7 Вт потянет, а может и больше. Трансформатор в "обычных" зарядках (на 2...4 Вт) выполнен, как правило, на сердечнике Е13.

Собственно, выкладываю эту схему больше для коллекции.



Очередная конструкция от "дядюшек Ляо".

JS-04(Short).GIF

Компоненты пронумерованы согласно шелкографии на лицевой стороне платы. Компоненты со звездочкой (*), в основном, резисторы - SMD типа, поэтому и без нумерации.

Я бы не тратил на этот примитив ни времени, ни дискового пространства сервера, если бы все ограничивалось только приведенной схемой. Но в "холодной" части находится немало мест под незапаянные компоненты. Решил вырисовать их всех и вот что получилось:

JS-04(Full).GIF



 

Транзистор VT1 с резистором R5, а также 3 и 4 выводы оптрона подключены именно так, как на схеме, т.е. непришейкобылехвост. полярность VD7 и С3 перевернул согласно шелкографии. И все равно так схема работать не может в принципе. Подтверждено Старичком. Поэтому и похерил ее красным крестом.

А вот в "холодной" части оказалась довольно любопытная схемка стабилизатора тока с ограничением максимального напряжения. В режиме холостого хода стабилизация выходного напряжения происходит "классическим" способом посредством TL431 и оптрона. Напряжение стабилизации задается делителем R? (подстроечный) и параллельно ему R*, последовательно с R2 в верхнем плече и R* на 47,5 кОм в нижнем. В рабочем режиме, при токе потребления, создающем на R5 падение напряжения больше, чем напряжение отпирания транзистора VT3, R? (подстроечный) и параллельно ему R* в верхнем плече шунтируются переходом коллектор-эмиттер VT3 с последовательно включенным правым верхним R*, приводя к снижению выходного напряжения, а следовательно, к снижению тока через нагрузку.

Лично мне подобные схемы стабилизации тока с использованием p-n-p транзистора, в связке с TL431, не встречались. Кроме того, промелькнула мысль: "А нельзя ли в этом узле использовать германиевый p-n-p транзистор?" С полсотни ГТ115 у меня валяется. Надо будет попробовать.



 

Прикупил недавно адаптер, позарившись на параметры (позиционируется как 5 В х 3 А (ТРИ Ампера!) в Интернет-магазине.

YL-859.GIF

Когда получил в руки - сомнения возникли сразу же. Типичная китайчатина с непомерно задранными параметрами. Но ладно. Жена попользовалась месячишко для зарядки своего смартфона. А вчера я с его помощью стал заряжать аккумулятор 18650 током 1А (на этот ток настроена плата зарядника). Через полчаса раздался "пшик" и зарядник перестал работать. Разобрал. Увидел угольки (обведено красным): Номиналы R6 и R7, обгоревших до состояния угольков, поставлены по результатам измерений, т.е. совершенно не гарантируются. VT1 также полностью взорвался

Адаптер PCB.JPG

 

Силовой транзистор и стоящий за ним голубой резистор 2,7 Ома - тоже испустили "волшебный дым". Абыдна-а...

Вот, сижу и размышляю: восстанавливать или, используя трансформатор, сваять полностью новый?

 

Сетевой адаптер 12 В х 1 А DSA-12GX на китайской микросхеме ШИМ OB2216AP. Выкладываю потому, что в даташите никаких номиналов не приведено, а схема адаптера точно соответствует приведенной в даташите.

DSA-12GX.GIF.28223262b2e1ad5759668efa0ed1c1ea.GIF

Falconist

На форуме неоднократно появляются темы по схеме задержки включения чего-либо при подаче питания. Как примеры: раз, два, три и т.п.

Собственно, с простыми схемами особых проблем нет. Времязадающий конденсатор + пороговое устройство. Опять же, в качестве примеров:

01.jpg03.jpg02.jpg

Однако, я ведь не зря твержу: "Простота - хуже воровства". После того, как задержка отработала свою выдержку, времязадающий конденсатор (С1 на двух последних схемах) остается-то заряженным. При снятии напряжения питания он разряжается не просто через те же зарядные резисторы, но и через реле + закрытый(е) транзистор(ы). Т.е., время разряда оказывается намного больше времени заряда. В итоге, если снять напряжение и тут же вновь его подать, время задержки будет существенно отличаться от расчетного. Чтобы как-то застабилизировать время задержки, требуется очень быстро разрядить времязадающий конденсатор после снятия питания, чтобы его следующий заряд начинался пусть не от совсем нуля, но от напряжения, близкого к нулевому.

Вот такая схема:

Разрядник - circuit.gif

Собственно, к ней относятся резисторы R2, R3 и транзисторы Q1, Q2 (аналог управляемого динистора). Времязадающая цепь - R1С1. Резистор R4 и ключ S1A - "служебные", только чтобы на "осциллограмме был виден период замыкание ключа S1В. Как из нее видно, конденсатор (красный трек) разряжается практически до нуля (до напряжения насыщения транзисторов аналога динистора) при размыкании ключа S1В, независимо от промежутка между его замкнутым состоянием за пренебрежимо малое время.

Разрядник - track.gif

Что, собственно, и требовалось. Кстати, резистор R3 существенен и необходим. Без него схема не работает ни в симуляторе, ни в "железе". Почему - не знаю. Не анализировал.

Ну, и в качестве примера, на таком же принципе работает "классический" диммер на аналоге двухбазового диода:

http://forum.cxem.net/index.php?/topic/15213-регулятор-мощности-паяльника/&do=findComment&comment=868800

Falconist

Совсем недавно дал совет из двух одинаковых трансформаторов от UPSов сделать разделительный 220/220 В. И тут подвалило ОНО! Щастье, т.е. Сгорел на работе второй UPS, точно такой же, как лежал у меня уже пару лет. И я решил: "Значит, это судьба! Надо совершать телодвижения." И начал их совершать.

Раздеребанил крепление выводов. Оказалось, что вторичная обмотка состоит из двух обмоток, намотанных одновременно двумя проводами. Поэтому соединил обмотки параллельно.

Трансформаторы сбоку.JPG

Первичная обмотка имела отвод на 20 с хвостиком В (не запомнил) и еще одну обмотку на 22 В. Соединил их последовательно (все меньше ток Х.Х. будет). А чтобы выводы случайно не оборвались - поставил контактные планки.

Трансформаторы снизу.JPG

В корпус оба трансформатор вошли, как будто так и должно было быть.

Трансформаторы сверху.JPG

Осталось прикупить выключатель с подсветкой (отверстие справа вверху) и найти розетку, чтобы поместилась в отверстие слева вверху.

Трансформаторы спереди.JPG

Ну, и крышку, конечно же, вырезать. Старая слишком увеличит высоту, да и не нужна там, с отверстиями в ней.

Тестовый прогон в таком, незаконченном виде, показал, что всё работает, как и должно быть. На Х.Х. выходное напряжение равно входному. При нагрузке лампой 75 Вт - на 1,1 В меньше.

И тут принес племяш на ремонт релейный стабилизатор переменного напряжения Luxeon AVR-500VA с жалобой, что не отрабатывает повышенное напряжение. А ЛАТРа-то у меня и нет... И у знакомых, живущих поблизости, тоже нет. А переть за 40 км с другого конца города... Думал-думал и придумал использовать ту самую дополнительную обмотку, которую я включил последовательно с сетевой. Подключение/отключение ее на "горячей" и "холодной" сторонах позволит изменять выходное напряжение примерно на ±10% от номинального, чего должно быть достаточно. Пришлось разбирать и дорабатывать. Вот что получилось:

Трансформаторы недоЛАТР.JPG

Схема:

Разделительный трансформатор.GIF

Результат работы этого "недоЛАТРа".

Сетевое напряжение = 234 В

Оба переключателя S1 и S3 либо в верхнем, либо в нижнем положении - выходное напряжение = 232 В.

Переключатель SА1 в верхнем положении, SА3 в нижнем - выходное напряжение = 204 В.

Переключатель SА1 в нижнем положении, SА3 в верхнем - выходное напряжение = 264 В.

Вот теперь и в "горячую" часть можно будет спокойно лазить и проверять устройства на критические режимы по входу.
 

Falconist

Прозвонка

Уже много лет пользуюсь звуковым пробником-прозвонкой. Подробно описан тут: http://forum.cxem.ne...140#entry414343 Добавить к написанному нечего.

