Podniesienie napięcia za pomocą mostka rezystorowego: czy to możliwe?

Dzień dobry. Słyszałem kiedyś, że można podnieść napięcie za pomocą odpowiedniego mostka rezystorowego. Czy jest to możliwe? Z góry dziękuję za odpowiedź.

Samymi rezystorami raczej napięcia nie podniesiesz.

Tak też myślałem. Dziękuję za odpowiedź. Czy da się jakoś podnieść napięcie stałe bez użycia elementów aktywnych? Słyszałem o multiplikatorze napięcia, lecz napięcie wejściowe w moim przypadku będzie się zmieniać w zakresie od 50 do 150V, więc w tym przypadku multiplikator nie będzie chyba najlepszym pomysłem.

Jeż_Wincent napisał:

Napięcie wejściowe w moim przypadku będzie się zmieniać w zakresie od 50 do 150 V.

A jakie ma być wyjściowe?

Najlepiej dwa razy większe od wejściowego i też musi się zmieniać razem z wejściowym. Czyli jak jest 50 na wejściu to 100 na wyjściu. Jak 100 na wejściu to 200 na wyjściu. Chciałbym żeby zmieniało się natychmiastowo, bez opóźnień. Obciążenie pobiera prąd 0,06mA przy napięciu rzędu 200V.

Najlepiej zacznij od początku, czyli dokładnie opisz co chcesz zrobić i co czego potrzebne jest podwyższanie napięcia. Dokładne określenie napięć na wejściu i na wyjściu to może być mało. Szczególnie, że wymagasz działania "natychmiastowo". Co to znaczy? Jakie prądy będą w tym układzie? Generalnie, układy zwiększające napięcia stałe to nie jest banalny problem. Dlaczego nie chcesz użyć prostej przetwornicy napięcia DC-DC typu "step-up"?

A więc zacznę od początku. Buduję lampowy analizator widma. Ma osiem pasm, a poziom sygnału każdego pasma wyświetla lampa EM84, popularne "magiczne oko". Na siatkę sterującą tej lampy należy podawać napięcie od 0 do -22V (wskazanie maksymalne), Oczywiście napięciem tym jest wzmocniony sygnał dźwiękowy podawany do urządzenia i przepuszczony przez filtry pasmowe. I tu pojawia się problem. Chcę, żeby urządzenie było w pełni lampowe, bez wzmacniania na tranzystorach. Tylko, żeby napięcie na wejściu EM84 mogło osiągać -22V potrzeba bardzo dużego wzmocnienia sygnału wejściowego (dodatkowo część sygnału traci się na pasywnych filtrach pasmowych). Można oczywiście dać dodatkową triodę po każdym filtrze pasmowym (bezpośrednio przed EM84) i sprawa by była załatwiona, tylko, że urządzenie powiększyłoby się o 8 triod (czyli o 4 lampy np. ECC81) a tego właśnie chcę uniknąć. Lampa EM84 składa się z sekcji triody i samego wskaźnika sterowanego elektrodą sterującą na którą podawane jest napięcie stałę bezpośrednio z anody. Napięcie to zmienia się oczywiście razem z sygnałem dźwiękowym podanym na siatkę lampy. Aby lampa EM84 była w stanie pokazać wskazanie maksymalne, pomyślałem, że przed elektrodą odchylającą można dać prosty układ do podwojenia napięcia stałego. Elektroda ta pobiera prąd 0,06mA przy napięciu około 200V więc nie jest to duży prąd. Dzięki temu nie było by potrzeby dodawać kolejnych lamp wzmacniających. Tylko układ podwajający musiałby działać natychmiastowo i przekazywać zmiany napięcia bez żadnych opóźnień. Nie wiem czy w przypadku multiplikatora to możliwe.

Podwajacze kondensatorowo-rezystorowe będą potrzebować 2 -3 okresów sygnału sterującego dla prawidłowego zadziałania. Jeśli to za długo, pozostają transformatory. To dość wygodne, ponieważ można je wykonać jako elementy wspomnianych filtrów pasmowych.

