Jump to content
Falconist

Интегратор на ОУ с фиксированными уровнями диапазона

Recommended Posts

Для одного из своих проектов понадобился управляемый от логики преобразователь цифровых импульсов в треугольное напряжение, "касающееся" нижним "углом" потенциала общей шины (нуля). Прежде, чем что-то ваять, отсимулировал несколько схем в Мультисиме.

Первой - управляемый сдвоенный генератор тока на транзисторах. Не понравился, т.к. даже при использовании считающихся комплементарными 2N3903/2N3905, для получения симметричного треугольника, токозадающие резисторы в их эмиттерах пришлось применять с номиналом, отличающимся в три раза. Да и уровни выходного сигнала регулировались паршиво. Возможно, я чего-то недоучёл, но не стал "насиловать" эту схему дальше.

Следующей отсимулированной схемой стал интегратор на ОУ. И с этой схемой оказалось не всё в порядке. Собственно, сама схема приведена ниже:

1424716278_.PNG.d19fc778e8657ff2766f431280c7a6ee.PNG

На "осциллограмме" видно, что уровень выходного сигнала (при номинале потенциометра, задающего "среднюю точку" для ОУ = 74%) снижается от плюса к минусу питающего напряжения. В принципе, так оно и должно быть, поскольку интегратор по определению интегрирует входной сигнал до насыщения в плюс или минус. В известных схемах автогенератора на компараторе + интеграторе (думаю, что их схемы заскочившим в эту тему профессионалам известны, потому и не приводятся) выходные уровни фиксируются срабатыванием компаратора. Но у меня преобразователь управляться будет от внешнего 3-фазного генератора импульсов. 

Ниже приводятся еще две "осциллограммы" при 73% "нолеустанавливающего" резистора: 

52425717_73.PNG.b4f4b77a3f208cec5fbb1e28b29970a9.PNG

снижение к нулевой линии наступает быстрее и 75%:

1681082654_75.PNG.1dafafee8d2ab9edbfcc994e4a10115a.PNG

Нуля сигнал вообще не достигает. Установка параллельно интегрирующему конденсатору резистора на 1 МОм картины принципиально не изменяет. Резистор на 200 кОм только ухудшает линейность треугольника, то также существенно не влияет.

Такое поведение интегратора с наибольшей вероятностью обусловлено входными токами утечки ОУ, но для реальной работы никак не подходит.

Прошу подсказать, какие могут быть возможные пути решения данной проблемы. А с конкретикой я и сам разберусь.


Я не раздаю рыбу. Я раздаю удочки.

ПРОСТОТА - ХУЖЕ ВОРОВСТВА!!!

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 час назад, Falconist сказал:

управляемый от логики преобразователь цифровых импульсов в треугольное напряжение, "касающееся" нижним "углом" потенциала общей шины (нуля).

решается постройкой ЦАП на реверсивных двоичных счетчиках при помощи R-2R матрицы  если нужен именно треугольник или не реверсивных если достаточно получить пилу...

Share this post


Link to post
Share on other sites

теоретическое положение потенциометра 75% - 2,5 Вольта при амплитуде прямоугольника 5 Вольт. ты это и сам понимаешь.

Мультисим почему-то создает начальные условия, что конденсатор интегратора полностью заряжен  (высокое напряжение на выходе ОУ).

в реальной схеме такого не может быть никогда. в момент подачи питания конденсатор полностью разряжен.

поэтому в Мультисиме при выбранной частоте и выбранной постоянной времени интегратора при 75% конденсатор никогда не достигнет нуля на выходе ОУ - на сколько зарядился конденсатор, на столько же разрядился.

при 73-74% положительное напряжение больше отрицательного, поэтому конденсатор постепенно (от начальных условий) перезаряжается до нуля на выходе. но при этом около нуля образуется площадка, острого угла в треугольнике не будет.

можешь поставить хоть 70% - к нулю придет быстрее, но и площадка на нуле расширится.