А седни релил сваять еще одну схему, разработанную NOPROBLEM (с "Казуса"). Также подробно описана тут: http://forum.cxem.ne...40#entry1785037

Собственно, схема:

Прозвонка.JPG

Добавлен конденсатор по питанию, выключатель и светодиодный индикатор включенного состояния, т.к. схема постоянно потребляет ток от источника питания и требует отключения в нерабочем состоянии. Изменен номинал резистора R (увеличен до 680 Ом), т.к. частота при К.З. щупов оказалась слишком большой, а звук из динамичка - слишком тихим. При этом существенно снизилась чувствительность к большим сопротивлениям (при номинале 100 Ом замыкание просто пальцами давало треск с частотой около 30...40 Гц). Однако, для практических целей всё равно достаточна.

Печатка:

Прозвонка.GIF

Фото (первый вариант печатки, менее удачный на мой взгляд, чем выложенный выше, но рабочий):

Прозвонка.jpg

Сейчас у меня она на тестовом прогоне (испытаниях). Первое впечатление - хорошее.


 

Прозвонка.lay6

Falconist

Выловил меня намедни мой старинный приятель - инженер студии звукозаписи с предложением сваять ему десяток активных микрофонных модулей на электретных микрофонах. Нужно это ему для озвучивания очередной церкви (меня всегда удивляла прижимистость батюшек, не желающих заплатить за промышленно выпускающееся оборудование, ну да Бог им судья). 

В качестве основных требований было:
а) Два электретных микрофона параллельно;
б) Дифференциальный (парафазный выход для работы на длинный кабель до пульта).
в) Питание от фантомного напряжения +48 В, поступающего с микшерного пульта.

Хозяин - барин. Хочет "белый верх, черный низ" - пожалуйста. Любой каприз за его деньги.

На первый взгляд задача тривиальна, но она заинтересовала меня двумя моментами:
1) Микширование двух и более электретных микрофонов по входу предусилителя (законченной рабочей реализации такого нигде не встречал, хотя на форуме несколько раз появлялись темы по подключению двух электретных микрофонов);
2) Возможность реализации своей старой задумки, заключающейся в дифференциальном включении электретного микрофона.

Приятель настаивал на "классической" схеме, в которой предусиление с микрофона осуществляется на одном ОУ, а второй ОУ инвертирует выходной сигнал первого для подачи в двухпроводную дифференциальную линию. Я решил сильно не спорить, а сваять две схемы - "классическую" и свою "дифференциальную".

"Классическая" схема: 

Предусилитель для электрета классик.GIF

отличается от известных разве что суммирующим включением двух микрофонов через цепочки C1R3 и C2R4 к инвертирующему входу ОУ DA1.2. В качестве ОУ предполагался TL062, как имеющий очень низкий собственный ток потребления (менее 0,5 мА), что существенно для питание от фантомного напряжения, которое не может выдать ток более 7 мА по каждому проводу. Однако, из-за того, что, модули нужны были, как всегда, "на вчера", поставил JRC4885 (3,5 мА типовых).

Печатка:

Предусилитель для электрета классик (PCB).GIF

Параллельно была отсимулирована в Мультисиме схема дифференциального включения электретного микрофона, подтвердившая свою принципиальную работоспособность:

Дифференциальное включение электретного микрофона.GIF

Эквивалентная схема электретного микрофона - Q1V3.

Теперь надо было решить задачу микширования сигналов с двух дифференциально включенных микрофонов. За основу был взят первый каскад инструментального усилителя (без третьего ОУ). Поскольку для адекватного микширования требуется минимальное входное усиление микширующего каскада (чтобы максимально развязать источники сигналов), сигналы были поданы на инвертирующие входы, тогда как на неинвертирующие - "искусственная средняя точка".

Предусилитель - схема.gif

Эпюры напряжений: относительно общего провода по переменному напряжению: 

Предусилитель - трек 2.gif

Дифференциальный сигнал между выходами ОУ:

Предусилитель - трек 1.gif

Окончательная схема:

Предусилитель для электрета дифференциальный.GIF

Полярность включения C1C2 и C3C4 ПРАВИЛЬНАЯ! Резистор R12 нужен! При его номинале 10 кОм появлялись ВЧ шумы. При снижении до 2 кОм - НЧ шумы. Диоды VD1-VD4 на обеих схемах защищают выходы ОУ от бросков напряжения при подаче фантомного питания.

Печатка: 

Предусилитель для электрета дифференциальный (PCB).GIF

Фото собранного модуля: 

Предусилитель - фото.jpg

Второй модуль просто не фотографировал (есть же печатка - и достаточно).

Обе собранные платы были оттарабанены на студию и подключены к пульту. Обе заработали сразу же. Поэтому режимы не измерял. 

К "классической" плате были подключены новые микрофоны, а к "дифференциальной" - Б/У от Панасоника. "Классика" при прослушивании на "уши" выдала "бубнение" по низам, а "дифференциальная" - отличны прозрачный звук. На положение крутилки Gain внимания не обратил, но фейдер в положении минус 12 дБ обеспечил полное зажигание линейки уровня сигнала. На расстоянии 1...1,5 м ото рта говорящего, при спокойном, не форсированном разговоре! 

Для чистоты эксперимента микрофоны поменяли местами. Теперь "забубнила" "дифференциалка", а "классика" показала отличный результат. Иными словами, существенной разницы между схемами на слух выявлено так и не было. "Грязь" выдавали сами микрофоны.

С "классики" (с микрофонами от Панасоника) сняли частотку при воздействии шумового сигнала. Делалось это на компьютере с помощью какой-то дорогой приставки. Поскольку все делалось в темпе "давай-давай!" я нюансами не интересовался. При следующей встрече, если будут вопросы, уточню. Существенной разницы между формой кривой со звуковой карты и ответкой с микрофона выявлено не было (менее 0,5 дБ). 

Итак, схема дифференциального включения электретного микрофона продемонстрировала свою принципиальную работоспособность, однако существенных преимуществ перед "классической" схемой с инвертированием сигнала первого ОУ не показала.

Falconist

Собственно, изложенное ниже является дополнением статьи "Плавное переключение яркости свечения светодиодов (лент)"

 

ВЫХОДНОЙ КАСКАД ДЛЯ СВЕТОМУЗЫКИ С ШИМ-МОДУЛЯЦИЕЙ

Коль скоро на один из входов компаратора подается треугольное напряжение, то ничто не мешает подать на него сигнал с выхода канальных фильтров. А поскольку ОУ (компараторы) в схеме уже имеются, то не вижу никаких причин, чтобы и активные выпрямители тоже не сделать на ОУ ("идеальный диод"). Схем активных фильтров в Интернете - навалом, поэтому я их здесь просто не рассматриваю.

Светомузыка - выход.GIF

А заодно и возложить на выпрямители функцию усиления сигнала в 4,7 (или сколько там будет нужно, или не нужно) раза, поскольку активные фильтры, как правило, построены на повторителях и входной сигнал не усиливают. А входной сигнал (0 дБ) - это всего 0,7 В. Можно, конечно, на входе поставить предусилитель, но в предлагаемом варианте он не будет нужен.

Поскольку питание однополярное, а пилообразный сигнал с выхода ГЛИН имеет диапазон 1/3...2/3 напряжения питания, на неинвертирующие входы диодов подана не "искусственная средняя точка", а "искусственная 1/3 питания". Такое же напряжение будет и на их выходах в отсутствие входного сигнала.

Эту цацку "в железе" смакетировал. Работает. Возможно, только придется подкорректировать емкости конденсаторов (разделительных на входах и интегрирующих между выпрямителями и компараторами).

Вместо полевиков при макетировании поставил биполяры КТ805 с базовыми резисторами по 470 Ом. Прекрасно работает тоже. Если придется покупать детали, то, конечно, лучше полевики. А если ставить из того, что валяется в загашниках, то проще поставить биполяры средней мощности (типа КТ814-817 иже с ними).

В принципе, компараторы 555 использовались только постольку-поскольку так захотелось "юному дарованию". Вместо них можно спокойно применить ОУ, тогда и пороги их срабатывания и амплитуды сигналов можно подстраивать как хошь.

ris153.gif

Поигрался со схемкой "в железе" и убедился, что более плавная регулировка яркости свечения светодиодов при малых уровнях входного сигнала обеспечивается, если выходной сигнал активных выпрямителей при его отсутствии равняется 2/3 напряжения питания, а при увеличении - снижается, а не увеличивается. Обусловлено это тем, что нарастающая часть "пилы" имеет выпуклую (экспоненциальную) форму.

