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

Synchronizacja częstotliwości - Korekcja i stabilizacja dwóch częstotliwości

Elektryk1984 26 Wrz 2013 07:30 3525 29
  • #1 26 Wrz 2013 07:30
    Elektryk1984
    Poziom 7  

    Mam dość nietypowy problem, a dokładnie potrzebuję wykonać pewne doświadczenie i sprawdzić jego rezultat. Mam nadzieję, że wybrałem odpowiedni dział. A więc tak:
    Mam dwa pierwotne obwody rezonansowe LC zasilane wysokim napięciem w których jest iskiernik. Zasilanie obwodów może się odbywać z dwóch niezależnych źródeł bądź jednego transformatora. Obwody pierwotne są dostrojone do jednej częstotliwości rezonansowej na której będą pracować.
    W układzie jest też cewka/uzwojenie wtórne, które odbiera energię tych dwóch obwodów LC i ona jest również dostrojona do tej samej częstotliwości rezonansowej jak dwa obwody pierwotne. I tu się zaczynają schody:
    Iskierniki nie zapalają się z jednakową częstotliwością w tych obwodach pierwotnych, stąd częstotliwości nie nakładają się na siebie, tylko tworzy się coś w rodzaju poszarpanej sinusoidy z uwagi na przesunięcia faz przez nieregularny zapłon iskierników. Pytanie jak można dokonać korekcji tych częstotliwości by najlepiej w obwodzie wtórnym te częstotliwości nie były przesunięte w fazie i fale nakładały się na siebie. Ewentualnie czy można dokonać korekty wszystkich obwodów? Czy ktoś miał z tym styczność i mógłby coś więcej na temat takiego doświadczenia powiedzieć.

    0 29
  • #2 26 Wrz 2013 08:10
    multihunter
    Poziom 25  

    Te dwa obwody równoległe LC, bo pewnie o nich mowa, do nałożenia się obu fal na siebie można wysterować naprzemiennie. Ale i tak do pełnego zrozumienia przydałby się schemat.

    0
  • #3 26 Wrz 2013 10:11
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Problem z jitter-em? Chyba trzeba iskierniki zastąpić czymś lepszym, bo one dają duży jitter.

    0
  • #4 26 Wrz 2013 11:57
    Elektryk1984
    Poziom 7  

    Synchronizacja częstotliwości - Korekcja i stabilizacja dwóch częstotliwości[/img]

    Może być też układ mieszany na przykład rezonans napięć w jednym rezonans prądów w drugim, jednak to co potrzebne to zestrojenie ze sobą częstotliwości by nie było przesunięć fazowych.

    0
  • #5 26 Wrz 2013 12:44
    _jta_
    Specjalista elektronik

    ... A moment przeskoczenia iskry zależy od pojawienia się jonów, które wytworzy cząstka z promieniowania kosmicznego, albo z rozpadu radonu...

    0
  • #6 26 Wrz 2013 13:16
    multihunter
    Poziom 25  

    Ten układ albo wykracza poza moje dotychczasowe pojęcie radiotechniki, albo nie wiem, albo sam nie wiesz co chcesz zrobić.

    0
  • #7 26 Wrz 2013 14:03
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Może iskierniki trzeba zastąpić tyrystorami, albo tyratronami (zależnie od wymagań - tyratrony są do wyższych napięć) - w każdym razie trzeba zapewnić jakąś synchronizację "przeskoku iskry", inaczej się nie da.

    0
  • #8 26 Wrz 2013 20:32
    lechoo
    Poziom 39  

    Witam, czy to ma być cewka Tesli? Jeśli tak, to iskrowniki odchodzą do lamusa, obecnie stosuje się tranzystory IGBT do wytarzania drgań w pierwotnym obwodzie rezonansowym.
    Przykładowo ta cewka ma aż 4 pierwotne obwody rezonansowe pracujące synchronicznie, pobudzające jeden wspólny obwód wtórny:
    http://www.youtube.com/watch?v=hfy_e5Cdpmo

    0
  • #9 27 Wrz 2013 10:09
    Elektryk1984
    Poziom 7  

    Jest to w pewnym sensie cewka Tesli ale o nieco innym przeznaczeniu.
    Jeśli można półprzewodnikami uzyskać efekt przerywania obwodu, ale czy ich dokładność będzie znacznie większa? Ogólnie chodzi o to by w obwodzie wtórnym uzyskać idealnie nałożone na siebie częstotliwości z dwóch obwodów L1. Jak by się sprawdziły filtry i dławiki w tym przypadku?