 


Мудрость приходит вместе с импотенцией...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Вебинар «Решения Analog Devices для гальванической изоляции. Обзор технологий и новинок» (27.04.2021)

Компания «Компэл» и Analog Devices приглашают всех желающих 27/04/2021 принять участие в вебинаре, посвященном решениям Analog Devices для гальванической изоляции. В программе вебинара: технологии гальванической изоляции iCoupler, цифровые изоляторы, изолированное питание и технология isoPower, гальванически изолированные интерфейсы (RS-485, CAN, USB, I2C, LVDS) и другое.

Подробнее

55 минут назад, Starichok сказал:

конденсатор интегратора полностью заряжен

Разряжен. Проверял начальные установки этого конденсатора.

56 минут назад, Starichok сказал:

конденсатор никогда не достигнет нуля на выходе ОУ

Достигает. 

999738978_70.PNG.1bdc993aa180b671030f8cb28206a4ba.PNG

Это при 70%.


Я не раздаю рыбу. Я раздаю удочки.

ПРОСТОТА - ХУЖЕ ВОРОВСТВА!!!

Share this post


Link to post
Share on other sites

Пружинные клеммники Degson - высокое качество соединения по оптимальной цене!

Пружинные клеммные блоки Degson для монтажа на печатную плату – это простое и надежное соединение, которое позволяет легко решать задачи для различных приложений за счет обширного ассортимента. Клеммники Degson доступны в двух конструктивных исполнениях (торцевой контакт и зажимная клеть), имеют различные направления ввода проводника (45°, 90°, 180°) и обладают широким диапазоном поперечных сечений (0,2…2,5 мм2).

Подробнее

я говорил про 75%. и ты привел картинку, что при 75% не достигает.


Мудрость приходит вместе с импотенцией...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Новое семейство ИП от MEAN WELL мощностью 150, 300, 600 Вт с повышенной перегрузочной способностью

Компания MEAN WELL разработала семейство источников питания номинальной мощностью 150, 300 и 600 Вт с возможностью кратковременной безопасной работы при мощности в 2,5 раза выше номинальной (до 5 секунд). Данное семейство источников питания востребовано в промышленных установках с использованием электродвигателей или с емкостной нагрузкой. Применяя новые источники питания HRP/N можно получить экономический выигрыш.

Подробнее

А при чем тут 75%? Я вел речь об избыточной трудоемкости и нестабильности нужной настройки, параметрически зависящей от токов утечки по входам ОУ. Мне нужна "дубоватая" схема, не нуждающаяся в тщательной настройке и держащая установленный режим.

1 час назад, IMXO сказал:

ЦАП

Будет сложнее всей остальной схемы. Рассматривал я этот вариант.


Я не раздаю рыбу. Я раздаю удочки.

ПРОСТОТА - ХУЖЕ ВОРОВСТВА!!!

Share this post


Link to post
Share on other sites
3 hours ago, Falconist said:

"нолеустанавливающего" резистора

Это заблуждение. Резистор R3 устанавливает скорости заряда и разряда конденсатора.

Действительно, если вспомнить, что напряжения инв. и неинв. входов равны между собой, то ток заряда конденсатора, а значит и скорость, определяются разницей напряжений выхода генератора и движка R3.

То есть устанавливая движок R3 выше, мы уменьшаем скорость спадания выходного напряжения и одновременно увеличиваем скорость роста напряжения.

Среднее выходное напряжение такого интегратора будет гулять как ему вздумается. Если длительность импульса умноженная на скорость спада чуть-чуть больше, чем произведение второй половины импульса, то среднее будет потихоньку сползать вниз. И наоборот. Точно поймать "касание" треугольников у такого интегратора, сделаного по такой простой схеме, только крутя резистор R3, не получится ни за какие коврижки.

Edited by Yurkin2015

Share this post


Link to post
Share on other sites

почему?   8 разрядов это два корпуса счетчиков 16 резисторов плюс повторитель на  ОУ.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ну, хорошо, я поправил свой пост, сделал более точным, шоб не придирались к словам.