Изменения коснулись всего лишь заменой местами резисторов R4R5 делителя, полярности включения диодов VD1VD2 и входов компаратора DA2.2. Ну, и испытывалось с использованием биполярного транзистора КТ805. На схеме показан только один канал.

Светомузыка - выход - 2.GIF

Плюсом такого решения есть то, что оно более универсально: вместо СИД-ленты можно поставить оптоизолятор и управлять через симисторы лампами на 220 В. При этом дополнительный ключевой транзистор не потребуется, если вместо DA2.2 поставить компаратор (вернув подключение входов, как на схеме из поста № 13), а светодиод оптрона подключить непосредственно между его выходом и шиной питания (+ токоограничительный резистор). Правда, и генератор пилы понадобится синхронизируемый с сетью.

Но и такой у нас имеет место быть:

Пила.GIF

 

Вместо таймера очень даже неплохо работает компаратор.


 

 

Однократный ШИМ при включении питания:

ШИМ однократный.GIF

Основой послужила схема ШИМ, предложенная Vslz:

схема-1.GIF

К эмиттерам затворного драйвера на двух биполярных транзисторах разного типа проводимости (VT1 и VT2) через резистор 22...47 Ом нужно подключить затвор полевика, который и будет управлять нагрузкой (не показан).

В сравнении с "недоШИМами" на таймере 555, данная схема позволяет регулировать выходную скважность в широких пределах, от полностью закрытого до полностью открытого состояния ключа. Если к 5-му выводу подключить источник какого-то сигнала, то можно будет ШИМ-ировать нагрузку по любому закону.

Например, если подать звук, то будет цветомузыка...

 

Еще одна моя старая тема по этому же вопросу: "Плавное Зажигание И Гашение Светодиодов".

 

Falconist

Попросил меня знакомый сваять ему блок питания для домашнего пользования автоприемника. Лежал у меня БП формата АТХ. Я по-быстрому повыпаивал лишние шнурки, а зеленый проводок (PC-ON) подпаял на общий. Включаю в сеть - а фигушки! Кулер дергается и дальше не вращается. На выходе - ничего нет. Дежурное питание +5 присутствует. Разбираться с проблемой было некогда, т.к. на следующий день я отчаливал на гастроли. Взял тайм-аут. Честно признаюсь, так до сих пор и не разобрался, что ж там была за причина :vava: .

По возвращению мне подкинули больше десятка компьютерных БП, среди которых обнаружился один старенький формата АТ. Взял я его, повыпаивал из платы ВСЁ лишнее (включая обмотки по цепям +/-5 В на ДГС), оставив только цепь +12 В (обе обмотки ДГС по цепям + и минус 12 В запараллелил). Подстроил ее под 13,6 В.

Заодно заменил полумост их двух FR302 на MBR20100 (синяя стрелка) с радиатором большей площади, ключевые транзисторы на 13007, добавил дроссель и конденсаторы в фильтр сетевого питания (обведено фиолетовым), а также поставил прямо на плату светодиод индикации наличия выходного напряжения (красная стрелка) и запитал кулер через два последовательно включенных диода, на которых упало "лишние" 1,4 В (зеленая стрелка).

Питальник.gif

Плата выдает свои 10 А при стабильных 13,6 В. Единственное, что не дает пока запихнуть ее в корпус и отдать человеку - то, что совершенно нет защиты от перегрузки по току. А ведь почти 100% вероятности, что он это "чудо" рано или поздно сожжет.

А может, и не сожжет? Х.З. ...

Как утверждал Starichok: "Старый стал, ленивый"...


Еще раз внимательно рассмотрел печатку, пошастал по Интернету и нашел схему контроля ширины управляющих импульсов:

pic40.jpg

Защиту восстановил (R21D23C16R25R26). Правда, что на этой схеме делает С16 - ума не приложу. Ведь 15-й вывод подключен к референтному напряжению (14-й вывод) напрямую... Но работает - и ладно (3-й закон схемотехники).
 

В 23 жовтня 2014 р. в 18:58, Starichok сказал:

С16 входит в состав пикового детектора.

на самом деле это не контроль ширины импульсов, а контроль тока ключей.

за счет обмотки ПОС по току управляющий трансформатор одновременно работает, как ТТ. и на средней точке первички получается напряжение более-менее пропорциональное току ключей. это напряжение детектируется и подается через делитель на 16 ногу.

когда мне нужна было только защита (без регулировки тока), я тоже оставлял всю эту цепь защиты. а делителем настраивал защиту (нужное ограничение тока).

при этом 15 ногу требуется отвязать от 14 ноги резистором (например, 4,7 кОм), иначе конденсатор С16 с 15 ноги на 3 ногу бесполезен, и будем возбуждение схемы при срабатывании защиты по току.

Я-то его поставил на всяк случай, но чешу себе репу: что ж там в этой цепи за постоянная времени на 15-й ноге получается, если выходной ток 14-го вывода составляет до 10 мА (т.е., входное сопротивление соединенных вместе 14 и 15 выводов весьма низкое).

В 23 жовтня 2014 р. в 18:58, Starichok сказал:
при этом 15 ногу требуется отвязать от 14 ноги резистором (например, 4,7 кОм), иначе конденсатор С16 с 15 ноги на 3 ногу бесполезен, и будет возбуждение схемы при срабатывании защиты по току.

Вот и я о том же! Спасибо, Володя.




 

Falconist

Обратился ко мне за помощью коллега (стоматолог), перешедший на работу под оптическим увеличением бинокулярной налобной лупой. Для комфортной работы ему необходимо достаточно яркое освещение рабочего поля. К сожалению, вся медтехника (кстати, аналогично автотехнике), раз в 5, если не больше, дороже, чем точно такая же техника бытового назначения. Поэтому он начал приспосабливать более-менее бюджетные фонарики под свою задачу. При этом столкнулся с гроздью проблем, среди которых было отсутствие плавной регулировки яркости светодиода, очень быстрое исчерпание энергии повербанков на два параллельных аккумулятора по 2,2 А*ч, применяемых для питания осветителя с быстрым снижением яркости освещения (приходилось их подзаряжать до нескольких раз в течение одного рабочего дня) ну и, наконец, быстрый выход из строя светодиодов.

Я проникся его проблемами и начал с ними разбираться. Начал с вышедших из строя светодиодов. Оказалось, что они фирмы Cree, типа таких:

Светодиод.jpg

но из четырех нерабочих ТРИ кристалла банально отвалились с подложки!!! Перегрева не было, т.к. питались они от платки фонарика, откуда были взяты, так что, по-видимому, причина в бессвинцовой пайке. Подложка нагревалась на корпусе (нагревателе) паяльника и после расплавления припоя кристалл пинцетом помещался на свое место.

Еще в одном оторвались площадки для подпайки проводников. Были подпаяны прямо к к зачищенным от краски дорожкам. В итоге были восстановлены ВСЕ ЧЕТЫРЕ светодиода.

Рачал разбираться с повербанками. Выполнены они были на микросхемах HT4921 (два в одном), содержащих как драйвер заряда аккумуляторов так и импульсный повышающий преобразователь в 5 В. Если с первой задачей эти микросхемы справлялись, то узел повышающего преобразователя "приказал долго жить": При 3,9 В на аккумуляторе на выходе было только 3,5 В. Стало понятно, почему повербанки так быстро истощались. "Родные" платы были выкинуты и поставлены на драйверах TP4056.

А теперь перейдем к главному вопросу, а именно, проклятой проблеме стабилизации тока мощного белого светодиода на 3 Вт, питаемого от ОДНОГО литиевого аккумулятора.

Суть проблемы заключается в том, что падение напряжения на светодиоде (до 3,3...3,4 В) находится в диапазоне колебаний напряжения на аккумуляторе (4,2...2,75 В - https://ru.wikipedia.org/wiki/Литий-ионный_аккумулятор ). Обойти ее можно несколькими путями:

1) Применением импульсного преобразователя:
   а) SEPIC;
   б) Step Up/Down;
   в) Inverting

2) Применением линейного стабилизатора с недоиспользованием заряда аккумулятора.

По размышлению было решено пойти по второму пути. Основным аргументом в его пользу явилось даже не то, что импульсные преобразователи сложнее по схеме, а то, что светодиод - источник света безинерционный и как ни фильтруй выходное напряжение, но пульсации все равно будут присутствовать. Для глаза, примерно половину рабочего времени подвергающегося воздействию пульсирующего света (пускай даже высокочастотного), это зерр шлехт. Глаза - тоже "рабочий инструмент" и беречь их надо не менее тщательно, чем руки.

