Генератор: "аналог" или цифра?

[Varravann]

Всем с добрым утром!

------------------------------

DISCLAIMER: я не специалист в электронике, но и не полный ноль. Так что не удивляйтесь, если я иногда буду задавать не очень умные вопросы.

------------------------------

Если говорить коротко, мне надо сделать хитрый генератор импульсов со следующими свойствами:

1) он должен выдавать два сигнала (прямоугольные импульсы): 56KHz, промодулированные чем-то около килогерца, и 38KHz, промодулированные той же частотой (~1KHz),

2) "50% duty cycle", т.е. и сами несущие частоты, и частота модуляции должны в пополаме делить время между 0 и 1,

3) питание - от батареек, а поэтому очень важно низкое потребление тока,

4) точность выдерживания частот - порядка 1%,

5) длительная надежная работа (сутками без остановки и сбоев),

6) желательна устойчивость к температурным изменениям (работать должно зимой и летом на улице).

-------------------------------------------

Немного покопавшись, я понял, что тут возможны две принципиально разные схемы:

1) на микросхеме-таймере (по сути, мультивибраторе), регулироемой номиналами присоединяемых кондера и резисторов: стоит три таких таймера и первый, килогерцовый, на время своей единицы запускает два других (56К и 38К), снимая с них запрещающий reset.

2) на кварцевом генераторе и счетчиках импульсов, работающих как делители частоты: продается в Чипе и Дипе кварцевый генератор на 2.4576MHz, из которого все нужное можно получить так, как нарисовано на прилагающейся картинке.

Ну и, как понятно из названия, мне хотелось бы понять, по какому именно варианту делать.. С одной стороны, первый ("аналоговый") вариант куда проще, но там есть сомнения в точности как самой микрухи, так и в точности установки частот, полагаясь на номиналы деталей (юзать подстроечный резистор и частотомер мне по некоторым причинам нежелательно). Однако против второй ("цифровой") схемы можно выдвинуть такие аргументы, как большое токопотребление и общая сложность. Гуру, скажите мне, сколько может жрать кварцевый генератор плюс указанная там логика? И вообще, что икак бы вы стали делать на моем месте?

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[Andrey Z]

А какое назначение данного генератора?

Изменено 19 марта, 2006 пользователем Andrey Z

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[plexor!]

У тебя достаточно жесткие условия в 1% и широкий темп. диапазон.

Я бы собирал на цифре с кварцем. Потреблять она по сравнению с тремя корпусами 555 намного больше не будет. Та же структура КМОП, на ней бы цифру я и делал. На кварце легче стабилизировать частоту от температуры, чем в аналоговом варианте (ТКЕ с ТКС могут подгадить хорошо и свести на нет всю разработку).

Удачи!

[Реклама]

Выбираем схему BMS для заряда литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ очень важен контроль процесса заряда и разряда для избегания воздействия внешнего зарядного напряжения после достижения 100% заряда. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список таких решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Varravann]

А какое назначение данного генератора?

Мигание двумя ИК-диодами на указанных частотах и с указанным модулированием. В полевых условиях.

У тебя достаточно жесткие условия в 1% и широкий темп. диапазон.

Я бы собирал на цифре с кварцем. Потреблять она по сравнению с тремя корпусами 555 намного больше не будет. Та же структура КМОП, на ней бы цифру я и делал. На кварце легче стабилизировать частоту от температуры, чем в аналоговом варианте (ТКЕ с ТКС могут подгадить хорошо и свести на нет всю разработку).

Удачи!

1) 1% - это желаемое требование. В принципе, 3% - это "удовлетворительно", а вот 5% - уже "плохо".

2) ТКЕ и ТКС? Что за звери? Я ж предупреждал, что я, в общем-то, ньюб.

3) Требование температурной стабильности, в принципе, тоже не такое уж критичное. Кстати, интересно, если в даташитах к большинству микросхем указан штатный температурный диапазон в 0-70С, то что с ними происходит при отрицательных температурах? Они сразу заглючивают или просто имеют шанс покрыться льдом и коротнуть (а с этим можно бороться при помощи силикагеля)?