Share this post


Link to post
Share on other sites

@Yurkin2015  это я не вам, это Фалконисту, с написанным вами полностью согласен

Share this post


Link to post
Share on other sites
45 минут назад, Falconist сказал:

нужна "дубоватая" схема, не нуждающаяся в тщательной настройке и держащая установленный режим.

Для "касания" на входе "+" ОУ нужно установить U=0,5(Uразмаха_треугольника). В свою очередь, размах треугольника зависит как от параметров входного сигнала, так и элементов "интеграции", а U (мимо желаний и формулы) будет зависеть от множества конструктивных факторов. Задача имеет семейство случайных входных параметров, взаимоувязать которые будет очень сложно с целью "принятия окончательного решения".

Вывод: нужно слежение. Слежение за чем? -за конечным результатом - за "касанием". И нужно такое слежение, которое давало бы приемлемые параметры - погрешность и скорость (ничего не забыл?).

Самое простое - ОС "по касанию". Как? -"детектор нуля" (или около нуля) или амплитудный детектор ("нижних" значений). Как их реализовать - отдельная история, но оба имеют право на существование - каждый со своей погрешностью и скоростью.

С уважением В. 

post factum. "Особенность схемы: напряжение питания должно точно соответствовать амплитуде управляющих импульсов," - тогда совсем другой коленкор...

Edited by bam-buk

Share this post


Link to post
Share on other sites
53 минуты назад, IMXO сказал:

почему?

Умножайте на три.

56 минут назад, Yurkin2015 сказал:

Это заблуждение

Миль пардон - Ваше

56 минут назад, Yurkin2015 сказал:

у такого интегратора..., только крутя резистор R3, не получится ни за какие коврижки

А почему у меня тогда получается равенство сторон треугольника?

 

Выше я писал, что при симуляции симметричного транзисторного ГТ получил какую-то белиберду. По-видимому, где-то в чем-то лажанулся. Пересимулировал. Получил более-менее приличный треугольник.

1169500063_100.PNG.6f47ef20d3ef3f2d44abcd2cf358061c.PNG

Особенность схемы: напряжение питания должно точно соответствовать амплитуде управляющих импульсов, тогда вроде бы всё получается. Хреновенько, правда, но для визуальных эффектов сойдет. Поставлю регулируемый стабилизатор напряжения для формирователя + КМОП-логики. 

Если не будет иных путей - буду добивать этот вариант.

21 минуту назад, bam-buk сказал:

нужно слежение

Это я и сам знаю. Но тогда схема для визуальных эффектов (RGB) снова расползается до неприличия. Я же писал выше:

4 часа назад, Falconist сказал:

с конкретикой я и сам разберусь.

P.S. Прошу прощения у участников темы, что в стартовом посте не определил сферу применения этого интегратора - трехцветный светодиодный "перелив" цветов. Поэтому особой точности ни треугольника, ни "привязки к нулю" не требуется.


Я не раздаю рыбу. Я раздаю удочки.

ПРОСТОТА - ХУЖЕ ВОРОВСТВА!!!

Share this post


Link to post
Share on other sites

ну вот, приехали ...

а из первого поста получалось, что нужна офигенная привязка ....


Мудрость приходит вместе с импотенцией...

Share this post


Link to post
Share on other sites
4 часа назад, Falconist сказал:

Поэтому особой точности ни треугольника, ни "привязки к нулю" не требуется.

тогда компаратор решит данный вопрос.

Share this post


Link to post
Share on other sites
7 минут назад, Vslz сказал:

компаратор

Каким боком?

@bam-buk  изложил чересчур дотошно. Вы - чересчур сжато...


Я не раздаю рыбу. Я раздаю удочки.

ПРОСТОТА - ХУЖЕ ВОРОВСТВА!!!

Share this post


Link to post
Share on other sites

если не обязателен отдельный генератор меандра, то

Генератор напряжения треугольной формы

исходно это двухполярная схема.