Для линейного стабилизатора необходимо было обеспечить минимально возможное падение напряжения на регулирующем транзисторе, чтобы "высосать" из аккумулятора максимум запасенной в нем энергии. Этого можно, в принципе, достичь использованием полевого регулирующего транзистора в "классической" схеме стабилизатора тока на ОУ. Ан нет! В действительности все не совсем так, как на самом деле :acute:. Даже с применением LogicLevel полевика напряжение на его затворе должно быть порядка 2,5...3 В, что потребовало бы применение неоправданно дорогих Rail-to-Rail ОУ.

Выход был найден путем использования нового класса биполярных транзисторов, т.н. BISS. Пошарив по Интернету нашел подходящий: PBSS4540X с током коллектора 4 А, рассеиваемой мощностью более 1 Вт и эквивалентным сопротивлением коллектор-эмиттер порядка 40 мОм. В управление к нему выбрал одиночный низковольтный LMV321. Схема получается вот такая:

Линейный LED-драйвер на LM358 схема.GIF

Но пока заказанные "блошки" ехали с отдаленного склада, покопался у себя в загашниках и нашел близкие по параметрам (напряжение насыщения - порядка 0,35 В) транзисторы PBSS4540X в корпусе DPAK. К ним поставил ширпотребовскую LM358, "заглушив" ОУ, выходящий на ножки с меньшими номерами. Получилось вот что:

Линейный LED-драйвер на LMV321 схема.GIF

Делитель R2R3R4 формирует на верхнем выводе переменного резистора R5 напряжение, которое может изменяться от 30 до 70 мВ подстроечным резистором R3, определяя максимальный выходной стабилизируемый ток. С его движка задается падение напряжения на эмиттерном резисторе R6, обеспечивая регулировку выходного тока от нуля до максимального. Яркость визуально не изменялась при снижении питающего напряжения до 3,55 В.

Просто, как угол дома. Печатка:

Линейный LED-драйвер PCB.jpg

Выполнена под корпус (а не наоборот!!!). Изготовлено два таких стабилизатора. Один - под повербанки (оставшиеся от прежней конструкции, на фото виден на затылке):

В работе 1.JPG

И второй - под одиночный аккумулятор (расположен с другой стороны наголовника относительно корпуса собственно стабилизатора тока):

Вид справа.JPG

Большая белая кнопка включения подсветки расположена так, чтобы можно было включать/выключать ее либо тылом кисти, либо предплечьем. Хотя стерильность рук стоматолога и относительна, но лазить пальцами после рта или чисто вымытыми по кнопкам - не есть гут.

Вид слева.JPG

Освещенность рабочего поля более, чем достаточна:

В работе 2.JPG

Полной зарядки одного аккумулятора хватало, чтобы без снижения яркости отработать ДВЕ полных рабочих смены. Т.е., принятое "командирское" решение относительно применения именно линейного стабилизатора тока было верным. И начхать на неполное использование заряда аккумулятора. Всё равно литиевые аккумуляторы "эффекта памяти", как у никелевых, не имеют.

Клиент остался доволен результатом, как слон после водопоя :D...Я - тоже.

2SD1802.pdf

Falconist

Мой креатив

1) А.с. СССР № 740227 "Способ диагностики разрыва эпифизарной ростковой зоны и осложнений при лечении компрессионно-дистракционным аппаратом" (соавт.: В.С.Шаргородский, Л.Г.Сафонов, В.Д.Бабич);

2) А.с. СССР № 925342 "Устройство для вытяжения нижней конечности" (соавт.: В.С.Шаргородский);

3) А.с. СССР № 950379 "Устройство для разработки тазобедренного и коленного суставов" (соавт.: В.С.Шаргородский);

4) А.с. СССР № 963517 "Ретрактор" (соавт.: В.Я.Фищенко, В.А.Улещенко);

5) А.с. СССР № 971257 "Угломер для рентгенограмм" (соавт.: В.А.Улещенко, Д.Е.Коваль);

6) А.с. СССР № 973105 "Ортопедический измеритель" (соавт.: Д.И.Кресный);

7) А.с. СССР № 973114 "Способ лечения остеомиелита позвоночника" (соавт.: В.Я.Фищенко, В.А.Фищенко, В.А.Улещенко);

8) А.с. СССР № 995754 "Способ оперативного лечения поясничного сколиоза" (соавт.: В.Я.Фищенко, В.А.Улещенко, В.Б.Левицкий, Н.Н.Вовк);

9) А.с. СССР № 1007681 "Индуктор для магнитотерапии"; Пат. Украины № 2219 (соавт.: В.С.Шаргородский, Л.Г.Сафонов, С.Л.Сафонов);

10) А.с. СССР № 1018622 "Плантограф" (соавт.: В.С.Шаргородский, Д.И.Кресный);

11) А.с. СССР № 1041112 "Устройство для лечения заболеваний позвоночника" (соавт.: В.Я.Фищенко, И.П.Маломуж, Ф.П.Лондон);

12) А.с. СССР № 1044291 "Способ стимулирования кровотока" (соавт.: В.В.Яровой, А.И.Найденов);

13) А.с. СССР № 1053816 "Способ оперативного лечения воронкообразной грудной клетки" (соавт.: В.Я.Фищенко, Л.Д.Стоков, В.А.Улещенко);

14) А.с. СССР № 1060183 "Устройство для вытяжения нижней конечности" (соавт.: В.С.Шаргородский);

15) А.с. СССР № 1081429 "Устройство для оптического определения микроколичеств веществ" (соавт.: Н.В.Романова, Г.И.Соколюк, З.П.Томаш, Т.П.Сирина);

16) А.с. СССР № 1108050 "Портативное устройство для переноски изделий, чувствительных к толчкам" (соавт.: Г.М.Дизик, С.В.Кислый);

17) А.с. СССР № 1114394 "Устройство для лечебной нагрузки" (соавт.: В.В.Яровой, А.И.Найденов, Н.П.Артеменко);

18) А.с. СССР № 1115756 "Зонд-проводник" (соавт.: Д.Е.Коваль, В.Я.Фищенко);

19) А.с. СССР № 1133513 "Устройство для исследования кинетики химических реакций" (соавт.: Г.И.Соколюк, Н.В.Романова, З.П.Томаш, Т.П.Сирина);

20) А.с. СССР № 1147376 "Способ торакопластики" (соавт.: В.Я.Фищенко);

21) А.с. СССР № 1152581 "Способ переднего корпородеза" (соавт.: В.Я.Фищенко, В.Г.Елизаров, В.А.Улещенко, Д.Е.Коваль, В.И.Левицкий, Н.Н.Вовк, В.А.Фищенко);

22) А.с. СССР № 1158182 "Способ передней декомпрессии спинного мозга на уровне первого грудного позвонка при травматическом вывихе седьмого шейного позвонка" (соавт.: В.Я.Фищенко, П.Я.Фищенко);

23) А.с. СССР № 1178434 "Устройство для остеосинтеза" (соавт.: Г.И.Овчинников, Л.П.Кукуруза, А.А.Яцевский);

24) А.с. СССР № 1189440 "Способ стимуляции перестройки костного регенерата при дистракционном чрескост­ном остеосинтезе" (соавт.: В.И.Стецула, М.И.Пустовойт);

25) А.с. СССР № 1192803 "Способ лечения тяжелых форм сколиоза" (соавт.: В.Я.Фищенко, Н.Н.Вовк);

26) А.с. СССР № 1230592 "Способ оперативного лечения воронкообразной деформации грудной клетки" (соавт.: В.Я.Фищенко, Л.Д.Стоков);[/size]

27) А.с. СССР № 1243709 "Способ лечения дегенеративно-дистрофических процессов опорно-двигательного аппарата" (соавт.: В.С.Шаргородский, В.В.Озинковский, В.В.Яровой, Л.Г.Сафонов)%

28) А.с. СССР № 1251890 "Способ удлинения трубчатых костей" (соавт.: О.Э.Михневич, В.П.Данькевич);

29) А.с. СССР № 1273085 "Способ лечения полидактилии стоп при удвоении первого пальца" (соавт.: О.Э.Михневич, В.Н.Турченко, В.Д.Бабич, В.П.Данькевич);

