Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Generator sinusoidalny strojony jednym elementem

Eres1989 30 Kwi 2012 17:58 7442 20
  • #1 30 Kwi 2012 17:58
    Eres1989
    Poziom 10  

    Witam,
    Przymierzam się do budowy generatora funkcyjnego (sinus, trójkąt, prostokąt). Generator będzie się składał z części cyfrowej (zajmującej się sterowaniem - oparte na mikrokontrolerze) oraz części analogowej (wykonawczej - opartej o WO; wszelkiego rodzaju układy scalone typu MAX038 i ICL8083 odpadają). Moje pytanie jest następujące: czy istnieje generator sinusoidalny oparty na WO, w którym występuje możliwość regulacji częstotliwości jedynie przy pomocy jednego elementu - rezystora ? Wien potrzebuje zmiany dwóch elementów naraz (C lub R), podwójne T - trzech elementów bodajże. Przesuwnik RC - daje stosunkowo duże zniekształcenia, więc z góry go skreśliłem.
    Zadaje to pytanie, ponieważ natrafiłem na schemat z tej oto strony:
    http://www.eres.alpha.pl/elektronika/articles.php?article_id=321
    Niby wszystko fajnie, ale układ nie chce się wzbudzić w symulacji, przy okazji wprowadził mi zamieszanie odnośnie strojenia jednym elementem...
    Myślałem również nad przekształtnikiem trójkąt -sinus, ale wydaje mi się, że to będzie ostateczność.
    Pozdrawiam.

    0 20
  • #2 30 Kwi 2012 20:25
    netotron
    Poziom 26  

    Witam
    Jaki zakres częstotliwości?
    Warto by było podać, nie wróżymy z fusów.
    Dla pasma akustycznego można powalczyć.
    Jeśli nie chcesz użyć gotowego generatora, to czeka cię poważne wyzwanie.
    Szczególnie dla szerokiego zakresu generowanych częstotliwości.
    Zdefiniujmy sobie coś: jeśli przebiegi (sinus, trójkąt, prostokąt) mają mieć małe zniekształcenia tz. sinus ma być sinusem, a nie sinuso-podobny, to samo z trókątnym i prostokątnym. Trafisz na problemy z liniowością elementów, precyzją i szybkością wzmacniaczy operacyjnych (i ceną tychże!) szczególnie przy wyższych częstotliwościach.
    pozdrawiam

    0
  • #3 30 Kwi 2012 21:00
    Eres1989
    Poziom 10  

    Odnośnie doboru elementów - wiem, że odpowiednio dobre parametry urządzenia wiążą się z odpowiednią ceną ;) Generator docelowo będzie działał na częstotliwościach 20Hz - 100kHz.

    0
  • #4 30 Kwi 2012 22:49
    wieswas
    Poziom 33  

    Najprościej byłoby zastosować kilkusekcyjny przełącznik wielopozycyjny i wówczas możesz elementy dobierać optymalnie .
    Możesz także sprzęgać mechanicznie 2 lub 3 potencjimetry.
    Pod względem elektrycznym pasuje Ci wówczas każdy schemat.

    0
  • #5 30 Kwi 2012 23:09
    marekzi
    Poziom 38  

    Jeśli zależy Ci na sinusie o małych zniekształceniach (zastosowanie audio) to z góry odpada jego tworzenie z trójkąta za pomocą ogranicznika diodowego.
    Niestety, to jest jedyny dostępny sposób w miarę prosty i tani. Nawet w tekście z linka, który podałeś piszą o tym.
    Tak były robione przebiegi we wszystkich scalonych generatorach funkcyjnych (ICL8038, XR2206, XR205, MAX038), i niestety są one obarczone dużymi zniekształceniami.
    Pewnym sposobem na minimalizację zniekształceń w takim układzie ogranicznika byłoby zastosowanie wielu diod (wzmocnienie trójkąta do uzyskania dużej amplitudy i zastosowanie diod Schottky).
    Powiem tak - gdyby istniał łatwy sposób na generację sinusa jak chcesz - byłyby jego wersje scalone.
    Co do wzmacniaczy operacyjnych - z tym nie ma problemu, zobacz tu: https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?t=2061969&highlight=
    Archaiczny LM318 daje radę, nie mówiąc o serii AD80xx, czy starym AD811.