если соответствующие входы обоих ОУ подключить к половине однополярного питания, то должно получиться примерно от нуля до максимума.

резисторами R1 и R2 регулируется размах треугольника. их соотношением подводим низ треугольника к нулю.


Мудрость приходит вместе с импотенцией...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Обязателен. Все три канала должны быть синхронны и сдвинуты по фазе на 120° (3-фазный генератор импульсов)

Повторюсь: 

9 часов назад, Falconist сказал:

В известных схемах автогенератора на компараторе + интеграторе (думаю, что их схемы заскочившим в эту тему профессионалам известны

.


Я не раздаю рыбу. Я раздаю удочки.

ПРОСТОТА - ХУЖЕ ВОРОВСТВА!!!

Share this post


Link to post
Share on other sites

ну, тогда приходим к твоей схеме с подключением входа "+" ОУ к половине амплитуды меандра.


Мудрость приходит вместе с импотенцией...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Обычная RC-цепь не справится с интегрированием сигнала того же реверсивного счетчика ?

На схеме, обычный счетчик до 16, КМОП, питает матрицу резисторов. На выходе токи резисторов суммируются, получается ступенчато-нарастающее напряжение. Число ступеней зависит от разрядности. Для пилы нужен другой, реверсивный счетчик. На выходе ЦАП - резистор, подтягивающий матрицу к половине питания. Почему к половине, а не к массе - потому, что далее идет схема ШИМ-компаратора, которая использует нарастающую пилу как модулирующую. Она сравнивается с собственной пилой, генерируемой RampGen, а она привязана не к массе, а к 1/2 питания. Размах сигнала с ЦАП должен соответствовать размаху пилы ШИМ, тогда не будет перемодуляции (сплошной 0 или 1) - он вгоняется при помощи R4.

Итого - 2 ИМС, вместе с ШИМ. А без него - одна.

2021-03-01_002342.png

Edited by Vslz

Share this post


Link to post
Share on other sites

Тоже продумывал подобный вариант (на счетчике). Получается нецелесообразное усложнение схемы. Кроме самого счетчика нужен еще и ШИМ-ируемый источник максимального (для светодиодов) тока. Типа как здесь: https://forum.cxem.net/index.php?/blogs/entry/355-аквакомбайн/

А при наличии ИТ видится целесообразным прямое аналоговое управление его выходным током. Те же яйци, что и с ШИМ, вид сбоку.

Формирователь на ОУ соблазнителен тем, что на одном корпусе, содержащем два ОУ, можно сваять каждый из каналов: на первом - формирователь треугольника и на втором - генератор тока. Минимальная сложность (по сравнению даже с транзисторным формирователем, не говоря уже о ШИМ) и пристойная повторяемость (с учетом точности примененных компонентов).


Я не раздаю рыбу. Я раздаю удочки.

ПРОСТОТА - ХУЖЕ ВОРОВСТВА!!!

Share this post


Link to post
Share on other sites

Понятно, ШИМ - отваливается. Остается реверсивный счетчик и матрица резисторов для получения пилы с выходом DACout (по моей схеме).

Share this post


Link to post
Share on other sites

может пригодится?
две частоты на  "исключаюшие ИЛИ" на выходе имеем ШИМ  с частотой равной разности частот...
pwm_xor.jpg.71212b8262cdca5844b6ddac8ae76fc9.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites

господа, все ваши предложения заменить интегратор на одном ОУ кучкой элементов напоминают шутку:

для изготовления одного мультивибратора требуется два МК (микроконтроллера).


Мудрость приходит вместе с импотенцией...

Share this post


Link to post
Share on other sites
Цитата

"Ищущий да обрящет!"

Нашел-таки схему формирователя треугольного напряжения от умного человека: https://www.rlocman.ru/shem/schematics.html?di=162123  Отсимулировал её. 