30) А.с. СССР № 1357012 "Способ изготовления костных аллотрансплантатов" (соавт.: А.Е.Державин, Н.К.Терновой, Р.О.Турчанинов);

31) А.с. СССР № 1367968 "Каблук ортопедический" (соавт.: А.И.Готштейн, Я.Б.Куценок, Е.П.Меженина, М.К.Роговая, Л.Л.Файнберг, Л.Е.Чечик, Н.И.Шаповал);

32) А.с. СССР № 1461436 "Компрессионно-дистракционный аппарат" (соавт.: М.И.Пустовойт);

33) А.с. СССР № 1475624 "Способ лечения кифосколиоза" (соавт.: В.Я.Фищенко, Н.Н.Вовк, В.Г.Вердиев);

34) А.с. СССР № 1516104 "Контрактор для коррекции и фиксации позвоночника" (соавт.: В.Я.Фищенко, В.Г.Вердиев, А.Г.Печерский);

35) А.с. СССР № 1570715 "Способ лечения укорочения конечности" (соавт.: В.И.Стецула, М.И.Пустовойт, Б.Б.Марко);

36) А.с. СССР № 1595490 "Компрессионно-дистракционный аппарат" (соавт.: М.И.Пустовойт

37) А.с. СССР № 1629047 "Устройство для лечения повреждений костей" (соавт.: М.И.Пустовойт, В.И.Стецула, Б.Б.Марко);

38) А.с. СССР № 1631569 "Способ моделирования миелопатии при врожденном сколиозе" (соавт.: В.Я.Фищенко, А.Г.Печерский, В.А.Улещенко, Т.В.Мижевич);

39) А.с. СССР № 1658061 "Состав мембраны твердофазного ионоселективного электрода для определения содержания ванадия V" (соавт.: А.Т.Пилипенко, О.П.Рябушко, Г.И.Соколюк, Е.А.Каретникова, Ю.Е.Климко);

40) А.с. СССР № 1681224 "Состав мембраны твердофазного ионоселективного электрода для определения содержания ионов ртути (II)" (соавт.: А.Т.Пилипенко, О.П.Рябушко, Г.И.Соколюк, Е.А.Каретникова, С.Д.Исаев);

41) А.с. СССР № 1681225 "Состав мембраны твердофазного ионоселективного электрода для определения содержания ионов меди (II)" (соавт.: А.Т.Пилипенко, О.П.Рябушко, Г.И.Соколюк, Е.А.Каретникова, Ю.Е.Климко);

42) А.с. СССР № 1771692 "Устройство для вызывания сухожильно-мышечных рефлексов" (соавт.: А.А.Соловьева);

43) А.с. СССР № 1782540 "Устройство для лечения нарушений осанки" (соавт.: Г.В.Блохинцев, Г.А.Покиданов, Е.А.Соколюк, А.А.Соловьева).

44) А.с. НРБ № 35349 "Оперативен метод за лечения на хълт­нали гръди" (соавт.: В.Я.Фищенко, Л.Д.Стоков );

45) А.с. НРБ № 41502 "Метод за оперативно лечение на напречната форма на пектус каринатум" (соавт.: Л.Д.Стоков, В.Я.Фищенко, В.А.Улещенко).

 

ЧУДАКИ

Борис Пургалин

Какие, право, пустяки —
живут на свете чудаки.
Но не забудьте, что они от слова "чудо"!
Один чудак за полчаса
творит такие чудеса —
иным бы это сотворить за век не худо.

Припев:
Не обижайте чудака — 
его планида нелегка.
С ним постоянно чудеса играют в прятки.
Какие, право, пустяки —
живут на свете чудаки.
И в этом свете, как ни странно, все в порядке!


Смешные люди чудаки
напишут что-то от руки,
но, словно чудо, зазвенит простая строчка.
Они придумывают вдруг
какой-нибудь квадратный круг
и знак вопроса часто ставят вместо точки.

(Припев)
 

У них внутри какой-то бес
все время требует чудес,
таких, которые придумать невозможно.
И мы, нормальные, зазря
их убеждаем, что нельзя!
Они ж наивно говорят: "Ну, значит, можно".

(Припев)

(Из репертуара Аллы Пугачевой)

 

Радиохобби 2005-2.gif


Поэзия:  http://samlib.ru/editors/s/sokoljuk_a_m/

 

Величальна (музыка Ирины Ярчевской-Губановой, исполняет солистка ВТА "Украиночка")

Колискова (музыка Андрея Иванова, исполняет он же)

Весільна (музыка Леонида Попернацкого, исполняет Рустам Галеев)

Жіночий гімн (музыка Леонида Попернацкого, исполняет Ольга Гринчук)

Седой мальчишка (музыка Ирины Ярчевской-Губановой, исполняет она же)

Золотая тюрьма (музыка Ирины Ярчевской-Губановой, исполняет она же)

Святвечір (музыка Александра Лисинчука, исполняет ВТА "Ластівка")

Перший сніг (музыка Александра Лисинчука, исполняет ВТА "Ластівка")

Ніч для нас (музыка Карлена Мкртчана, исполняет он же) (демоверсия, исполнение на концерте; полный текст здесь)

Останній дзвоник (музыка Александра Лисинчука, минусовка) (песня написана для выступления в школе меньшой дочки, текст здесь)

Falconist

Мини-генероттор

Понадобилось мне отобрать парочку трансформаторов из кучки, выпаянных из дежурок. Причем, в эту кучку я их сбрасывал не глядя, так что скорее всего, какие-то могли попасть и с короткозамкнутыми витками. Да и с вторичными обмотками разобраться надо было точно. Какое выходное напряжение и какой полярности. Поэтому быстренько слепил на макетке обычный блокинг-генератор на высоковольтном транзисторе (! КТ805Б пробился через пару секунд работы!). Такой себе "мини-генерототтор".

Пробник.GIF

А потом опять-же по-быстренькому слепил печатку размером 25 х 40 мм, распаял ее, апробировал и закинул в коробку с подобными "простыми схемами".

Пробник - печатка.GIF

Входов у схемы четыре: два - для подключения 220 В и два - плюс и минус 56 В (столько у меня выдает ЛБП). Если схема заводится от 56 В, то подключение ее к 220 В является только контрольным тестом. Ну, и проверить, какой номинал резистора смещения (составленного из двух последовательно - постоянного R1 и переменного R2) будет нужен для надежного запуска.

К выходам подпаяны 4 многожильных проводочка с однополюсными мини-разъемами для подключения к выводам трансформатора. Взяты от комплекта соединительных проводов от старого компьютерного корпуса.

Пробник.jpg

С помощью этого приспособления за час проверил больше десятка трансформаторов, нашел один, не работающий ни при каких подключениях к первичным обмоткам (пойдет на перемотку), отобрал подходящие и определился с разводкой вторичных обмоток для разводки ПП. Контроль осуществлял осциллографом.

Вроде бы и всё.


 

Falconist

На форуме как-то исподволь сложилось мнение, что я являюсь каким-то "микроконтроллероненавистником"... Отнюдь нет! МК - великолепный инструмент для решения множества достаточно сложных задач, которые с применением рассыпной логики решались с огромным геморроем. Ключевые слова здесь: "достаточно сложных"! Но когда МК пихают во все дырки куда ни попадя (типа помигать светодиодами) - поневоле приходят на ум слова "забивать гвозди микроскопом". Причем, апологеты массового применения МК заливаются соловьями (сиречь нагло врут), утверждая, что при изменении алгоритма работы "в железе ничего менять не надо - только в прошивке".

Ситуация вчерашнего и сегодняшнего дней, категорически противоречащая этому утверждению: взял субподряд на изготовлении узла управления специфической мигалки для авто. Алгоритм такой: при подаче напряжения питания должно последовать 4 вспышки, после чего светодиод светится постоянно, пока не снято напряжения питания. Если снова подать питание - цикл повторяется. Если снять питание, пока идут вспышки, то при его новой подаче цикл начинается сначала. Причем, первый импульс должен начинаться в момент подачи питания.

Собственно, схема была уже изготовлена "умельцем", выполнена на микроконтроллере. Показана в работе клиенту. Тому не понравилась частота вспышек (слишком частые), потребовал ее уменьшить. А "умелец" куда-то сдрыстнул и сейчас находится за пределами реального доступа. ВСЁ! Прошивка неизвестна. Программатора нет. Средств изменения констант на плате нет.