4) У "цифрового" варианта есть еще одна "грабля": кварцевый генератор, вроде как, требует стабилизированных +5V(+-0.5V), а стандартные 12-битные счетчики при питании от 5V входную часототу в 2.5МГц переваривают с трудом (если верить даташиту). Я вообще хотел всю схему на 9V делать. Отдельно же городить стабилизатор на 5V для кварца - это расходно как по деньгам, так и по току.

4.1) Да, интересный вопрос... Если схему все же делать на 5V, но на батарейках, то как эти 5V набирать? Батарейки-то все кратны 1.5V...

[plexor!]

ТКС ТКЕ - температурный коэффициент. т.е. зависимость С-сопротивления Е-емкости от температуры.

Микросхемы выпускаются в разных климатических исполнениях. У импортных в названии, обычно, стоит буква:

С - коммерческий 0..70С

I - инустриальный -25...80С

M - военный -45...120

Точнее, нодо смотреть в даташите на данную м/с.

Тебя обманули. Преимущества кварца в том и заключается, что ему "по барабану" Uпит.

561 (1561) КМОП серия или её имп. аналоги работают при напряжении до 15В. У них есть небольшой трабл: макс.частота от питания. Но при 9В проблемы с 2,5MHz недолжно быть.

[Andrey Z]

Можно ставить импортные 74HC.... или 74ACT или им подобные, например наш аналог серии К1554.... Работают на частотах до 100МГц. Есть зависимоть энергопотребления от частоты. На низких частотах - низкое энергопотребление. Выполнены по технологии КМОП.

Изменено 20 марта, 2006 пользователем Andrey Z

[Varravann]

Микросхемы выпускаются в разных климатических исполнениях. У импортных в названии, обычно, стоит буква:

С - коммерческий 0..70С

I - инустриальный -25...80С

M - военный -45...120

Точнее, нодо смотреть в даташите на данную м/с.

Знаю, смотрел. Но тут фишка в том, что в том же Чипе и Дипе продаются только Commercial-микрухи, а индустриальные и военные - только под заказ и на порядок дороже (буквально на порядок! Простой програмируемый счетчик - 12 руб, такой же военный - 120 руб ) Может, кто-нть все-таки имел опыт "ненормативного" использования "обычных" микрух?

Тебя обманули. Преимущества кварца в том и заключается, что ему "по барабану" Uпит.

561 (1561) КМОП серия или её имп. аналоги работают при напряжении до 15В. У них есть небольшой трабл: макс.частота от питания. Но при 9В проблемы с 2,5MHz недолжно быть.

Не, тут фишка в том, что я хочу не сам собирать схему на кварцевом резонаторе, а взять готовый генератор: генераторы в ЧиД. Как я понимаю, ты ему подводишь ноль и питание, а из него просто прут прямоугольные импульсы. Все в одном корпусе, все просчитано, все экранировано. Я тут просто начитался инструкций по тому, как правильно самому делать кварцевый генератор, и понял, что там черт ногу сломит: вроде бы, все элементарно - пара кондеров, пара резисторов - но подобрать номиналы так, чтобы кварц не перегружался и работал долго и счастливо, это крайне сложно.

Можно ставить импортные 74HC.... или 74ACT или им подобные, например наш аналог серии К1554.... Работают на частотах до 100МГц. Есть зависимоть энергопотребления от частоты. На низких частотах - низкое энергопотребление. Выполнены по технологии КМОП.

Ух ты! Зверские микрухи! Конечно, не 100MHz, но при 5V обещают мегагерц 20 держать. К тому же, официальный диапазон температур - от -40 (!!!) до +85С.

Правда, там есть две загвоздки:

1) я смотрю ассортимент ON Semiconductor (люблю я эту фирму за доходчивые даташиты) и среди их продукции серии 74HC не вижу 12-битных счетчиков. 14-битный со входами для осциллятора есть, а простого 12-битного нет. Использовать же 14-битный я не могу, т.к. у него первые 3 стадии не выводятся на ноги.

