Поиск по сайту

Результаты поиска по тегам 'генератор тока'.

  • Поиск по тегам

    Введите теги через запятую.
  • Поиск по автору

Тип публикаций


Категории и разделы

  • Вопрос-Ответ. Для начинающих
    • Песочница (Q&A)
    • Дайте схему!
    • Школьникам и студентам
    • Начинающим
    • Паяльник TV
    • Обсуждение материалов с сайта
  • Радиоэлектроника для профессионалов
    • Световые эффекты и LED
    • Роботы и модели на ДУ-управлении
    • Автоматика
    • Самодельные устройства к компьютеру
    • Программное обеспечение
    • Автомобильная электроника
    • Системы охраны и наблюдения. Личная безопасность
    • Питание
    • Электрика
    • Промышленная электроника
    • Ремонт
    • Металлоискатели
    • Измерительная техника
    • Мастерская радиолюбителя
    • Сотовая связь
    • Спутниковое ТВ
    • КВ и УКВ радиосвязь
    • Жучки
    • Телефония и фрикинг
    • Высокое напряжение
    • Идеи и технологии будущего
    • Справочная радиоэлементов
    • Литература
    • Разное
  • Аудио
    • FAQ, Технологии и компоненты
    • Для начинающих
    • Источники звука
    • Предусилители, темброблоки, фильтры
    • Питание аудио аппаратуры
    • Усилители мощности
    • Акустические системы
    • Авто-аудио
    • Ламповая техника
    • Гитарное оборудование
    • Прочее
  • Микроконтроллеры
    • МК для начинающих
    • AVR
    • PIC
    • STM32
    • Arduino и Raspberry Pi
    • ПЛИС
    • Другие микроконтроллеры и семейства
    • Алгоритмы
    • Программаторы и отладочные модули
    • Периферия и внешние устройства
    • Разное
  • Товары и услуги
    • Коммерческие предложения
    • Продам-Отдам, Услуги
    • Куплю
    • Уголок потребителя
    • Вакансии и разовая работа
    • Наши обзоры и тесты
  • Разное
    • Конкурсы сайта с призами
    • Сайт Паяльник и форум
    • Курилка
    • Технический английский (English)
    • Наши проекты для Android и Web
    • FAQ (Архив)
    • Личные блоги
    • Корзина
    • Вопросы с VK
  • ATX->ЛБП Переделки
  • Юмор в youtube Киловольты юмора
  • Надежность и группы продавцов Радиолюбительская доска объявлений exDIY
  • разные темы Переделки

Блоги

Нет результатов для отображения.

Нет результатов для отображения.

Местоположения

  • Пользователи форума

Группа


ICQ


Skype


Интересы


Город


Сфера радиоэлектроники


Оборудование

Найдено 4 результата

  1. 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"). Зачем я всё это расписываю - будет изложено позже. Теперь о вольт-амперной характеристике (ВАХ) светодиодов. На рисунке представлена ВАХ красного светодиода. Для светодиодов другого цвета она будет точно такой же, только сдвинутой вправо. 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). 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. Просто, но стрёмно. Давайте рассмотрим одну такую цепочку. 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. 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. 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. 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. 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. 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: 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). 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!!! Схема из журнала "Радиомир", 2014, № 11, С.26: 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
  2. "Поглотитель тока" VS дежурка

