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

Wzmacniacz operacyjny wzmacniajacy sygnał pwm z ATMEGA16

13 Paź 2014 12:02 2268 16
  • Poziom 9  
    Witam. Jestem na etapie projektowania układu i stanąłem na problemie wzmocnienia sygnału PWM, który będzie wysyłany z mikrokontrolera. Wychodząc z założenia, że napięcie wyjściowe takiego sygnału będzie niższe niż 5 V (bezpiecznie założyłem pesymistyczną wersję 4 V), a chcąc mieć napięcie ON w okolicach 10 V jestem zmuszony wzmocnić sygnał 2,5 krotnie.
    W związku z tym że chciałbym aby wzmacniacz był nieodwracający
    Wzmacniacz operacyjny wzmacniajacy sygnał pwm z ATMEGA16
    obciążyłem rezystorami 10k oraz 25k, dodałem również kondensator.
    Niestety mimo to symulacja w ltspice wygląda w moim wypadku następująco

    Wzmacniacz operacyjny wzmacniajacy sygnał pwm z ATMEGA16

    Nie bardzo wiem jak sobie z tym poradzić, dlatego proszę o pomoc
  • Poziom 17  
    Podałeś za mało informacji. Do tego podany schemat jest niekompletny. Nie ma na nim kondensatora o którym piszesz.
  • Poziom 9  
    No tak, masz racje, przepraszam
    pobawiłem się tym jeszcze chwile, przebieg byłby do przyjęcia, niemniej zupełnie nie rozumiem dlaczego napięcie jest niezwykle niskie oraz dlaczego jest odwrotnie spolaryzowane
    Wzmacniacz operacyjny wzmacniajacy sygnał pwm z ATMEGA16 Wzmacniacz operacyjny wzmacniajacy sygnał pwm z ATMEGA16
  • Poziom 34  
    Po co zaraz opamp, jak wystarczy tranzystor (lub tranzystory w przypadku układu przeciwsobnego).
  • Poziom 9  
    korrus666 napisał:
    Jak ty żeś zasilił ten wzmacniacz operacyjny ! Weź go podłącz tak jak trzeba. dajesz mu ujemne zasilanie na miejsce dodatniego a ujemnego nie podłączyłeś wcale.

    Pewnie to śmieszne, ale w zasadzie załatwiło to problem. Przepraszam za zaśmiecanie forum i dziękuje. Poza tym zamiast 25k powinno być 15k, ale to zauważyłem dopiero przed chwilą
  • Poziom 17  
    Ten układ nie ma prawa działać. Wzmacniacz operacyjny nie ma zasilania - brakuje podłączenia masy a źródło zasilania wzmacniacza jest podłączone odwrotnie.
  • Poziom 17  
    Sygnał PWM to zapewne niska częstotliwość (sądzę że w granicach kilkuset Hz do kilku kHz). Do tego celu wystarczy np. popularny LM358, LM324.
  • Poziom 43  
    Cytat:
    Wychodząc z założenia, że napięcie wyjściowe takiego sygnału będzie niższe niż 5 V (bezpiecznie założyłem pesymistyczną wersję 4 V)
    Jeśli zasilasz z 5V, to na wyjściu będzie 5V, jeśli do wyjścia mikrokontrolera podłączysz układ, który prawie nie pobiera prądu, nie ma szans żeby było 4V, taka jest realistyczna wersja.

    Cytat:
    a chcąc mieć napięcie ON w okolicach 10 V jestem zmuszony wzmocnić sygnał 2,5 krotnie.
    Czyli będziesz miał 12,5V.

    Do czego ci ten wzmocniony sygnał? Wzmacniacz operacyjny ma pewne ograniczenia - SR i wydajność prądowa. Zazwyczaj nie stosuje się go do wzmacniania sygnałów binarnych, do tego są prostsze metody i zazwyczaj dają lepsze efekty.
  • Poziom 17  
    Cytat:
    Nie męcz się z WO, zastosuj dowolną bramkę z wysokonapięciowym wyjściem OC - np. 74LS07.


    Bramką 74LS07 raczej ciężko będzie ustawić wzmocnienie... (tak aby uzyskać dowolny zakres napięcia po zamianie z PWM na przebieg liniowy).
    Do tego układ 74LS07 nawet nie jestem pewien, czy jest jeszcze produkowany.
    Najprościej dać na wyjściu PWM z procka filtr RC, zamieniający PWM na zmieniające się liniowo napięcie 0..5V (lub jak kolega napisał 4V), a następnie z kondensatora pobrać napięcie do wzmacniacza operacyjnego, w którym bardzo łatwo można ustawić wzmocnienie, a więc i zakres napięcia np. 0..10V i już.
  • Moderator Projektowanie
    kekon napisał:
    Cytat:
    Nie męcz się z WO, zastosuj dowolną bramkę z wysokonapięciowym wyjściem OC - np. 74LS07.

    Bramką 74LS07 raczej ciężko będzie ustawić wzmocnienie... (tak aby uzyskać dowolny zakres napięcia po zamianie z PWM na przebieg liniowy).

    Jakie wzmocnienie? - wejście 74LS07 sterujesz sygnałem prostokątnym o amplitudzie 5V, zaś wyjście 74LS07 typu "open collector" zasilasz przez opornik napięciem takim jaką chcesz mieć amplitudę napięcia prostokątnego - tu 10V.
    I gotowe - nic nie trzeba "wzmacniać", zamieniać PWM na przebieg liniowy...
    kekon napisał:
    Do tego układ 74LS07 nawet nie jestem pewien czy jest jeszcze produkowany.