Даже если бы всё (за исключением последнего пункта) и было - попробую ситуацию немного усугубить. Изменили константу, отвечающую за частоту. Прошили МК заново. Показали клиенту. Ему не понравилось количество вспышек. Потребовал увеличить с 4 до 8  Изменили константу, отвечающую за к-во вспышек. Прошили МК заново. Показали клиенту. Теперь ему снова не понравилась частота вспышек - слишком мала. Изменили константу, отвечающую за частоту. Прошили МК заново. Показали клиенту... И т.д. и т.п. Причем, клиент ничего не может поменять сам - только ехать на сервис, чтобы перепрошивали МК.

Причем, утрировал ситуацию я не сильно. Буквально вчера речь шла о 4-х вспышках. А сегодня генподрядчик возжелал, чтобы их было 8!

Покрутил я Т.З. и так и эдак... И уже ночью сообразил, что вся "хотелка" может быть реализована с помощью одной-единственной КМОП микросхемы CD4060:

Мигалка - логика.GIF

Собственно, схема известна, применяется в реле времени/таймерах, я только использовал младшие разряды счетчика для формирования начальных вспышек.

При подаче напряжения питания счетчик обнуляется через конденсатор С1 и запускается тактовая генерация. С выходов Q9 или Q10 (выбираемых перемычкой Х2) единичные импульсы поступают на силовой блок, запрещая его работу (т.е., формируя паузы между импульсами). Через 4-8-16 таких импульсов (опять же их количество выбирается перемычкой Х3), единица через диод VD1 "затыкает" генератор тактовых импульсов и счетчик остается в этом состоянии до снятия напряжения питания. На исполнительный узел поступает логический ноль, разрешая его работу. Частота генерации регулируется подстроечным резистором R1. ВСЁ! Алгоритм соблюден. Меняться в определенных пределах может клиентом, совершенно незнакомым с МК самостоятельно. Размеры платы практически такие же, как и с МК. Не требует программатора и умения программирования.

Засим еще раз повторюсь: я целиком и полностью "ЗА" широкое применение микроконтроллеров при условии, что для данной задачи их применение обосновано!!!


 

Falconist

Ма-а-ахонькая такая поделка, нужная в хозяйстве, которую сваял для жены. :buba: Суть в том, что на кухне имеется проточный фильтр для воды. Скорость фильтрации должна быть маленькой (толщина струйки не больше спички). Пока 2-литровый кувшин наберется - стоять и ждать влом. А ушел - забыл. И водичка течет себе через край. Но при этом зазря расходуется фильтрующий картридж, а он денюжек стОит...Так вот, простейший сигнализатор уровня воды. Всего 4 детали. Баззер со встроенным генератором купил за 4,3 грн. Держатель для литиевой баратейки на 3 В выпаял из материнки. Резистор и транзистор - тоже из распая. Сначала попробовал полевик 2N7000, но то ли его цоколевка отличалась от даташитовской, то ли партия попалась бракованная - оказался всё время в открытом состоянии. Поставил составной Дарлингтона - и получилось зер гут.

Схема:

Звонок.GIF

Печатка:

Звонок-PCB.GIF

Внешний вид:

Звонок.jpg

Жена довольна! :dance2:

P.S. А меньшая дочка попросила сваять такую же для ванны. Уже пару раз, когда ее набирала, та переливалась через край...

_______________________________________________

Добавлено.

В процессе эксплуатации оказалось, что примененная батарейка никуда не годится из-за малой емкости. Хватило на неделю. Поэтому была изготовлена другая плата на 2 элемента АА. Кроме того, по рекомендации Гор'а
 

В 20.09.2014 в 08:57, Гор сказал:

Техническая грамотность требует вставить ограничительный резистор в цепь контроля =то есть цепь базы.

добавлен резистор с плюса питания к положительному контакту во избежание пробоя базо-эмиттерных переходов при случайном перемыкании между собой контактных щупов.

Исправленная схема:

Индикатор уровня воды схема.GIF

Новая печатка:

Индикатор  уровня воды PCB.GIF

Фото:

Индикатор.jpg




 

Индикатор уровня воды.lay6

Falconist

Понадобился мне силовой коммутатор, позволяющий подавать на нагрузку импульсы тока порядка 10 А с изменяющейся частотой и скважностью. Причем, чтобы и частоту и скважность можно было регулировать независимо друг от друга. Дополнительной задачей на него возложено служить нагрузкой для проверки динамических свойств проектируемого ЛБП (реакция на быстропеременные изменения тока нагрузки).

За основу взял статью П.Галашевского в "Радио" № 9 за 2012 год "Генератор c независимой регулировкой частоты и скважности", "корни" которой произрастали из этой темы: http://kazus.ru/foru...=94852 Поэтому подчеркиваю: основная часть схемы - не моя! Я только дополнил ее мощным ключевым каскадом с оптоизоляцией. Да и этот узел, в принципе, известен.

Прерыватель - схема.GIF

Поэтому авторство осталось разве что за печаткой

Прерыватель - PCB.GIF

и конструктивом

Прерыватель.JPG

Открытый корпус выбран из-за того, что не исключена необходимость что-то менять в схеме в процессе проведения экспериментов.

Прерыватель.lay6


 

Falconist

Попала ко мне в руки ломаная мобилка, из которой я извлек микромоторчик виброзвонка.

Моторчик.jpg

Цацка-пецка, конечно, интересная но куда ее применить - сразу и не сообразить. Крутил я его в руках, крутил и стрельнула в голову мысля: "А не изобрести ли из него виброактуатор для травления плат"? Поскольку я травлю платы, пуская их плавать по поверхности хлорного железа, налитого в фотокювету. Масса по сравнению с другими моторчиками мизерная, сильно топить плату не должен, эксцентрик на валу уже имеется.

Задумано - сделано. Нашел присоску. Просверлил по ее оси отверстие 3,5 мм; подпаял к моторчику кусок гибкого кабелька от сломанных наушников и с натягом вставил моторчик в отверстие в присоске. Кабелек пропустил сбоку. Залил изнутри 88-м клеем для восстановления герметичности. Высушил.

Вибратор.JPG

Приклеил к плате пенопластовые поплавки, между ними прилепил присоску, положил плату сверху на р-р хлорного железа (уже не свежий!) в кювете. Подключил кабелек к БП, выставил около 3 В и процесс травления пошел. Закончился он через 8 минут. Много это или мало - надо будет точно узнать, сравнив время травления двух одинаковых плат - одну с этим виброактуатором, вторую - без него. Но субъективно ускорение вроде бы и так заметно.

Планируется снабдить этот актуатор автономным БП (зарядник от мобилки), чтобы не тягать штатный БП туда-сюда, а регулировку скорости вращения выполнить на банальном переменном резисторе 220...330 Ом, поскольку изменения нагрузку на валу, а следовательно, и тока потребления (в раскрученном состоянии он порядка 30...50 мА) не предполагается.

Сильно раскручивать моторчик (подавая на него напряжение более 3 В) нерационально, т.к. излишне высокая частота вибрации снижает эффективность передачи ее на сравнительно массивную и, следовательно, инерционную плату. Кроме того, моторчик при этом очень сильно греется!

Однако, пробная эксплуатация показала неудобство присоски, как средства крепления моторчика. При вибрации отпадает. Да и сам моторчик слишком слабосилен. Плату кое-как шевелит, но только если ее размеры небольшие. Для более-менее приличных плат его силы не хватает.

Перебирая загашники в поисках втулок, наткнулся на связочку латунных усеченных по оси цилиндриков с центральным отверстием с резьбой М2. Проскочила мысля: "Да это же готовый эксцентрик!" Полез в загашники дальше, нашел коробочку с моторчиками постоянного тока, снятыми с узла выброса каретки CD-ROMов. Диаметр вала - те же 2 мм. Рассверлил отверстие в эксцентрике, насадил на вал - сел, как родной. Без дополнительной фиксации.

Моторчик с эксцентриком.JPG

Применять в качестве регулятора оборотов просто переменный резистор как-то "не вставило". Решил использовать примитивный регулятор напряжения Виброактуатор Circuit.GIF Резистор R2 в схему был добавлен после апробации, т.к. нулевое (и близкое к нему) выходное напряжение не имеет смысла.

Печатка:

Виброактуатор PCB.GIF

В сборе:

Плата на моторчике.JPG

Теперь - главный момент: крепление этого моторчика к плате. Из пенопласта вырезан прямоугольный брусок ("понтон") толщиной 25 мм (чуть больше высоты моторчика с эксцентриком), в центре которого разогретым паяльником выплавлено отверстие, в которое вставлен внутренний стакан от закрутки на бутылку водки "Хлебный дар" (внешний и средний были убраны). И по высоте и по диаметру он оказался соответствующим размерам моторчика буквально "тютелька-в-тютельку".