    0
  • #6 01 Maj 2012 12:26
    Eres1989
    Poziom 10  

    Wieswas, koncepcje na sterowanie takowym układem już mam - AVR będzie 'wysterowywał' drabinkę rezystancji złożoną z 8 oporników (możliwość uzyskania 255 konfiguracji oporności); uzyskuje w ten sposób w miarę płynną regulacje cyfrową o charakterystyce logarytmicznej.
    Gdyby już padło na generator z mostkiem wiena, gdzie trzeba zmieniać dwie rezystancje naraz, musiałbym zastosować dwa rejestry, które zapamiętywały by ustawienie ów "potencjometrów cyfrowych", ale to wiąże się z rozbudową układu (zważając, że chce mieć również cyfrową regulacje amplitudy w ten sam sposób jak częstotliwości, musiałbym użyć 3 rejestrów). W dodatku, żeby sterować rezystancją znajdującą się między kondensatorem a obwodem równoległym RC, musiałbym użyć cyfrowych przełączników :/ Zależy mi na jak największej optymalizacji zarówno układowej jak i programowej, więc z stąd pytanie o generator przestrajany jedną opornością...
    marekzi - dzięki za link, przeglądam właśnie schematy tego generatora. Jak widzę jest mocno rozbudowany (ale nie dziwota, skoro posiada tyle funkcji). Postaram się odseparować sam fragment odpowiedzialny za generacje funkcyjną (obwód ze wspomnianym LMem) i sprawdzić go.

    1
  • #7 01 Maj 2012 21:35
    Eres1989
    Poziom 10  

    Przypatruje się znowu generatorowi z linka, którego zamieściłem - jest ktoś w stanie odpowiedzieć czy takie coś miało by prawo zadziałać w rzeczywistości ? W symulacjach za diabła nie chce się wzbudzić - skupiam się głównie na generatorze sin (opartych na dwóch pierwszych WO).

    0
  • Pomocny post
    #8 02 Maj 2012 09:55
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Cytat:
    AVR będzie 'wysterowywał' drabinkę rezystancji złożoną z 8 oporników (możliwość uzyskania 255 konfiguracji oporności); uzyskuje w ten sposób w miarę płynną regulacje cyfrową o charakterystyce logarytmicznej.

    Budowane w ten sposób potencjometry cyfrowe, czy ADC, nie wychodzą dokładne, a mogą wyjść nawet niemonotoniczne.

    Jeśli całość będzie kontrolował AVR, to może lepiej (i prościej ) zrobić DDS.
    Cytat:
    Zależy mi na jak największej optymalizacji zarówno układowej jak i programowej

    Nie da się zoptymalizować wszystkiego, jak potrzebujesz generatora o małych zniekształceniach to zrób którąś ze zoptymalizowanych wersji generatora z mostkiem WienaLink, przypuszczam że zastosowanie w nim rezystorów przełączanych nieliniowymi tranzystorami zepsuje te małe zniekształcenia.

    Co można powiedzieć o układzie z linku? to co widać - zasada uzyskiwania sinusa -filtracja przebiegu prostokątnego, żeby to działało prawidłowo filtr powinien mieć bardzo dużą dobroć. Filtr znajdziesz w internecie pod nazwą "Multiple feedback filter" “Deliyannis-Friend” (“DF”) przeanalizuj od czego i jak zależy dobroć i częstotliwość środkowa tego filtru.

    Uruchomić w symulacji to chyba najmniejszy problem (u mnie działa).

    0
  • #9 02 Maj 2012 16:19
    Eres1989
    Poziom 10  

    Dzięki Jarku (ponownie), za konkretne porady. Pewnie, że łatwiej było by to zrobić w sposób cyfrowy, jednak jak już się uparłem na część wykonawczą opartą na wzmacniaczach operacyjnych to nie odpuszcze :D .
    Właśnie wiedziałem, że to jest filtr pasmowo przepustowy, jednak nie wiedziałem w jaki sposób dobrać do niego odpowiednio elementy... brakowało mi również nazewnictwa filtru aby sprawdzić np ów dobór (przyznaje się bez bicia, że nie chciało mi się wyliczać ręcznie warunków generacji, transmitancji filtru itd :D ). Jeszcze raz dzięki i pokombinuje.