    0
  • #10 27 Wrz 2013 13:40
    multihunter
    Poziom 25  

    Klasycznie mówiąc najogólniej aby "wstrzelić" się w częstotliwość rezonansową trzeba by regulować dynamicznie przerwę iskrownika, co jest raczej nierealne, ale realnym jest po prostu sprzężenie zwrotne, które jak w każdym innym generatorze drgań polega na zwracaniu od wyjścia do wejścia najwyższej amplitudy, która występuje tylko przy częstotliwości rezonansowej. Sprzężenie musiałby by być dobrane tak, aby tylko ta najwyższa amplituda mogła przedostać się z wyjścia do wejścia. Jeden z obwodów oscylowałby w swoim rezonansie, zaś drugi w rezonansie tego pierwszego pod warunkiem, że od obu wejść do wyjścia "głównego" będzie zachowana zgodność faz. Jednak najprościej uzyskać taką synchronizację przy pomocy zewnętrznego generatora jak sugerowałem wcześniej - zobacz http://www.richieburnett.co.uk/sstate.html

    0
  • #11 27 Wrz 2013 13:46
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Na pewno półprzewodniki dadzą dużo lepszą dokładność od iskierników, jakkolwiek pewnie w opisie tyrystorów nie podaje się, jaki mają jitter i jaki rozrzut i pływanie czasu włączania - w każdym razie nie przypominam sobie, żebym coś takiego zauważył - pewnie trzeba by było wziąć kilka sztuk i pomierzyć. A jaka dokładność jest potrzebna? Na jaką częstotliwość chcesz dostroić obwody rezonansowe? Jakie prądy i napięcia mają tam występować? Przy małych mocach widziałem uzyskiwanie dokładności rzędu 100ps, pewnie da się i lepiej. Wiele układów scalonych do generowania i wzmacniania sygnałów zegarowych ma jitter poniżej 1ps, przekos (skew) między wyjściami rzędu 10ps (przez 10ps światło przelatuje 3mm, więc uwaga na długości połączeń, bo jak będą nierówne, to zrobią większy przekos), możliwość regulacji opóźnienia na każdym wyjściu - tylko one dają sygnał o małej mocy, do sterowania, więc jest kwestia, na ile się go popsuje przy wzmacnianiu.

    0
  • #12 27 Wrz 2013 14:15
    multihunter
    Poziom 25  

    Tyrystor wielkiej częstotliwości coś takiego chyba nie istnieje za to tranzystory w.cz. są ogólnie dostępne. Problemem może okazać się napięcie przebicia złącza C-E tranzystora, które oddaje cewka z chwilą wyłączenie. A jeżeli te "wytyczne", których się trzymasz nie są aż tak istotne, to jako stopień przełączający byłbym w stanie podać Ci gotowy wzmacniacz zapłonu, jaki stosuje się w samochodach. Częstotliwość max. takiego wzmacniacza to kilka do kilkunastu kHz.

    0
  • #13 27 Wrz 2013 15:48
    Elektryk1984
    Poziom 7  

    Synchronizacja częstotliwości - Korekcja i stabilizacja dwóch częstotliwości

    Wykonałem pewne zmiany w schemacie, może nawet okaże się, że niepotrzebne są dwa iskierniki tylko jeden wspólny dla dwóch obwodów zasilających. Chyba powinien układ pracować? Czy masy powinny być odseparowane czy mogą być wspólne.
    Czy taki obwód powinien pracować bez większych problemów?

    0
  • #14 27 Wrz 2013 19:55
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    W tym układzie iskiernik jest poza obwodem w którym płynie prąd, a prąd płynie stały, bez przerwy, bez sensu.

    Tranzystorowe cewki Tesli, pracują przy niższych napięciach pierwotnych niż te z iskrownikiem, ze względu na dopuszczalne napięcia tranzystorów, ale w układzie tranzystorowym możesz dokładnie kontrolować fazę i generować falę ciągłą.

    Tylko że jak dwa układy będą dawały zmienne pole magnetyczne w tej samej fazie to jaki zysk z tego że będą dwa, a nie jeden (poza większą mocą).