2 - 3 okresów sygnału? Sygnałem wejściowym podwajacza jest tutaj prąd stały, więc skąd okres?

Jeż_Wincent napisał:

Sygnałem wejściowym podwajacza jest tutaj prąd stały, więc skąd okres?

Stałego nie da się podwajać, powielacze opierają się na naprzemiennym równoległym ładowaniu i szeregowym rozładowywaniu kondensatorów, w roli "wzmacniacza" mogą być problemy z szybkością narastania/opadania. Twój sygnał wejściowy po filtrach pasmowych, jest przemienny, podwajacz zastępował by detektor diodowy.

To jest podwajacz inaczej detektor wartości miedzyszczytowej

Jeż_Wincent napisał:

Sygnałem wejściowym podwajacza jest tutaj prąd stały, więc skąd okres?

Skoro ma to być analizator widma, to podwajacz/prostownik i tak musi być na wyjściu każdego filtra pasmowego aby uzyskać napięcie stałe do wysterowania części wyświetlającej. Układ pokazany przez @jarek_lnx jest jak najbardziej do zastosowania w tym przypadku.

Dziękuję bardzo za pomoc! Mam jeszcze jedno pytanie. Czy schemat który podesłał jarek_lnx można zmodyfikować tak, aby podnosił napięcie nie dwa a cztery razy?

Można, ale ładowanie/rozładowywanie potrwa dłużej, warto było by zrobić symulację na komputerze, jak to będzie działać, powielacze pracujące na różnych częstotliwościach mogą wymagać różnych kondensatorów.

Problemem może być też rezystancja wyjściowa stopnia układu z którego to będzie ładowane, lampy zazwyczaj mają tu kiepskie osiągi. Filtry też mają konkretne wymagania odnośnie impedancji wejściowej i wyjściowej żeby poprawnie pracowały, jakie masz te filtry? LC? Jaki stopień wzmacniający je zasila?

W układach lampowych zawsze będzie bieda-konstruowanie bo elementy są drogie, trzeba się liczyć z wieloma kompromisami i końcowym efektem "jakoś działa". Dawni inżynierowie wymyślali różne genialne rozwiązania z małą liczbą elementów, dzisiaj nie ma takich specjalistów.

Pokazał byś schemat, tego co chcesz zrobić/zrobiłeś. Bo może to o czym dyskutujemy, nie ma sensu.

Mam filtry RC a stopień wejściowy jest na lampie ecc81 (sumator, przedwzmacniacz) i następnie wzmacniacz mocy OTL na El83. Potem postaram się wysłać schemat.

Przesyłam schemat analizatora. Naniosłem na niego tylko jeden przykładowy filtr, oczywiście w rzeczywistości jest ich tam 8. Przed lampą EM84 wstawiłem układ podwajacza od #jarek_lnx. Sygnał wejściowy będzie pobierany z komputera, telefonu itp.

Przynajmniej na wyjściu wzmacniacza mamy wtórnik, ale te trzy lampy można było lepiej wykorzystać uzyskując większe wzmocnienie. Poco dwie do sumowania sygnału, wystarczy suma na rezystorach, z pentody miał byś większe wzmocnienie niż z triody, a wtórnik mógł by być na triodzie.

Można byłe też z wtórnika bootstrapować rezystor anodowy, jest naprawdę wiele możliwości uzyskania za dużego wzmocnienia.

Układ mógł by wyglądać tak

Ze źródła o wartości szczytowej 10V filtr robi 4,5V a pod obciążeniem 3,8V, czterokrotny powielacz w wyniku obciążenia rezystorem R3 robi z tego tylko 12V

Jakby układ miał dawać ujemne napięcia, diody trzeba odwrócić.

Po podniesieniu częstotliwości do 1000Hz układ daje 6,5V przy 50Hz 5,5V także mało selektywny ten filtr, jakie częstotliwości filtrów planowałeś?

Elementy dobrałem żeby uzyskać sensowny kompromis, kondensatory C3-C6 niezbyt duże żeby sie szybko ładowały ale nie za małe żeby nie stracić za bardzo "wzmocnienia", R3 zmniejsza "wzmocnienie" ale jest potrzebny żeby uzyskać zanik napięcia w rozsądnym czasie.