    PS:
    W jakim programie symulowałeś układ ? - pytam z ciekawości; o dobór elementów nie będę pytał bo to już by trochę nadwerężyło kwestie pomocy z Twojej strony :D

    0
  • Pomocny post
    #10 02 Maj 2012 17:08
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Mi też się nie chciało tego liczyć, to zajrzałem do książki ;) Google znalazł mi nawet kalkulator online takich filtrów.
    Symulowałem w LTSpice'ie w załączniku plik (skoro już narysowałem, to może Ci się przyda).
    THD wychodzi całkiem spore, bo czego się spodziewać po filtracji przebiegu prostokątnego, filtrem który ma tylko 6dB/oktawę, dobroć można zwiększać, ale tu też są ograniczenia.
    Elementy dobierałem na oko, tak żeby mieć dużą dobroć i nieprzesterowany sygnał.

    0
  • #11 03 Maj 2012 12:03
    Eres1989
    Poziom 10  

    Chyba będę musiał wrócić do programów opartych na pspice. Dzięki za plik ;) Wczoraj robiłem już próby z dostrajaniem tego - chodzi mi o to pasmo 20Hz - 100kHz. Póki co, ciężko idzie, żeby THD było w miarę niskie dla tego zakresu - tak jak mówiłeś. No nic, pomęczę to jeszcze i zobaczymy co z tego będzie... Dzięki jeszcze raz ;)

    0
  • #12 08 Lip 2012 18:00
    Eres1989
    Poziom 10  

    Witam po dłuższej przerwie w tym temacie.
    Przez ostatni czas zastanawiałem się nad projektem który został tutaj poruszony. Zmieniłem kilka krotnie koncepcje rozwiązania problemu i póki co stanęło na wyborze generatora VCO. Byłby on przestrajany za pomocą mikrokontrolera - poprzez przetwornik C/A. Jednak mała ilość schematów, a do tego praktycznie żaden opis działania (nawet minimalny), spowodował, że znów tutaj pisze.
    Zatem sprawa na dzień dzisiejszy przedstawia się tak:
    Korzystam ze schematu z noty katalogowej układu LM124 (dodatkowo poniżej zamieszczam załącznik). Niestety układ jest przystosowany do generowania sygnałów akustycznych (przypominam, że mój generator ma osiągać wartości 20Hz - 100kHz). Tradycją w moim przypadku jest symulowanie układów do skutku, do w miarę poprawnego działania w programie - zanim dany zmontuje. Z tego co zauważyłem jedynie zmiana pojemności C powoduje zwiększenie częstotliwości f, jednak kosztem kształtu sygnału (występują zniekształcenia sygnału prostokątnego). Zmiany rezystancji powodują zmiany wypełnienia sygnału.
    Nie liczę na gotową odpowiedź, ale czy ktoś mógłby podrzucić jakąś myśl odnośnie regulacji, materiałów o VCO ? Tylko nie piszcie, że wszystko jest na google, elektrodzie (szukałem zagadnień związanych z: VCO dla trzech rodzajów funkcji - sin, trójkąt, prostokąt; przetwornikami U/f, miernikami częstotliwości; szukałem na stronach polskich ale przede wszystkich na anglojęzycznych) albo żebym zastosował jakiś gotowy układ typu MAX038.
    Pozdrawiam

    Generator sinusoidalny strojony jednym elementem

    0
  • Pomocny post
    #13 08 Lip 2012 18:48
    Quarz
    Poziom 43  

    Witam,

    Eres1989 napisał:
    Witam po dłuższej przerwie w tym temacie.
    Przez ostatni czas zastanawiałem się nad projektem który został tutaj poruszony. Zmieniłem kilka krotnie koncepcje rozwiązania problemu i póki co stanęło na wyborze generatora VCO. Byłby on przestrajany za pomocą mikrokontrolera - poprzez przetwornik C/A. Jednak mała ilość schematów, a do tego praktycznie żaden opis działania (nawet minimalny), spowodował, że znów tutaj pisze.
    Zatem sprawa na dzień dzisiejszy przedstawia się tak:
    Korzystam ze schematu z noty katalogowej układu LM124 (dodatkowo poniżej zamieszczam załącznik). Niestety układ jest przystosowany do generowania sygnałów akustycznych (przypominam, że mój generator ma osiągać wartości 20Hz - 100kHz). Tradycją w moim przypadku jest symulowanie układów do skutku, do w miarę poprawnego działania w programie - zanim dany zmontuje. Z tego co zauważyłem jedynie zmiana pojemności C powoduje zwiększenie częstotliwości f, jednak kosztem kształtu sygnału (występują zniekształcenia sygnału prostokątnego). Zmiany rezystancji powodują zmiany wypełnienia sygnału.
    Nie liczę na gotową odpowiedź, ale czy ktoś mógłby podrzucić jakąś myśl odnośnie regulacji, materiałów o VCO ? Tylko nie piszcie, że wszystko jest na google, elektrodzie (szukałem zagadnień związanych z: VCO dla trzech rodzajów funkcji - sin, trójkąt, prostokąt; przetwornikami U/f, miernikami częstotliwości; szukałem na stronach polskich ale przede wszystkich na anglojęzycznych) albo żebym zastosował jakiś gotowy układ typu MAX038.
    Pozdrawiam