    0
  • #15 28 Wrz 2013 01:11
    multihunter
    Poziom 25  

    Wpadl mi do głowy taki szalony pomysł żeby zsynchronizować te obie iskry lampą stroboskopową :-]

    0
  • #16 28 Wrz 2013 06:55
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Nie przypuszczam żeby lampa stroboskopowa wytwarzała dość ultrafioletu o tak krótkiej długości fali żeby wywołać jonizację.

    0
  • #17 28 Wrz 2013 09:05
    Elektryk1984
    Poziom 7  

    A filtry częstotliwości coś tu mogą pomóc? Podobno słyszałem, że nawet jak się da 3 cewkę w obwodzie, która nie jest podłączona może pomóc, ale nie daję gwarancji, że to prawda, tak tylko słyszałem kiedyś.

    0
  • #18 28 Wrz 2013 09:16
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Żadne filtry pasywne nie pomogą. Tylko układy z elementami aktywnymi, np. tranzystorami.

    0
  • #19 28 Wrz 2013 09:59
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Cytat:
    A filtry częstotliwości coś tu mogą pomóc? Podobno słyszałem, że nawet jak się da 3 cewkę w obwodzie, która nie jest podłączona może pomóc, ale nie daję gwarancji, że to prawda, tak tylko słyszałem kiedyś.

    Współcześnie nie musisz się opierać na plotkach, ani stosować prymitywnych metod (iskierniki), żeby ponownie wynajdywać koło, jest wiedza, są nowoczesne elementy - tylko brać i korzystać.

    0
  • #20 28 Wrz 2013 11:30
    lechoo
    Poziom 39  

    Witam, można zbudować iskrownik z dodatkową elektrodą wyzwalającą wyładowanie, tzw. trigatron. Ale jak wspomniał Kolega powyżej - takie rozwiązania są archaiczne.
    Jeśli chcesz zastosować elektroniczne rozwiązanie bezpośrednio zastępujące iskrownik, to poczytaj o OLTC (Off-Line Tesla Coil), przy czym w przypadku łatwo dostępnych podzespołów będziesz ograniczony maksymalnym napięciem na kondensatorze do około 1kV.
    Ogólny zarys OLTC oraz przykładowe projekty znajdziesz w linkach poniżej:
    http://scopeboy.com/tesla/oltcfaq10.html
    http://scopeboy.com/tesla

    0
  • #21 28 Wrz 2013 14:37
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Kiedyś iskrownik (czy iskiernik) z elektrodą do wyzwalania, zamknięty w "lampowej" bańce nazywał się tyratronem. Wydług książki z lat 50-tych były tyratrony na napięcia po kilka kV (dla półprzewodników raczej za dużo) i prądy po kilkadziesiąt A. Według Wikipedii - wciąż się produkuje tyratrony dużej mocy, na napięcia do dziesiątek kV i prądy do dziesiątek kA, między innymi do cewek Tesli; ale największy, którego zdjęcie znalazłem, jest tylko na 25kV i 1000A. Zaletą tyratronu, oprócz dużej mocy, jest duża szybkość włączania.

    0
  • #22 28 Wrz 2013 17:34
    Elektryk1984
    Poziom 7  

    Układ będzie pobierał około 100-200 wat więc raczej o tak gigantycznej mocy elementy nie wchodzą w grę. Wygląda na to, że w obwodach pierwotnych niewiele można zrobić, bardziej jak można dokonać tej korekcji w obwodzie wtórnym.

    0
  • #23 28 Wrz 2013 18:54
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Tylko w obwodach pierwotnych można coś znacząco poprawić - jak na wejściu masz śmieci, to nie ma prostego sposobu na to, żeby na wyjściu nie było śmieci. Jak będziesz miał niestabilność faz źródeł sygnału, to żaden element bierny tego nie skoryguje (obwód rezonansowy zmniejszy jedynie szybkie wahania fazy, przez uśrednienie po czasie równym dobroć/częstość, ale dla typowej cewki Tesli to będzie ułamek mikrosekundy). Jeśli zsumujesz dwa sygnały z wahaniami fazy, to wyjdą dudnienia.

    0
  • #24 28 Wrz 2013 19:35
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Cytat:
    Układ będzie pobierał około 100-200 wat więc raczej o tak gigantycznej mocy elementy nie wchodzą w grę.
    Układy STCC budowane są i na większe moce, a wzmacniacze klasy E mają dosyć duże sprawności. Więc wcale moc wyjściowa 200W nie oznacza 200W mocy strat w tranzystorach.