    Собственно, вопрос достаточно мелкий и в "железе" еще не апробирован. Тем не менее, хотелось бы застолбить саму идею, пока ее техническое решение ожидает своего воплощения. Суть заключается в том, что меня буквально коробит применение дежурки для одной-единственной функции: первичного запуска ИИП, после чего она продолжает "молотить" вхолостую. Я могу понять необходимость этого узла в БП телевизора либо другой подобной аппаратуры, которую требуется включать/выключать "ленивчиком". С другой стороны, на холостом ходе двухступенчатого лимпульсно-линейного ИИП, когда потребление тока нагрузкой минимально, длительности широтно-модулированного импульса (ШМИ) недостаточна, чтобы "пробиться" через диод самопитания и обеспечить достаточное напряжение питания микросхемы ШИМ. На первый взгляд, дежурка в этой ситуации является единственным спасением. Однако, если логически проанализировать процесс самопитания, то оказывается, что достаточно ограничить минимальную длительность ШМИ. Всего-навсего. Самый простой вариант - поставить резистор параллельно нагрузке. Однако, простота хуже воровства. Чтобы обеспечить достаточный ток в режиме Х.Х. при минимальном выходном напряжении, сопротивление такого резистора должно быть достаточно мало. При повышении выходного напряжения совершенно ненужный для штатной работы БП ток через резистор пропорционально возрастает и начинает зря подгружать БП. Поскольку дальше будет рассматриваться не резистор, а электронный узел, назовем его "нагрузочным узлом". Таким образом, сопротивление нагрузочного узла должно быть маленьким при малом выходном напряжении и большим при большом выходном напряжении. Исходя из закона дедушки Ома, это значит, что ток через нагрузочный узел должен быть стабильным. А это - функция генератора втекающего тока ("поглотителя тока")..Схемотехническое решение состоит из двух частей: а) компаратора на TL431 с делителем R1R2 напряжения самопитания микросхемы ШИМ (для TL494 порог срабатывания настроен на 20 В) и б) собственно генератора втекающего тока (ГТ) на транзисторах VT1VT2 и резисторах R3, R4. Пока напряжение самопитания больше 20 В, TL431 открыт и шунтирует базо-эмиттерный переход VT2, препятствуя работе ГТ. Если оно снижается до 20 В, TL431 запирается и ГТ начинает потреблять ток 100 мА от силовой шины. Если нагрузка возрастает, длительность ШМИ увеличивается, напряжение самопитания восстанавливается до номинального и ГТ отключается, тем самым зря не подгружая БП. Для одноступенчатых ИИП (т.н. "лабораторных") такое решение, естественно, не подойдет, поскольку не обеспечивает минимального выходного напряжения на Х.Х., но для двухступенчатых импульсно-линейных БП вполне приемлемо: повышенное напряжение на входе линейного стабилизатора в практическое отсутствие потребления тока нагрузкой для регулирующего транзистора - как слону дробина. Зато исключаются такие "паровозные" компоненты, как высоковольтный ключевой транзистор и трансформатор. В конце концов, такой "поглотитель тока" является альтернативой дежурке, но использовать его или нет - обусловлено исключительно личными предпочтениями. Мне так удобнее. Кто-то является горячим поклонником дежурки. Лишь бы работало... P.S. Вставлю-ка я прямо сюда исправленную схему, дабы народ не смущать:
  3. 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 а также J60 высотой 7,5 мм и диаметром тоже 10 мм . Слепил по-быстрому такую вот схемку: 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. 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. 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) 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) и сведены на графике в Экселе же: 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: 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: 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.
  4. Различных схем терморегуляторов (термостабилизаторов) существует вагон и маленькая тележка. На любой вкус и уровень опыта. От простейших, на триггере Шмитта (транзисторном либо на компараторе или ОУ) и до "навороченных" на микроконтроллере. Да и промышленно выпускаемые терморегуляторы (например, "Овен") недороги и доступны. Поэтому описанный в данной теме терморегулятор не претендует на какую-то супер-крутизну. Он был разработан и изготовлен около 20 лет назад, когда микроконтроллеры были чем-то недосягаемым, успешно проработал примерно 10 лет в условиях производства (сухожаровой шкаф на 5 кВт) и провалялся до недавнего времени на чердаке. Был извлечен оттуда, включен в сеть и поставлен для стабилизации температуры в аквариуме. Как оказалось, перерыв в работе на него совершенно не повлиял. На показометре - актуальная температура = чуть меньше 30оС. На спиртовом термометре = 29оС. Оригинальная схема за минувшие 20 лет где-то потерялась, вырисовывать по плате было лень да и смысла не было, т.к. выполнена она была на деталях той же 20-летней давности. Поэтому приводимая ниже схема является по сути "новоделом", воссозданным "по мотивам" исходной схемы. Сразу предупреждаю: "в железе" именно эта схема не проверялась!!! Поскольку у жены два аквариума и такой же термостабилизатор нужен будет и для второго, то в ближайшем времени я ее реализую, тогда и отпишусь о результатах. Блок питания выполнен на маломощном трансформаторе и обеспечивает три напряжения: + 9 В, стабилизируемое 3-выводным стабилизатором (может быть в диапазоне +6...