Ze względu na dużą ilość diod układ, będzie słabo działał przy niskich napięciach.

Ze 100Vp zrobi 140V z 10Vp 12V z 3Vp już tylko 2,4V.

Sam widzisz ile kompromisów selektywność, liniowość, szybkość narastania/opadania

jarek_lnx napisał:

wystarczy suma na rezystorach

Suma na samych rezystorach powodować będzie przesłuchy między-kanałowe we wcześniejszych stopniach/źródle sygnału. Dlatego stosuje się bufory przed sumowaniem.

ArturAVS napisał:

Suma na samych rezystorach powodować będzie przesłuchy między-kanałowe we wcześniejszych stopniach/źródle sygnału. Dlatego stosuje się bufory przed sumowaniem.

Jak się dysponuje doskonałymi tranzystorami po 10gr zajmującymi miej niż 1/4cm2 na PCB i wzmacniaczami operacyjnymi o Avol>50000 GBW >1MHz po 50gr, jakie ma do dyspozycji elektronik w XXIw to nawet nie ma się nad czym zastanawiać, ale tu wszystko ma być na lampach, czyli biednie jak sto lat temu, lampa za pięć dych, parametry takie że należy się cieszyć że w ogóle coś działa i przed każdą decyzją o rozbudowie układu będzie stękanie jaki to problem.
A poza tym dwa wysokoomowe rezystory (setki kOm) podłączone do źródła sygnału które ma na wyjściu wzmacniacze operacyjne o rezystancji wyjściowej <1 Om to ile tego przesłuchu będzie? i wreszcie, na jaką wartość przesłuchu człowiek jest wrażliwy -20dB może usłyszysz, a może nie, a z punktu widzenia elektroniki, to tak wielka wartość, że nawet najgorsze układy zmieszczą się poniżej.

Planowałem mniej więcej takie wartości filtrów:
1. dolnoprzepustowy 65 Hz
2. pasmowo przepustowy 65-145 Hz
3. pasmowo przepustowy 145 - 260 Hz
4. pasmowo przepustowy 280 - 530 Hz
5. pasmowo przepustowy 530 - 1,1 kHz
6. pasmowo przepustowy 1,1 - 3,2 kHz
7. pasmowo przepustowy 3,2 - 6 kHz
8. pasmowo przepustowy 6 - 16 kHz
Dziwne wartości graniczne są spowodowane tym, że dostosowałem je do dostępnych wartości rezystorów i kondensatorów. A co do samej budowy filtrów i ich selektywności, pewnie nie jest najlepsza, bo zastosowałem dość prostą konstrukcję filtrów. Gdyby ktoś miał lepszy schemat na takie filtry to chętnie spojrzę.

Jeż_Wincent napisał:

A co do samej budowy filtrów i ich selektywności, pewnie nie jest najlepsza, bo zastosowałem dość prostą konstrukcję filtrów.

Równie prostych i lepszych się nie zrobi, w filtrze RLC można było by uzyskać bardziej stromą charakterystykę, zwiększając dobroć ale była by też wąska, także między pasmami były by przerwy.

Zakładając że chcesz uzyskać odległość jednej oktawy, to co masz będzie działać tak

A z RLC mogło by być tak:


Znacząco lepszy był by filtr aktywny, ale wymaga elementów wzmacniających.

jarek_lnx napisał:

ale tu wszystko ma być na lampach, czyli biednie jak sto lat temu, lampa za pięć dych, parametry takie że należy się cieszyć że w ogóle coś działa i przed każdą decyzją o rozbudowie układu będzie stękanie jaki to problem.

W "audio woodo" to może, może (?) lampy coś dają.
Ale tutaj to tak jak śpiewa zespół LP:
"mniej niż zeroooo".
Tutaj lampy dają tylko zyski sprzedawcy energii elektrycznej.

Moda -dziewczyny chodzą w dżinsach z dziurami w nogawkach.
(ale samemu tych dziur nie można zrobić - musi to zrobić producent dżinsów.)