    Mówisz że 100-200W to gigantyczna moc, to zobacz choćby projekt PRF-1150 1kW mocy wyjściowej i 85% sprawności przy 13,5MHz - na jednym tranzystorze wyjściowym, choć fakt że to duży i drogi tranzystor.
    Przy niższych częstotliwościach i mniejszych mocach jest łatwiej i taniej.
    PRF-1150

    0
  • #26 07 Kwi 2014 11:55
    Elektryk1984
    Poziom 7  

    Po dłuższym czasie sprawa się nieco wyjaśniła. Problem polegał nieco na czymś innym. Mam 2 obwody rezonansowe i obydwa są dostrojone do tej samej częstotliwości rezonansowej na której pracują. To co ma miejsce to przesunięcie faz pomiędzy tymi obwodami i tu chodzi o to jak w drugim obwodzie można przesuwać sygnałem w czasie oby zestroić pod odpowiednim kątem te sygnały.
    Jak matematycznie i praktycznie to osiągnąć?

    0
  • #27 07 Kwi 2014 13:08
    _jta_
    Specjalista elektronik

    To wypada mierzyć różnicę faz (może poszukaj, co to jest dyskryminator fazy) i dostosowywać fazę sygnału wejściowego (zasilającego) tak, by fazy się wyrównały. Ale uwaga: obwód rezonansowy ma oscylacje w swojej fazie, które stopniowo zanikają, i do tego dodają się oscylacje ze źródła sygnału - jeśli chcemy uzyskać równe fazy, a mamy nierówne, to trzeba podać sygnał z fazą przesuniętą w przeciwną stronę do tego, co jest w obwodzie i odpowiednio dobrać to przesunięcie i szybkość reakcji na zmiany fazy w obwodzie - inaczej układ może się wzbudzić tak, że pojawią się narastające oscylacje fazy. Ze względu na opóźnienie wykrywania zmian fazy te zmiany będą opisane równaniem podobnym od równania obwodu rezonansowego - przydałoby się, żeby był to "obwód rezonansowy" z tłumieniem krytycznym.

    0
  • #28 07 Kwi 2014 16:57
    Elektryk1984
    Poziom 7  

    Zasadniczo też chciałbym zbadać zachowanie obwodu z narastającymi oscylacjami. Jak w takim razie w najprostszy sposób dostrajać do siebie te obie częstotliwości w obwodach lub przesuwać częstotliwością na wtórnym obwodzie by zmieniać kąt? Czy sygnał zasilania może mieć na tyle znaczący wpływ, że trzeba będzie stosować filtry?
    Ten efekt mnie interesuje w odniesieniu do elektryczności:
    http://www.youtube.com/watch?v=VJ8Y6M2cF0o

    0
  • #29 07 Kwi 2014 17:49
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Przesunięcie fazy jest rezultatem niedokładnego zestrojenia (i wystarcza do niego bardzo niewielki błąd) - można je skompensować podając sygnał (zasilanie) z przesuniętą fazą. Pewnie najprościej jest dostrajać, aż się trafi tak, że fazy będą zgodne.

    0
  • #30 07 Kwi 2014 22:41
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Cytat:
    To co ma miejsce to przesunięcie faz pomiędzy tymi obwodami i tu chodzi o to jak w drugim obwodzie można przesuwać sygnałem w czasie oby zestroić pod odpowiednim kątem te sygnały.
    Jak matematycznie i praktycznie to osiągnąć?

    Jest jeden zasadniczy problem, nie posiadasz żadnych elementów sterowanych, fazy ani w ogóle niczego nie możesz kontrolować w czasie pracy, bo nie masz czym, kurczowo trzymasz się rozwiązań z XIXw wg stanu nauki i techniki z tamtej epoki to co chcesz zrobić nie jest możliwe. Chyba że wierzysz w bajki o Tesli który cuda na kiju tworzył.

    Trudno rozmawiać gdy przemilczasz wszystkie poprawne rozwiązania, człowiek się zastanawia czy rozmawia z idiotą, ale skoro bezbłędnie odróżniasz te poprawne żeby udawać że ich nie ma, to trochę wiedzy i inteligencji musisz mieć.

    0