2) Диапазон питания у 74HC - от 2 до 6V. Для кварца, конечно, это хорошо (всю схему можно на 5V делать), но как бы мне из 6V батарейки стабилизировать 5V, не используя токовые схемы с герконом? МБ, есть какие-то готовые девайсы, к которым подводишь >5V и землю, а из них прет стабильно 5V относительно той земли?

[Varravann]

ADDON: все же я нашел в серии 74HC нечто, что, вроде как, мне подходит. Называется оно "Monolithic WFR, Binary Counter", хотя на поверку оказывается 14-стадийным счетчиком, у которого скрыты только вторая и третья стадии (а мне нужна первая). Но вот что такое "Monolithic WFR" - это для меня секрет.

Однако с этим мегадевайсом (у ON Semiconductor он зовется MC74HC4020A) есть проблема: в ЧиД он отсутствует. Т.е. они грозятся привозить его только оптом и только под заказ. Господа профессионалы, поделитесь секретом, где в Москве окромя Чипа и Дипа можно закупать редкие и не паленые детали?

[Andrey Z]

Ищите 1554ИЕ5 или 74HC93 (74AC, 74HCT...). Каждая микросхема - 4х битный счетчик. Возможно построение таких счетчиков и на простых триггерах 1554ТМ2 или 74HC74 и т.п.

[Varravann]

Ищите 1554ИЕ5 или 74HC93 (74AC, 74HCT...). Каждая микросхема - 4х битный счетчик. Возможно построение таких счетчиков и на простых триггерах 1554ТМ2 или 74HC74 и т.п.

1) Микрух-то с двумя четырехбитными или одним программируемым четырехбитным счетчиком в серии 74HC и в магазинах как грязи... Но я еще в некотором роде за миниатюризацию и уменьшение усилий по пайке борюсь.

2) Так что же такое "Monolithic WFR"?

3) И как принято делать стабилизацию напруги на 5V от батареек? А то я тут глянул - из стандартных решений предлагаются, в основном, маленькие одночиповые блоки питания на ШИМ рублей по 80-100 за штучку (к которым еще всякую навесуху цеплять надо).

[plexor!]

Попробуй посмотреть м/с 1554ие23 (HC4520) - 2 четырёх разр. двоич. сч. для делителя.

С кварцем, по моему, ты усложняешь всё. Просто ставишь кварц + 2 конден. 22-47пф + 2 логических инвертора. Стандартная схема генератора. И мудрить тут не стоит. С питанием тем более. Стабилитрон 5.1В и резистор 51-100 ом.

Изменено 22 марта, 2006 пользователем plexor!

[Varravann]

Попробуй посмотреть м/с 1554ие23 (HC4520) - 2 четырёх разр. двоич. сч. для делителя.

Дык, я ж говорю, что четырехбитных счетчиков я нашел кучу. Но вот если мне реально нужно деление на 2^9 или 2^11, то мне что, ставить две микрухи по два 4-битных счетчика? Места много занимает и паять лениво. Мне бы лучше сразу 12-битный одной микрухой.

С кварцем, по моему, ты усложняешь всё. Просто ставишь кварц + 2 конден. 22-47пф + 2 логических инвертора. Стандартная схема генератора. И мудрить тут не стоит.

Дык, если верить официальным инструкциям (смотри аттачмент), сделать так, "чтобы работало" и "чтобы работало долго и надежно" - это две большие разницы. Поэтому-то мне проще отдать 60 рублей и купить готовый генератор, который внутри, скорее всего, как раз из состоит из тех самых кварца, двух кондеров и двух инверторов.

С питанием тем более. Стабилитрон 5.1В и резистор 51-100 ом.

Это токовая схема. Т.е. "все, что лишнее, то стекает в землю". А мне хотелось бы как-то, к примеру, полуоткрытым транзистором снижать напругу для нужной. Но вот откуда брать референсное напряжение - это для меня секрет.