Моторчик в стакане.JPG

Моторчик, обмотанный парой витков ПВХ изоленты, зафиксирован внутри него "внатяг". Для защиты от загрязнения травильным раствором "понтон" дополнительно обернут куском полиэтиленовой пленки от пакета для продуктов, зафиксированного канцелярвким резиновым кольцом. После использования - снять и тупо выбросить.

Понтон.JPG

Такими же резиновыми кольцами к "понтону" крепится плата. Крест-накрест, если она относительно больших размеров

Крепление большой ПП сверху.JPG

либо одним кольцом,если плата маленькая

Крепление малой ПП сверху.JPG

То же снизу:

Крепление большой ПП снизу.JPG

Крепление малой ПП снизу.JPG

Под резинками медь, конечно, не стравится, но и размещены эти участки либо на технологических припусках, либо в углах платы, свободных от важных проводников.

Вот, собственно, и все. Основной недостаток данной технологии - применимость для травления только односторонних плат.


 

 

 

 

Ну и, наконец, отчет о проведенной апробации.

От одной пластины фольгированного гетинакса лежавшего еще с совейских времен (стеклотекстолит использовать земноводное не дало) отрезал два куска. Один протравил с использованием актуатора, второй - просто плавающим по поверхности. Поверхность фольги специально не зачищалась, травление производилось "как есть". Результат проверялся каждые 2 минуты для платы, травившейся с актуатором и каждые 5 минут - "самотравом". Раствор хлорного железа имел комнатную температуру (не измерял).

Травление с актуатором.JPG

Стрелка указывает на блики, создаваемые стоячими волнами от работы актуатора.

Протравленные платы (12 мин).jpg

Сверху - плата, протравленная с актуатором, после 12 минут травления. Стрелка указывает на единственный дефект травления из-за какого-то загрязнения поверхности платы. По углам - полоски от резинок крепления. Внизу - плата, травившаяся обычным способом после 15 минут. Нестравленная фольга осталась по всей поверхности.

Еще одно фото второй платы через 30 минут травления. Видны непротравы, оставшиеся от загрязнений поверхности фольги. Травить дальше не увидел смысла - и так всё ясно.

Недотравленная плата (30 миг).jpg

Питание осуществлялось от китайского зарядника для мобилки с выходным напряжением 6,2 В.

Комплект.JPG

Резюме:

1) Сокращение времени травления более, чем в 2 раза;

2) Повышение качества травления.



 

Falconist

Введение

Я за пультом.jpg

На одной из работ (концерт ансамбля "Украиночка"

Кафедра.jpg

На другой работе (кафедра менеджмента организаций здравоохранения ЕУ)

Начну со ссылок на наиболее "горячие" темы.

1) "Методика ремонта транзисторного УМЗЧ" На "Казусе". На "Радиокоте". На "Радиолоцмане". Статья растиражирована еще на десятке сайтов, но искать их лениво.

2) "Импульсная зарядка для автоаккумуляторов (Новодел)". На "Казусе"..На "Радиокоте". Еще одна тема на "Казусе".

Менее "горячие" темы:

3) "Цоколевка трансформаторов компьютерных БП". На "Казусе". На "Радиокоте".

4) "Регулируемый источник тока на компараторе" На "Казусе".

5) "Особенности построения трансформаторного БП для УМЗЧ". На "Казусе".

6) "Чисто Аналоговый Бытовой Терморегулятор ( Термостабилизатор )"

7) "Миф О Тотальной Замене Конденсаторов И Прочие Глупости При Ремонтах"

8) "Отмывать Или Не Отмывать Платы От Канифоли?"

9) "Сценические Осветители"

10) "Мерцающая Работа Иип"

11) "Плавное Зажигание И Гашение Светодиодов"

12) "Расcчет LED-драйвера на HV9910"

13) "Первая черная полоса в маркировке резистора"

14) "Простой высококачественный мощный УМЗЧ"

15) "Low Dropout линейный стабилизатор на TL431"

16) "Регулятор Оборотов Пылесоса Miele S-711"

17) "Нихромовый нагреватель, как датчик температуры?"

 

Статьи:

1) "Операционный усилитель? Это очень просто!"

2) "Бетник для измерения коэффициента усиления мощных транзисторов". Обсуждение на "Казусе".

3) "Плавное переключение яркости свечения светодиодов (лент)". + http://kazus.ru/shemes/showpage/0/1493/1.html

4) "Vademecum (лат. - Следуй за мной)"

5) "Усилитель для электретного микрофона с АРУ"

6) "Простое бюджетное зарядное устройство для гелевых кислотных аккумуляторов малой и средней емкости"

7) "Экономичные бюджетные светодиодные драйверы"

8) "Светодиодный драйвер для автомобильного светового оборудования"


 

Отдельные посты, которые мне представляются полезными:

1) "Регулятор мощности паяльника" (схема, печатка, фото). Печатка под другой корпус.

2) "Звуковой пробник ("пищалка")".

3) "Предусилитель для пьезоэлектрического звукоснимателя". Обсуждение принципа работы на "Казусе"

4) "Предусилитель для динамического микрофона" (схема, печатка).

5) "Высоковольтный стабилизатор напряжения (фантомное питание для конденсаторного микрофона)".

6) "Разводка общей (нулевой) шины в аудиоустройстве". Еще один вариант.

7) "ИИП с ограничением тока (немного переделанный вариант "D")"

8) "Простой повышающий преобразователь на трансформаторе от компьютерного БП".

9) "Коллекция схем простых зарядок для мобилок". На "Казусе".

10) "Сравнение ИИП и трансформаторного БП". На "Казусе".

11) "Аналог мощного высоковольтного стабилитрона в качестве электронной нагрузки для LED-драйвера"

12) "Клампер параллельно обмотке реле".

13) "Генератор (мультивибратор) на трех транзисторах"

14) "Генератор псевдослучайной последовательности на логике". На 63 и 255 шагов.

15) "Подмотчик спидометра на таймере 555".

16) "Циклический таймер для насоса".

17) "Таймер бытового вентилятора Домовент-100С".

18) "Зависимое управление вентилятором в туалете от вентилятора в ванной"

19) "Мостовой драйвер для электомоторчика на таймерах 555". Еще один пост.

20) "Драйвер для униполярного ШД на "рассыпухе" (+ меандр с выхода 555 таймера). Еще один пост.

21) "Драйвер для биполярного ШД на "рассыпухе (с опторазвязкой)".

22) "ШИМ-регулятор для заземленной нагрузки" (+ светодиодные габариты/стопы).

23) "Тестер стабилитронов и светодиодов"; "LED-тестер"

24) "Усилитель ЗЧ на интегральных стабилизаторах".

25) "Регулятор нагрева паяльника с повышением напряжения" (на "Казусе").

26) "Принцип организации самопитания PWM-контроллера в компьютерных БП".

27) "Двухполюсный стабилизатор тока".

28) "Светодиодное освещение от аккумулятора с линейным стабилизатором тока"

29) "Включение TDA2822 со сниженным коэффициентом усиления" Еще один пост

30) "Подключение обмоток трансформатора к выпрямительному мосту для питания УМЗЧ"

31) "Втекающий и вытекающий токи выходов логических микросхем"

32) "Линейный БП на умощненной LM317"

33) "Принцип работы диммера на аналоге двухбазового диода"

34) "Принцип работы сумматоров напряжения и тока"

35) "Разница между инвертирующим и неинвертирующим подключением дифкаскада"

36) "УМЗЧ на LM317"

37 "Поворотник в виде светодиодной линейки с заполнением на сдвиговом регистре"

Falconist

Что меня поражает: схемы ЛБП традиционно выполняются на ОУ. И настолько этот постулат въелся в сознание, что другое даже себе не представляется. Я не имею в виду дискретные компоненты! Именно интегральные микросхемы. А задумывался ли кто-нибудь о быстродействии ОУ, да еще при их последовательном включении? Видимо, нет. А я вот задумался и щас кого-то, наверное, очень сильно удивлю. Так что крепче держитесь за стул.