652768919_.GIF.afca407a29e5f8b6aa4ec544d94bb9e9.GIF

Результат меня вполне удовлетворил. Амплитуда треугольника влёгкую подстраивается номиналом резистора R1. Пробовал управляющие импульсы от генератора по 5 В и по 8 В - всё подстраивается, без "танцев с бубном". Нелинейность формы сигнала для моей задачи не критична. Скорее всего, на этом варианте и остановлюсь.

Всех, заглянувших в эту тему, сердечно благодарю! (Благо Дарю), независимо от релевантности дававшимися ими советов. 

Цитата

Главное- не победа. Главное - участие :drinks:

 


Я не раздаю рыбу. Я раздаю удочки.

ПРОСТОТА - ХУЖЕ ВОРОВСТВА!!!

Share this post


Link to post
Share on other sites

в статье говорится, что чтобы схема работала лучше, сопротивление резистора R2 должно быть больше сопротивления R1, желательно, как минимум, на порядок (у тебя номера резисторов стоят наоборот).

и у тебя это условие не соблюдается. R1 у тебя даже меньше, чем R2.

в этой схеме "лишний" ток через R2 (по твоей схеме) уходит через диоды на выход ОУ.

и дав через диоды увеличенный ток, увеличиваем падение на диодах и уменьшаем изменение падения на диодах на выбранном участке ВАХ диода.


Мудрость приходит вместе с импотенцией...

Share this post


Link to post
Share on other sites

  • Сообщения

    • Реальных кни спектров не найду уже. Симуль показывает - как я сказал. Картинки вроде есть в начале ветки.  И что, снова будем сравнивать со СЛА/ВВ?  Все относительно.
    • Шунт смело меняем на 0,1 Ома, ОУ питается от нормальных стабилизаторов, а не всякими пульсациями. 1. Возбуд без С9. На время измерений убираем VT4/2, меняем VT2 на КТ604, 605, 611, 940. Ставим более тормозной ОУ, TL071 например. Убираем VT1, так ОУ питается нормальным минусом, а не всякими умножителями. Возбуд может быть из-за кондера с малым ESR на выходе. Попробуй пересилить себя и на время измерений не ставить таких. Самая вредная пленка, у нее ESR меньше, чем у керамики. Резистор 2-20к последовательно с С6 уменьшает возбуды. 2. Ищем выброс. Он же был, вот картинка.  Уменьшаем частоту генератора, играем с разверткой, чтобы на экране были два фронта КЗ и два фронта восстановления. У меня вот так получалось на ПиДБП - 
    • А то, что смола проводит ток, это никак не волнует?))) Никто не заливает смолой устройства. Есть конечно экземпляры, чего стоит заливка битумом ЭПРА, не разобрать, так ещё и на уголь похожа, всё чёрное и в масле...
    • Драйвер нашел на каком-то сайте, но инсталяха для 7-ки. Установил на 7-ку, потом скопировал сами установленные драйвера XP-шке. По-другому не получалось.
    • Нет, спектр не короткий. Двадцатая гармоника примерно в тысячу раз больше, чем у хорошего усилителя. Если "монотонно спадающий" перевести на честный русский, то получится: "люто возрастающий". Что там говорит психоакустика про загаживание звука третьей-пятой гармониками, чтобы не слышать адские интермоды?
    • мне сложно комментировать осцилограммки, но не чего подобного в моей сборки (выбросы) я не наблюдал... видимо не там искал собирается практика использования блока питания показанного мною выше - проверял большую группу светодиодов на разных напряжениях и  токи... на предмет исправности, т.е. брал светодиод установил ток 15мА ,и ограничивал напряжения ( 5,6 и 7,8 и 18В), поскольку  мне было лень смотреть полярность, я просто тыкал щупы (щупы применил от мультиметра) к контактам светодиода... вот что то мне подсказывает что если бы были выбросы я должен был бы потерять часть светодиодов... но не один не сгорел... ранее я проверял так диоды на импульсном блоке (из серии китайских модулей) там потерял 3 или 4 шт, и больше не стал такие опыты делать
×
×
  • Create New...