Последняя инструкция чуть-чуть не уложилась в мег для предыдущего сообщения:

tn31.pdf

tn32.pdf

tn33.pdf

[Andrey Z]

На мой взгляд, при использовании AVR-контроллеров, можно обойтись одной микросхемой. Но здесь надо уметь программировать.

[Varravann]

На мой взгляд, при использовании AVR-контроллеров, можно обойтись одной микросхемой. Но здесь надо уметь программировать.

Этот вариант я тоже рассматривал. В принципе, освоить микроконтроллеры для меня несложно: ассемблер я вполне понимаю. Однако меня напряг тот факт, что микроконтроллеры имеют свойство иногда подвисать (иначе зачем бы в них делали WatchDog?). Если же подвиснет МК в генераторе, это приведет к сбою исходящего импульса и ложному срабатыванию устройства. Для меня это неприемлемо.

[plexor!]

2 Varravann!

Ошибся я немного, посчитав тебя человеком, который хоть что то пытается делать сам, в отличии от многих. Одна и таже болтология, и надежда что сейчас за тебя решат все проблемы. Печально это...

Дык, я ж говорю, что четырехбитных счетчиков я нашел кучу. Но вот если мне реально нужно деление на 2^9 или 2^11, то мне что, ставить две микрухи по два 4-битных счетчика? Места много занимает и паять лениво. Мне бы лучше сразу 12-битный одной микрухой.

Ты бы определился что хочешь. Нет таких м/с в этой линейки, а HC4520 она единственная такого типа.

Дык, если верить официальным инструкциям (смотри аттачмент), сделать так, "чтобы работало" и "чтобы работало долго и надежно" - это две большие разницы. Поэтому-то мне проще отдать 60 рублей и купить готовый генератор, который внутри, скорее всего, как раз из состоит из тех самых кварца, двух кондеров и двух инверторов

Лень отвечать...

С питанием тем более. Стабилитрон 5.1В и резистор 51-100 ом.

Это токовая схема. Т.е. "все, что лишнее, то стекает в землю".

тем более...

Удачи, тебе!

[Varravann]

Ошибся я немного, посчитав тебя человеком, который хоть что то пытается делать сам, в отличии от многих. Одна и таже болтология, и надежда что сейчас за тебя решат все проблемы. Печально это...

Ув.господа модеры, а можно я тоже на личности поперехожу немного?

Ты бы определился что хочешь. Нет таких м/с в этой линейки, а HC4520 она единственная такого типа.

Да ну?

74HC161 - программируемый 4-битный счетчик с асинхронным ресетом,

74HC163 - программируемый 4-битный счетчик с синхронным ресетом,

74HC393 - два четырехбитных счетчика с выходами /2 и /5

74HC393 - два простых четырехбитных счетчика

74HC4020 - 14-битный счетчик

74HC4040 - 12-битный счетчик

74HC4060 - 14-битный счетчик с входами для осциллятора

Я, знаешь ли, не просто так про магазины два раза спрашивал: 74HC4040 меня бы более чем устроил - я его просто купить не могу. Так что думай головой и учи матчасть прежде, чем понтоваться над ньюбами.

Лень отвечать...

ОК, я спокойно куплю генератор, а ты спокойно себе помолчишь.

тем более...

Для того форум и существует, чтобы ньюбам иногда объяснять то, что они не понимают. Я имел в виду элементарную схему, где в между +6В и нулем последовательно включены стабилитрон и резистор, а +5В снимаются между стабилитроном и резюком. Такой вариант меня, честно говоря, мало устраивает, т.к. моя схема должна жрать довольно мало, что будет означать большой "холостой" сток через стабилитрон. В общем, я искал что-то типа этого, но там, как видно, тоже имеются "холостые" токи между +5В и землей порядка 10 мА. Для моего случая это много.

-------------------------------------------------------------------

Сухой остаток для всех остальных людей, читающих эту ветку:

1) Подскажите, где в Москве кроме Чипа и Дипа можно в нормальной обстановке купить различные редкие детали по разумным ценам (к примеру, я посмотрел прайсы магазина "Кварц" и мне они как-то сильно не понравились )?

