Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Generator funkcyjny symulacja

danloop 17 Apr 2011 13:20 2648 7
  • #1
    danloop
    Level 15  
    Witam.
    Tworzę mały projekt generatora funkcyjnego.
    Zacząłem symulować bardzo proste układy generacji prostokąta i sinusa.

    Pierwsza symulacja przeprowadzona jest na TL084 i działa tak jak bym tego oczekiwał, natomiast jeśli zamienię wzmacniacze na LM358 to już układ nie działa tak jak powinien?
    Ktoś się orientuje, gdzie popełniam błąd?

    Pierwszy układ na TL084 działający, drugi na LM358
    Generator funkcyjny symulacja
  • #2
    Paweł Es.
    VIP Meritorious for electroda.pl
    Ustaw w tym drugim napięcia zasilania na +/-15V, bo chyba są na 1V ustawione.

    Poza tym ten układ generatora wytwarza przebiegi: trójkątny na wyjściu integratora i prostokątny na wyjściu przerzutnika. Aby otrzymać sinusoidę trzeba by tu dać przekształtnik trójkąt-sinus (np. diodowo-rezystorowy).
  • #3
    danloop
    Level 15  
    Te zabiegi niestety nie pomagają. :) a O sinusie wiem :) Póki co, skupiam się na tych dwóch.
  • #4
    Paweł Es.
    VIP Meritorious for electroda.pl
    A jakie są właściwie objawy niewłaściwego działania ?

    Dodano po 23 [minuty]:

    A jakie są właściwie objawy niewłaściwego działania ?

    Przy zamianie wzmacniaczy należy pamiętać, że mają one inne stopnie wyjściowe a przez to inne napięcia w stanie nasycenia wyjścia:

    TL081

    Uwy_max ≈ Ucc-1.5V (Ucc - napięcie zasilające na końcówce 7)
    Uwy_min ≈ Uee+1.5V (Uee - napięcie zasilające na końcówce 4)

    Powyższy zakres napięć wyjściowych uzyskamy dla obciążenia wyjścia 10kΩ lub większego.

    Minimalna zalecana rezystancja obciążenia to 2kΩ


    LM358

    Uwy_max ≈ Ucc-2V (Ucc - napięcie na nóżce 8)
    Uwy_min ≈ Gnd (napięcie na nóżce 4)

    powyższe spowoduje, że wzmacniacz pracujący jako przerzutnik po zmianie wzmacniacza będzie miał inne progi przełączania a przebieg trójkątny będzie asymetryczny (kondensator będzie ładowany i rozładowywany różnym prądem wynikającym z różnych napięć wyjściowych przerzutnika w obu stanach).
  • #5
    danloop
    Level 15  
    Gdyby się cokolwiek działo, to zrozumiał bym, ale nie udało mi się znaleźć wartości, dla których dwa LM pracowałyby jako generatory, stosując nawet takie obciążenia, jak podałeś.
  • #6
    Paweł Es.
    VIP Meritorious for electroda.pl
    A jednak, na niedziałanie tego generatora ma wpływ napięć maksymalnych na wyjściach wzmacniaczy:

    Zauważ, że napięcie przełączania przerzutnika wynika z równania

    $$Uint*\frac{R7}{R7+R8}+Ukomp*\frac{R8}{R7+R8}=0$$

    gdzie

    Uint - napięcie na wyjściu integratora
    Ukomp - napięcie na wyjściu komparatora

    Przekształcając powyższy wzór otrzymujemy napięcie z wyjścia integratora przy którym przyłączy komparator

    $$Uint*R7=-Ukomp*R8$$

    $$Uint=-Ukomp*\frac{R8}{R7}$$

    W przypadku TL8xx maksymalne napięcia wyjściowe komparatora wynoszą w przybliżeniu +/-13.5 V czyli gdy, przyjmując R7=R8:

    Ukomp=+13.5V, to Uint musi osiągnąć -13.5V by nastąpiło przełączenie

    i gdy

    Ukomp=-13.5V, to Uint musi osiągnąć +13.5V by nastąpiło przełączenie.

    W przypadku LM358:

    Ukomp_max =+13.5V
    Ukomp_min =-15V

    Jeżeli Ukomp=+13.5V, to Uint musi osiągnąć -13.5V by nastąpiło przełączenie

    Jeżeli Ukomp=-15V, to Uint ... zonk, nigdy nie osiągnie napięcia przełączania !!!

    Z powyższego wniosek, że stosunek R8 do R7 musi być taki by w obu kierunkach zmian napięcia Uint równanie dało się spełnić

    $$Uint=-Ukomp*\frac{R8}{R7}$$

    $$\frac{R8}{R7}=|\frac{Uint_{max}}{Ukomp_{min}}|=\frac{13.5V}{15V}=0.9$$

    Czyli dla zadziałania generatora

    $$R8\ \leq\ 0.9*R7$$

    W układzie rzeczywistym z LM358 trzeba uwzględnić rozrzuty wartości elementów i wartości napięć maksymalnych poszczególnych egzemplarzy układu i dla pewności dać wiekszy zapas i pracować dla R8 < 0.9*R7, np. 0.5-0.7

    W przypadku używania oddzielnych wzmacniaczy TL8x (tj. nie z jednej kostki), też należy przyjąć zasadę R8 < R7, bo z powodu różnic pomiędzy wzmacniaczami może dojść do stanu, że układ czasami nie ruszy.

    Ogólnie musi być spełniona zasada, że w obu stanach przerzutnika jego maksymalne, co do modułu, napięcie wyjściowe po przejściu przez dzielnik R7/R8 musi być mniejsze niż największe, co do modułu, napięcie wyjściowe na wyjściu integratora, tj. nie może być w żadnych warunkach (rozrzutu tolerancji elementów, zmian temperatury, starzenia się elementów) sytuacji, że napięcie na wyjściu integratora nie będzie w stanie osiągnąć napięcia przełączania.
  • #7
    Mirek Z.
    Moderator
    Nie należy zapominać, że symulatory bywają złośliwe, jeśli chodzi o układy generacyjne. Było o tym na forum wielokrotnie.
  • #8
    Paweł Es.
    VIP Meritorious for electroda.pl
    Ale to przeważnie w układach gdzie jeden koniec kondensatora jest podłączony do masy czy jakiegoś poziomu odniesienia (np. jak w układach 555) i trzeba wprost podać symulatorowi napięcie początkowe na kondensatorze (=0V), bo inaczej, to przy wstępnym określaniu punktu pracy układu symulator wylicza jakieś dziwne wartości (tj. niezerowe napięcie na kondensatorze w momencie włączenia zasilania) napięć i układ nie startuje stojąc w jakimś nierealnym w rzeczywistości (ze względu na nieidealność elementów) punkcie równowagi.

    W tym układzie był niespełniony jeden z warunków przełaczania.