Не так давно я макетировал схему терморегулятора и прифигел от результатов. Повторил в симуляторе (Мультисим) - получил то же самое. Поэтому иллюстрации к данному посту выполнены в виде "осциллограмм" из Мультисима. Не вижу смысла гонять паяльник, если результат практически один-в-один.

Итак, давайте сравним самые банальные микросхемы - ОУ LM358 и компаратор LM393. Их внутренняя структура приведена на рисунке ниже:

LM358-LM393_Compare.gif

Как видим, за исключением двухтактного выходного каскада (обведено рамкой) и некоторых различий в токах, формируемых генераторами тока, обе микросхемы очень похожи (НЕ идентичны, а именно похожи).

В Мультисиме включил их параллельно в режиме компаратора. Для выхода LM393 подключил нагрузочный резистор 2 кОм. На вход подал прямоугольный сигнал частотой 5, 50 и 500 кГц.

Сравнение ОУ и компаратора.gif

И вот что получил на выходе. Красный трек - "осциллограмма" с выхода ОУ LM358, синий - компаратора LM393. Частота 5 кГц:

5 кГц.gif

Компаратор формирует четкие прямоугольные импульсы. С выхода ОУ фронты завалены.

Частота 50 кГц.

50 кГц.gif

Компаратор формирует четкие прямоугольные импульсы. С выхода ОУ - хиленький треугольник.

Частота 500 кГц (!!!)

500 кГц.gif

Компаратор формирует прямоугольные импульсы со слегка заваленными фронтами. С выхода ОУ - фиг знает что.

Это я специально взял отнюдь не самые лучшие приборы! Токмо чтобы показать разницу в работе.


 

Falconist

База-эмиттерный резистор

Вопрос, неоднократно поднимаемый на форумах: есть схема ключевого каскада.

Схема 1.jpg

Осциллограмма 3.jpg

Если с номиналом базового (токоограничительного) резистора (в данном случае R3) особых проблем не возникает, для ключевого режима он должен обеспечивать базовый ток не меньше, чем коллекторный (через резистор R1), деленный на коэффициент усиления (h21, бета) данного транзистора (хотя это "не меньше" должно быть НАМНОГО не меньше, что будет показано ниже), то с номиналом базо-эмиттерного резистора R2 возникают существенные непонятки не только у "юных дарований", но даже у казалось бы грамотных и квалифицированных инженеров. Нередки рекомендации ставить его в диапазоне 10...100 кОм (искать ссылки несколько лениво, прошу поверить на слово). Либо вообще не ставить. Последнее наиболее часто можно наблюдать в буржуинских схемах. Поэтому давайте в конце концов разберемся, зачем этот резистор вообще нужен и каким должен быть его номинал.

У биполярного транзистора существует такой паразитный параметр, как неуправляемые коллекторный и базовый токи. Их величина зависит от материала (у германиевых они примерно на порядок больше, чем у кремниевых) технологии (качества изготовления), мощности и т.п. При определенных сочетаниях режимов работы транзистора (высокое напряжение между коллектором и эмиттером, повышенная температура, влияние импульсных помех и др.) эти неуправляемые токи могут привести к самопроизвольному (при)открыванию транзистора с дальнейшим переходом в лавинный режим работы и соответствующими печальными результатами. Чтобы такого не произошло, между базой и эмиттером ставится внешний резистор, через который этот неуправляемый базовый ток и закорачивается. Для кремниевого транзистора такого резистора, как правило, достаточно. Для германиевого - обычно было недостаточно и приходилось подавать через него небольшое запирающее напряжение. Сейчас, поскольку германиевые транзисторы применяются разве что в экзотических схемах, этот момент для них стал неактуален.

С назначением базо-эмиттерного резистора вроде понятно. Так каким же должен быть его номинал? Дома у меня лежат пара бумажных справочников по транзисторам:

1. Транзисторы для аппаратуры широкого применения: Справочник / К.М.Брежнева и др.; Под ред. Б.Л.Перельмана.- М.: Радио и связь, 1981.- 656 с.

2. Мощные полупроводниковые приборы. Транзисторы: Справочник / Б.А.Бородин и др.; Под ред. А.В.Голомедова.- М.: Радио и связь, 1985.- 560 с.

Приведенный ниже сканы взяты из первого из них. Во втором эти данные тоже есть. Давайте внимательно посмотрим в разделе "Максимально допустимые параметры" на такой параметр, как постоянное напряжение коллектор-эмиттер UКЭ max, а именно, условие его измерения - номинал базового резистора RБ (обведено красной рамкой).

для маломощного транзистора КТ104 RБ = 10 кОм.

КТ104.jpg

Для транзистора средней мощности КТ611 RБ = 1 кОм.

КТ611.jpg

Для транзистора большой мощности среднечастотного КТ803 RБ = 100 Ом.

КТ803.jpg

Для транзистора большой мощности высокочастотного КТ913 RБ = 10 Ом (!!!)

КТ913.jpg

А-ФИ-ГЕТЬ!!! Разброс на ТРИ порядка! От 10 кОм до 10 Ом. Конечно же, для каждого типа транзистора значения свои. Так, для ГТ109 его номинал равен 200 кОм; для КТ630 - 3 кОм. Для ГТ122 он равен нулю. И т.д. и т.п. А для МП39...МП42, МП111...116, да и для немалого количества других типов транзисторов (особенно маломощных) его номинал вообще не приведен. Но суть не в этом, а в том, что чем больше мощность транзистора, тем меньший номинал базо-эмиттерного резистора гарантирует, что при любых температурных (и прочих) условиях транзистор самопроизвольно не откроется.

Кстати, пересмотрел десятка два даташитов на буржуинские биполярные транзисторы - ни в одном из них (в разделе Absolute Maximum Rating) не нашел даже упоминания о таком резисторе.

В первом приближении можно принять зависимость между мощностью и номиналами RБ, приведенную выше на сканах: 10 кОм для маломощных, 1 кОм - средней мощности и 100 Ом - для мощных транзисторов. Кроме того, чем выше граничная частота работы данного типа транзистора, тем меньше должен быть номинал RБ.

Естественно, такая зависимость не является догмой. Каждый может сам для себя выбирать, что ему по вкусу. Но именно сам для себя, когда "выбирающий" и отвечает за работоспособность устройства. Если же устройство должно выполнять какие-то критические функции, то выбор "с потолка" становится уже неприемлемым. В действие вступает правило: "Не делайте тяп-ляп. Делайте хорошо. Плохо само получится"!

В 25.12.2014 в 06:59, IMXO сказал:

утверждать стопроцентно не буду, но помоему для расчета RБ в справочниках есть четко оговоренный параметр IКБО от которого и пляшем , падение на RБ принимается равным 0,1в , а дальше обычный закон ома

КТ819 IКБО =1мА - RБ <=100ом

КТ817 IКБО =0,1мА - RБ<=1000ом

кт3117 IКБО =10мкА - RБ<=10000ом

или нет?

IMXO, спасибо за наводку. Очень даже похоже на истину. Только почему-то очень мало кто использует этот параметр для расчета. Лепят отсебятину кто во что горазд. Не сложно ли будет пояснить, откуда взялась цифра 0,1 В?

В 25 грудня 2014 р. в 09:35, IMXO сказал:

скажем так напряжение при котором переход база-эмиттер однозначно закрыт... и ток протекающий через него не может повлиять на ток коллектор-эмиттер при любом разумном Н21е

Отсимулировал этот каскад при отключенном Rб.

Ключевой каскад - схема.jpg

Вот что получилось.

Ключевой каскад - осциллограммы.jpg

Выходит, что транзистор начинает открываться при напряжении на базе, равном 425 мВ (канал "С", красная вертикальная метка Т1). Но это при температуре 20оС! Если она повысится до предельно допустимой (как это сделать в Мультисиме, пока не знаю), скажем, до 150оС, то учитывая, что напряжение на р-п переходе снижается на 2...2,5 мВ/град. получается как раз около 0,1 В.

А теперь я увеличил чувствительность трека "В" (красный), показывающего базовый ток до 50 мВ/дел.

Ключевой каскад - осциллограммы 2.jpg

В точке начала открывания транзистора (Т1) его величина составляет 224 нА (коэффициент преобразования датчика тока составляет 1 В/мА). Еще увеличил чувствительность (до 1 мВ/дел). Переместил маркер Т2 в точку, где базовый ток начинает отклоняться от нуля. Она соответствует базовому напряжению 225 мВ. Делим на 2 (для надежности) - получаем этот самый 0,1 В.

Ключевой каскад - осциллограммы 3.jpg