2) Посоветуйте, плиз, схемку бестокового понижения 7-5В до 5В+-5%. Желательно чтобы при снижении питания ниже 5В эта схема продолжала работать и на выходе выдавала бы ровно то, что имеет на входе.

3) Есть ли у кого-нибудь опыт общения с фирамами, которые привозят под заказ различные редкие компоненты? Мне бы какую подешевле да понадежней...

4) Для сглаживания колебаний питания я хочу поставить конденсатор между +VCC и землей. Понятно, что нужен конденсатор побольше и с минимальным током утечки для парирования мощных низкочастотных колебаний (мигание диодом, к примеру: 50-100 мА), а так же мелкий (керамический?) для парирования высокочастотных возмущений (от несколькомегагерцового генератора и логики). Однако если их вот так тупо поставить, то при включении схемы мы получим практически КЗ, что для батареек не есть гуд. Если же кондеры подключать через резисторы, то теряется эффективность парирования возмущений. Может, есть какие-то общепринятые схемы ("soft-start"?), позволяющие сначала неспешно зарядить конденсатор, а потом юзать его без ограничевающего сопротивления?

5) Правильно ли я понимаю, что CMOS-логика в моменты покоя почти ничего не потребляет (микроамперы), а в момент переключения кратковременно имеется практически ток пробоя?

[Varravann]

--------------------------------------------------

ADDON:

Сам нашел, что искал: схема бестокового снижателя напруги: http://cityradio.narod.ru/bp/econ.html

К сожалению, не очень понятно, что будет при падении входного напряжения ниже того, что должно быть на выходе, но зато общая идея ясна.

[plexor!]

2 Varravann!

"Задел" я тебя немного... нехотел... не со зла...

Давай, всётаки разрулим эту тему!

м/с "КМОП" (176 561 1561) и "продвинутый КМОП" (1554) две разные линейки.

HC4520 в продв.кмопе - единственный сдвоенный счетчик. ТТЛ мы не расматриваем.

Надежность схемы обратно пропорциональна количеству элементов, длине соединений, и числу паек. Это аксиома. Готовый покупной модуль - снизит надежность на порядок.

Стабилизацию в схемах с питанием от баттарей или аккумул. делают в исключительных случаях. В твоём случае можно легко обойтись и без неё.

Стабилитроны начинают стабилизировать при токе менее 1мА. Это и будет твой ток, который "стекает в землю".

про магазины. если ты в Москве то http://www.mitrakon.ru/ нелохая фирма.

Если мне нужна деталь, то http://efind.ru/ и звоню. В розницу, практически, все торгуют.

[Varravann]

"Задел" я тебя немного... нехотел... не со зла...

Давай, всётаки разрулим эту тему!

Ну что ж, спасибо за конструктив. Приятно видеть, что у тебя голова все же сама себя контролирует и самокритика присутствует.

м/с "КМОП" (176 561 1561) и "продвинутый КМОП" (1554) две разные линейки.

HC4520 в продв.кмопе - единственный сдвоенный счетчик. ТТЛ мы не расматриваем.

Мммм... Тут уже много воды утекло и я схемку сильно перетряхнул. Делать собираюсь исключительно на забугорных CMOS-микрухах, т.к. для них наличиствуют вменяемые даташиты. Скорее всего, буду применять только микрухи серии 74HC, которые зовутся "High−Performance Silicon−Gate CMOS". Не знаю, как это соотносится с нашим понятием "продвинутого КМОПа", но в даташитах их рекламируют как очень экономичные и вообще белые и пушистые.

Надежность схемы обратно пропорциональна количеству элементов, длине соединений, и числу паек. Это аксиома. Готовый покупной модуль - снизит надежность на порядок.

Насчет аксиомы - полностью согласен. Именно из-за нее я и хочу взять готовый генератор. Только это не такая отдельная схемка, а готовая высокоинтегрированная деталька размером с обычную DIP-16 микросхему. В аттачменте для примера лежат даташиты от низкоскоростных генераторов XO-56 (Vishay) и их же полуразмерных XO-52. Там всего 4 ноги, одну из которых можно не паять. ИМХО, меньше паек уже некуда.