    Generator sinusoidalny strojony jednym elementem
    jak widzę, to "walisz głową w mur" zamiast porządnie przeszukać elektrodę ... :!: :idea: ... a potem udać się do stosownej biblioteki, jak "po swoje".
    Swego czasu wspominałem TAM o generatorze sinusoidalnym w układzie mostka Wiena-Robinsona - układ praktycznie sprawdzony, również przeze mnie - gdzie elementem strojonym są diody półprzewodnikowe poprzez zmianę wartości płynącego przezeń prądu, a więc jednym elementem.
    Na dzień dzisiejszy wspomnianą książkę mam "pod swoim nosem", więc mogę podać szczegóły: strona 286, Rys. 7-41. Układ generatora przestrajanego elektronicznie sygnałem prądowym, o zakresie częstotliwości od 17Hz do 770kHz - autor podaje też źródło skąd zaczerpnął tamte dane:
    Krehl P.: Heiland B., Elektronisch verstimmbarer Wien_Robinson-Oszillator mit extrem weiter Frequenzvariation. Internationale Elektronische Rundschau, 1972, Nr 6, seite 131-134.

    Zamiana sinusoidy na skalowany prostokąt to przecież - w Układach Analogowych - przysłowiowy "pryszcz", a dalej już nie jest trudno uzyskać z tego przebieg trójkątny, choć jego skalowanie - przy zmianie częstotliwości - wymaga nieco zachodu, ale nie jest to awykonalne.

    Natomiast odnośnie Twojej "wiary" w symulatory elektroniczne, to polecam poczytać co na ten temat swego czasu napisałem np. TAM oraz w kilku innych moich postach, gdzie takie symulatory ja - na własny użytek - nazywam 'ogłupiaczami niedouczonych', a szczególne wtedy, kiedy używa się ich do symulowania układów nieliniowych oraz generacyjnych ...

    Pozdrawiam

    0
  • #14 08 Lip 2012 22:16
    Eres1989
    Poziom 10  

    Dziękuje za odpowiedź.
    Książkę będę miał jutro, więc zaznajomie się szczegółowo z tym generatorem. Jeszcze raz wielkie dzięki i pozdrawiam :)

    0
  • #15 08 Lip 2012 22:45
    1171337
    Użytkownik usunął konto  
  • #16 11 Lip 2012 22:14
    Eres1989
    Poziom 10  

    Witam ponownie,
    Mam pytanie odnośnie generatora przestrajanego prądem. Przymierzam się właśnie do zakupu części w celu uruchomienia prototypu i mam problem z dwoma modelami, które są dosyć archaiczne. Chodzi mi tutaj o diodę OA 150 i tranzystor bipolarny BFY 40. Jakie półprzewodniki mogłyby posłużyć jako zamienniki ?
    Pozdrawiam.

    0
  • #17 11 Lip 2012 22:38
    Quarz
    Poziom 43  

    Witam,

    Eres1989 napisał:
    Witam ponownie,
    Mam pytanie odnośnie generatora przestrajanego prądem. Przymierzam się właśnie do zakupu części w celu uruchomienia prototypu i mam problem z dwoma modelami, które są dosyć archaiczne. Chodzi mi tutaj o diodę OA 150 i tranzystor bipolarny BFY 40. Jakie półprzewodniki mogłyby posłużyć jako zamienniki ?
    Pozdrawiam.
    ale informacja o tym elementach jest ogólnie dostępna, zobacz: QA150, BFY40, więc w czym problem?
    Zobacz jakie mają parametry i poszukaj sobie dostępnego zamiennika, to działanie chyba nie przerasta Twoich możliwości oraz umiejętności?
    Poza tym, to diody (germanowe) typu OA150 pełnią znane tam zadanie - z opisów generatorów z mostkiem Wiena-Robinsona - więc tym bardziej obnażyłeś tu swoją indolencję ... :!: :idea:
    Natomiast oba wspomniane tranzystory typu BFY40 pracują tam w dobrze znanym układzie, więc patrz wyżej ... :idea: :lol:
    Chcesz być inżynierem konstruktorem, czy tylko nieudolnym kopistą?

