Jump to content

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!!!

Link to comment
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...

Link to comment
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...

Когда на русском форуме переходят на Вы, в реальной жизни начинают бить морду.

Link to comment
Share on other sites

Решения Infineon для беспроводного электроинструмента с бесщеточными электродвигателями

Современные строительные электроинструменты достигают высокой производительности и эргономичности благодаря использованию мощных бесщеточных электродвигателей и литий-ионных аккумуляторов. Для реализации сложных алгоритмов питания таких двигателей и управления ими компания Infineon предлагает микросхему интеллектуального драйвера управления трехфазным бесщеточным двигателем 6EDL7141, MOSFET BSC007N04LS6 из семейства OptiMOS 6, а также отладочную плату EVAL6EDL7141TRAP1SH.

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!!!

Link to comment
Share on other sites

Приглашаем на вебинар «Необычное в обычном. Сравнительный анализ современных решений Recom» (27.01.2022)

Приглашаем 27/01/2022 всех желающих посетить вебинар, посвященный двум наиболее растущим сегментам интегрированных источников питания – AC/DC малой мощности (1-20Вт) и сегменту решений PoL без изоляции. На вебинаре рассмотрим проблему выбора AC/DC в бюджетном сегменте и концепцию тестирования ускоренного старения, проведем сравнительный анализ подходов к интеграции AC/DC модулей. Сделаем обзор решений концепции POL с доисторических времен до современных технологий и средств для разработки и тестирования.

Подробнее

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

Мудрость приходит вместе с импотенцией...

Когда на русском форуме переходят на Вы, в реальной жизни начинают бить морду.

Link to comment
Share on other sites

Как улучшить параметры преобразователей с помощью карбид-кремниевых модулей WolfPACK

Необходим быстродействующий преобразователь питания средней мощности с высоким КПД? Он должен быть компактным и недорогим? Решение – карбид-кремниевые модули средней мощности WolfPACK производства Wolfspeed. В статье рассмотрены основные особенности модулей WolfPACK и показано, что переход на эту универсальную и масштабируемую платформу позволяет не только быстро разработать новые устройства, но и без значительных затрат времени и средств модернизировать уже существующие схемы на традиционной элементной базе.

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!!!

Link to comment
Share on other sites

LI/PR2 – надежные и недорогие ИП от MORNSUN на DIN-рейку

Компания Mornsun выпустила три серии источников питания с креплением на DIN-рейку в форм-факторе Home Automation на популярные значения выходной мощности 30, 60 и 100 Вт (серии LI30-20/PR2, LI60-20/PR2, LI100-20/PR2). Эти источники питания относятся ко второму поколению продукции (R2) и характеризуются высокой надежностью и хорошей стоимостью.

Подробнее

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
Link to comment
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
Link to comment
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!!!

Link to comment
Share on other sites

ну вот, приехали ...

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

Мудрость приходит вместе с импотенцией...

Когда на русском форуме переходят на Вы, в реальной жизни начинают бить морду.

Link to comment
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.

Link to comment
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!!!

Link to comment
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...

Когда на русском форуме переходят на Вы, в реальной жизни начинают бить морду.

Link to comment
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!!!

Link to comment
Share on other sites

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

Мудрость приходит вместе с импотенцией...

Когда на русском форуме переходят на Вы, в реальной жизни начинают бить морду.

Link to comment
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
Link to comment
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!!!

Link to comment
Share on other sites

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

Link to comment
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...

Когда на русском форуме переходят на Вы, в реальной жизни начинают бить морду.

Link to comment
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!!!

Link to comment
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...

Когда на русском форуме переходят на Вы, в реальной жизни начинают бить морду.

Link to comment
Share on other sites

 Share

  • Recently Browsing   0 members

    • No registered users viewing this page.
×
×
  • Create New...