Стабилизацию в схемах с питанием от баттарей или аккумул. делают в исключительных случаях. В твоём случае можно легко обойтись и без неё.

Да, микрухам-то пофиг. Эти 74HC работают и при 6V. Но почему-то все генераторы жестко требуют 5V+-10%. Т.к. генератор у меня самое главное и самое слабое звено, то ради него можно и постабилизировать.

про магазины. если ты в Москве то http://www.mitrakon.ru/ нелохая фирма.

Если мне нужна деталь, то http://efind.ru/ и звоню. В розницу, практически, все торгуют.

Хммм.. Пасиб за наводку. Я тут, правда, уже решил присосаться к Платану, т.к. они значатся как официальный реселлер на сайте Vishay (а мне нужны очень многие эксклюзивные вишаевские компоненты: ИК ДУ приемники, ИК диоды, генераторы). Я даже схему уже перетряс под ту базу, которая есть в наличии в Платане.

Кстати о схеме... На текущий момент проект выглядит так, как изображено на пристегнутой картинке. Генератор стал 5-мегагерцовым, т.к. 4-мегагерцового, официально работающего при минусовых температурах, в Платане в наличии нет. Кроме генератора мне нужны всего 4 микрухи:

74HC390 (два делителя /2 и два /5)

две 74HC393 (два 4-битных счетчика)

74HC08 (4 AND'а)

(коммент: там, где у меня значатся выходы [/4] и [/4*32] - это два сцепленных 4-битных счетчика и, соответственно, выходы со 2й и 7й стадий)

Критика всячески принимается.

---------------------------------------------

P.S. Список все еще актуальных вопросов:

1) Как все же сглаживать помехи в питании? (подробности - в моем предыдущем посте)

2) Как потребляет CMOS-логика? Правильно ли я про пробои сказал?

xo56.pdf

xo52.pdf

[Andrey Z]

Надежность схемы обратно пропорциональна количеству элементов, длине соединений, и числу паек. Это аксиома. Готовый покупной модуль - снизит надежность на порядок.

Тогда нужно делать на микроконтроллере.

[Varravann]

Тогда нужно делать на микроконтроллере.

К слову о микроконтроллерах... Я тут задумался вот над чем: кто же все-таки на самом деле виснет и для кого сделан WatchDog - для самого микроконтроллера или для глюкавой проги на нем? МБ, сам по себе микроконтроллер не так уж нестабилен? Профессионалы, поделитесь опытом!

[Andrey Z]

Тогда нужно делать на микроконтроллере.

К слову о микроконтроллерах... Я тут задумался вот над чем: кто же все-таки на самом деле виснет и для кого сделан WatchDog - для самого микроконтроллера или для глюкавой проги на нем? МБ, сам по себе микроконтроллер не так уж нестабилен? Профессионалы, поделитесь опытом!

Безграмотно написанная программа или не уделяли внимания помехозащищенности (как по питанию, так и по входам/выходам.

[Varravann]

Безграмотно написанная программа или не уделяли внимания помехозащищенности (как по питанию, так и по входам/выходам.

Т.е. ты "голосуешь" за то, что сами по себе микроконтроллеры не сбоят?

Да, о входах в микроконтроллер... Я до сих пор не смог понять: у МК обычно есть свой опорный генератор или он требует внешнего генератора для формирования опорной частоты?

[Varravann]

ADDON:

Начал копаться с Протеусом и с ужасом обнаружил, что серия микрух 74HC в тамошней базе зовется "TTL 74HC series"... Скажите, это "лыжи не едут или я е....ый"? В даташитах же ясно сказано: CMOS...

[Andrey Z]

ADDON:

Начал копаться с Протеусом и с ужасом обнаружил, что серия микрух 74HC в тамошней базе зовется "TTL 74HC series"... Скажите, это "лыжи не едут или я е....ый"? В даташитах же ясно сказано: CMOS...

Это 5-ти вольтовая CMOS-серия. с TTL стыкуется нормально. Только нужно следить за нагрузочной способностью.