+15 В, всё зависит от выходного напряжения трансформатора), нестабилизированное +Vcc (снимаемое сразу же с выпрямительного моста и конденсатора фильтра, чтобы не подгружать стабилизатор) и +2,5 В, стабилизируемое аналогом стабилитрона TL341 и играющее роль "искусственной средней точки". В качестве термодатчика используется обычный кремниевый диод (VD1) производства Болгарии (в свое время откуда-то их понавыпаивал больше сотни): Нет подходящего диода? Не проблема. эмиттерный переход транзистора тоже подойдет. Ток через термодатчик (1...2,5 мА) со стороны катода стабилизируется генератором тока на ОУ DA2 и транзисторе VT1. Его величина устанавливается подстроечным резистором R4 такой, чтобы при 0оС (температура тающего льда) падение напряжения на нем составляло 0,7 В. Внимание! Для диодов с различным допустимым током эти 0,7 В будут достигнуты при разном токе! Скажем, для КД212 падение напряжения 0,7 В будет при токе примерно 10...20 мА (результаты собственных экспериментов). Со стороны анода на термодатчик подается напряжение 3,2 В (относительно общей шины) с выхода инвертирующего усилителя DA1 (устанавливается подстроечным резистором R2). Таким образом, на катоде термодатчика получаем такое же напряжение (+2,5 В), как и опорное, относительно которого потенциал, изменяющийся с изменением температуры термодатчика, будет усиливаться неинвертирующим усилителем DA3. Поскольку изменение падения напряжения на кремниевом p-n переходе достигает 3 мВ/град, то для надежной работы компаратора (DA6) вполне достаточно усилить его всего в 7...10 раз. Коэффициент усиления устанавливается подстроечным резистором R8. При повышении температуры термодатчика падение напряжения на нем уменьшается и потенциал на его катоде становится более положительным. Соответственно, возрастает потенциал и на выходе DA3. Известны, конечно, схемы на транзисторах, в которых температурный коэффициент изменения напряжения достигает 6...10 мВ/град, но 3-проводная система подключения как-то резко нивелирует это преимущество подобных схем. Возникает закономерный вопрос: а нафига вообще нужна столь сложная система запитки термодатчика??? Ответ простой: для обеспечения полностью независимой установки нулевого значения (при 0оС) резистором R2 и конечного значения резистором R8 (скажем, при 100оС - температура кипящей воды, хотя кремниевый p-n переход совершенно спокойно можно использовать и до температуры +150оС). Дело в том, что температурный коэффициент изменения падения напряжения на p-n переходе - величина не калиброванная и при смене термодатчика придется подстраивать как ноль, так и крайнее значение. Зато, в отличие от терморезисторов, температурный коэффициент изменения падения напряжения на p-n переходе практически линеен во всем рабочем диапазоне! Это позволяет (с определенным допущением, конечно же) использовать линейный измеритель температуры, в качестве которого применен обычный стрелочный прибор на 100 мкА. Такой выбран исключительно из-за соответствия шкалы на 100 делений шкале на 100 градусов. А реально стрелочный прибор можно использовать на любой ток от 50 мкА до 10 мА. ОУ DA4, включенный повторителем, потянет запросто. В принципе, никто не мешает применить и цифровой вольтметр, с учетом современных тенденций. Вот только непонятно, зачем лепить цифру к чисто аналоговой схеме? Вход повторителя может подключаться переключателем SA1 либо к выходу усилителя DA3, при чем измерительный прибор будет показывать актуальную температуру термодатчика, либо к движку переменного резистора R9, показывая порог, при котором будет происходить срабатывание компаратора. Сигнал с термодатчика мы получили и направили его на один из входов компаратора DA6. На второй вход поступает опорное напряжение с переменного резистора R9, дополнительно застабилизированное регулируемым "стабилитроном" DA7 (TL431) на уровне 2,5 В относительно "искусственной средней точки". Входы компаратора могут меняться местами переключателем SA2. При его положении, показанном на схеме, компаратор формирует низкий потенциал на своем выходе при низкой температуре термодатчика, а следовательно, при выходном напряжения с выхода усилителя DA3 ниже напряжения, снимаемого с движка R9. Через светодиод оптрона DA8 протекает ток, его оптотиристор открыт и нагрузка подключена к сети. Светодиод VD8 индицирует ее подключенное состояние. Схема подключения силового симистора к оптоизолятору МОС3041 взята из даташита на него. Если напряжение с выхода усилителя DA3 (при повышении температуры термодатчика) превысит напряжение, снимаемое с движка резистора R9, на выходе компаратора DA6 появится напряжение высокого уровня, оптрон закроется и нагрузка отключится. Однако, не исключена ситуация, что при повышении температуры надо не выключать нагреватель, а наоборот, включать охладитель (например, вентилятор). Для такого режима переключатель SA2 переводится в противоположное положение и логика работы компаратора меняется на обратную. Остался пока не рассмотренным только компаратор DA5. Это - "защита от дурака". Если вдруг датчик температуры перемкнется накоротко, то ничего критичного с термостатируемым объемом не произойдет: такое состояние будет воспринято, как будто бы температура резко повысилась и нагреватель отключится. Хуже, если цепь датчика оборвется. Это будет воспринято, как снижение температуры, нагреватель останется постоянно включенным. В результате - уха (если термостатируется аквариум), либо яичница (инкубатор). В такой ситуации на выходе второго компаратора DA5 появится низкий уровень, шунтирующий светодиод оптрона DA8. Вот, вроде бы и всё... Напоследок могу сказать, что, несмотря на то, что терморегуляторы на МК на первый взгляд вроде бы и "круче", но при любом программном сбое "уха"/"яичница" обеспечены с вероятностью 50/50%. Аппаратный дефект имеет равную вероятность как для МК, так и для данной схемы. То, что терморегулятор на МК имеет якобы меньшие размеры - всего лишь распространенный миф! К собственно корпусу МК надо добавить блок питания, органы управления, силовую часть, корпус - и в результате будет почти то на то. А повторять ли эту (или подобную ей) аналоговую схему или нет - пускай каждый решает для себя сам. Успехов! P.S. В аттаче - файл Мультисима 13 с симуляцией DA1 + DA2 + DA5. P.P.S. Статья имела бы смысл? Термостабилизатор.rar