    Ja też nie wiem, ale widzę że jest do kupienia w każdym prawie sklepie.
    kekon napisał:
    Najprościej dać na wyjściu PWM z procka filtr RC, zamieniający PWM na zmieniające się liniowo napięcie 0..5V (lub jak kolega napisał 4V) a następnie z kondensatora pobrać napięcie do wzmacniacza operacyjnego w którym bardzo łatwo można ustawić wzmocnienie a więc i zakres napięcia np. 0..10V i już.

    Coś się koledze poplątało - po co przetwarzać PWM na napięcie stałe? Tu jest potrzebne zwiększenie amplitudy przebiegu prostokątnego.

    Rozwiązanie z bramką TTL jest tu - zaryzykuję to twierdzenie - idealne, da dobrą stromość zboczy dla częstotliwości nawet kilku MHZ, jest proste i tanie, jedyna wada jest taka że w stanie niskim napięcie nie jest równe zero, lecz VOL bramki czyli ok. 0,2-0,4V - w zależności od wartości zastosowanego opornika kolektorowego.
    Można też zastosować bramki CMOS (raczej serii 74HC/HCT - gdyż seria CD4xxx jest powolna przy 5V) z dołączonym tranzystorem wyjściowym typu MOSFET z drenem zasilanym przez opornik z 10V.
  • Poziom 17  
    Cytat:
    Rozwiązanie z bramką TTL jest tu - zaryzykuję to twierdzenie - idealne, da dobrą stromość zboczy dla częstotliwości nawet kilku MHZ


    Dla częstotliwości kilku MHz rozwiązanie typu otwarty kolektor będzie kiepskie, chyba że użyje się bardzo małej rezystancji, gdyż przy takich częstotliwościach będzie ogrywać rolę pojemność wyjściowa bramki tworząc filtr dolnoprzepustowy, co w efekcie znacznie pogorszy stromość zboczy.
    Przy niskiej rezystancji z kolei pobór prądu przez taki układ będzie niepotrzebnie zbyt duży.
  • Moderator Projektowanie
    Kolego nie spieraj się niepotrzebnie.
    Najpierw piszesz:
    kekon napisał:
    Sygnał PWM to zapewne niska częstotliwość (sądzę że w granicach kilkuset Hz do kilku kHz). Do tego celu wystarczy np. popularny LM358, LM324.

    a teraz:
    kekon napisał:

    Dla częstotliwości kilku MHz rozwiązanie typu otwarty kolektor będzie kiepskie, chyba że użyje się bardzo małej rezystancji gdyż przy takich częstotliwościach będzie ogrywać rolę pojemność wyjściowa bramki tworząc filtr dolnoprzepustowy co w efekcie znacznie pogorszy stromość zboczy.
    Przy niskiej rezystancji z kolei pobór prądu przez taki układ będzie niepotrzebnie zbyt duży.

    Oczywiście, że bramki TTL typu OC mają gorsze czasy niż z wyjściem "totem pole", ale bez przesady: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/sn74ls07.pdf - czasy tplh i tphl w sumie to ok. 25ns przy RL=110Ω.
    Przy RL= np. 470Ω te czasy wzrosną ile? - choćby i dwukrotnie? - i jakie to ma znaczenie przy f=np. 10kHz?
    I to zda egzamin nawet przy kilku MHz - chociaż nie wyobrażam sobie takiego PWM, a o takich częstotliwościach piszę tylko dla zobrazowania zalet tego rozwiązania, które na pewno da lepszą stromość zboczy niż większość WO, nawet szybkich.
    Widać to choćby tu - http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/12618/ONSEMI/74LS05.html - LS05 jest bardzo podobny do LS07 i dla RL=2k tplh+tphl= ok. 32ns. To pokazuje, że wpływ RL na czasy jest niewielki.
  • Poziom 32  
    Nieśmiało zapytam "do czego to ma byc?"

    Najsensowniejsza propozycja już padła to sterownik MOSFET'ów (kolega TOS18), albo szybki wzmacniacz operacyjny - wspomniane w tym wątku LM324 zrobi z tego przebieg typu "pila"... a PWM musi mieć szybkie zbocza inaczej wprowadza się błąd (a dlaczego to odsyłam do rozleglej teorii dotyczącej próbkowania i błędów z tym związanych).

    Pomyślałbym o podejściu alternatywnym tzn wzmacniacz o stałym wzmocnieniu i układ pasywnego tłumika.

    trymer01 napisał:

    Oczywiście, że bramki TTL typu OC mają gorsze czasy niż z wyjściem "totem pole", ale bez przesady: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/sn74ls07.pdf - czasy tplh i tphl w sumie to ok. 25ns przy RL=110Ω.
    Przy RL= np. 470Ω te czasy wzrosną ile? - choćby i dwukrotnie? - i jakie to ma znaczenie przy f=np. 10kHz?
    I to zda egzamin nawet przy kilku MHz - chociaż nie wyobrażam sobie takiego PWM, a o takich częstotliwościach piszę tylko dla zobrazowania zalet tego rozwiązania, które na pewno da lepszą stromość zboczy niż większość WO, nawet szybkich.


    Zawsze można połączyć kilka bramek równolegle, zawsze można użyć specjalistycznych bramek (CD4050 np) można tez sterować np CD4066 przełączając wyjście miedzy zadanym napięciem a GND, możliwości sporo ale przeznaczenie urządzenia jest ważne.