    Pozdrawiam

    0
  • #18 11 Lip 2012 22:41
    marekzi
    Poziom 38  

    OA150 to dioda ostrzowa germanowa, tyle że ma wysokie napiecie wsteczne bo 100V i prąd 35mA.
    Raczej o odpowiednik będzie cieżko - ale wiele tu zależy od napięć i prądu z jakim ona w tym układzie pracuje. Np. AA133.
    Z polskich diod ostrzowych (raczej dostępne są) najbliższa to AAP120 - 70V/25mA, pozostałe to AAP152/153/155/161/162 maja niższe napiecia i prąd 16mA.

    BFY40 ma 60V/0,8A/0,8W/60MHz - tu można wstawić 2N2219, BSXP59/60, czy nawet BC211, BD137.
    Może pokaż ten schemat...

    0
  • #19 12 Lip 2012 08:26
    Eres1989
    Poziom 10  

    Quarz - pewnie, że mógłbym znaleźć zamienniki na podstawie ich danych katalogowych, jednak wyszedłem z prostego założenia: ktoś już takowych używał, sprawdziły się i mógł 'od strzału' podać ich nazwy. Chyba w końcu od tego są fora, żeby m.in. wymieniać między sobą takie informacje.

    marekzi - poniżej zamieszczam schemat ów generatora.

    Generator sinusoidalny strojony jednym elementem

    0
  • #20 12 Lip 2012 09:47
    Quarz
    Poziom 43  

    Eres1989 napisał:
    Quarz - pewnie, że mógłbym znaleźć zamienniki na podstawie ich danych katalogowych, jednak wyszedłem z prostego założenia: ktoś już takowych używał, sprawdziły się i mógł 'od strzału' podać ich nazwy.
    I uważasz, że ja - po przeszło trzydziestu latach - będę pamiętał co tam wstawiłem?
    Diody najprawdopodobniej były oryginalne, J-FETy też, natomiast zamiast BFY40 mogłem użyć wtedy łatwo dostępnego - a używanego we wzmacniaczach końcowych wizji CTV - tranzystora typu BF459 (tu wystarczy już BF457 na 160V), lub jego zamiennika.

    Eres1989 napisał:
    Chyba w końcu od tego są fora, żeby m.in. wymieniać między sobą takie informacje.
    Ale to forum - wręcz zasadniczo i co wynika z regulaminu tego forum - nie znosi postaw roszczeniowych, a taki był powyższy Twój post z zapytaniem o typy półprzewodników.

    Eres1989 napisał:
    [ ... ] - poniżej zamieszczam schemat ów generatora.

    Generator sinusoidalny strojony jednym elementem
    Zechciej też zauważyć, że - na powyższym schemacie - wzmacniacz operacyjny µA733 nie ma wrysowanego symetrycznego zasilania, tu ±6V, a wyjścia ma on symetryczne (różnicowe) i użyto go tu w układzie z wyjściem niesymetrycznym nieodwracającym.
    Zwracam też uwagę, iż zastosowane tam kondensatory o pojemnościach mikrofaradowych - jak będą użyte elektrolityczne, ale dla obwodu strojonego w półmostku Wiena (po 10µF) nie zalecam - muszą mieć właściwą polaryzację, lecz obliczenie/wyznaczenie tego, to przecież akademicka etiuda z TOE, więc nie oczekuj ode mnie podpowiedzi ... :!: :idea: :black:

    0
  • #21 12 Lip 2012 13:10
    marekzi
    Poziom 38  

    Z tego schematu wynika, że możesz tam za OA150 wstawić dowolne diody ostrzowe germanowe. Nie zdziwiłbym się, gdyby zamiana na krzemowe nic (niewiele) zmieniła.
    Tak patrząc na ten schemat - BF245 powinny być grupy A (BF245A), z tych dwóch BFY40 pierwszy można zastąpić dowolnym npn m.cz. (choćby BC148).

    2