logo elektroda
logo elektroda
X
logo elektroda
REKLAMA
REKLAMA
Adblock/uBlockOrigin/AdGuard mogą powodować znikanie niektórych postów z powodu nowej reguły.

Konwersja sygnału 15V do TTL z CD4046 przy użyciu tranzystora BC847 - brak sygnału powyżej 80kHz

prociomen007 20 Gru 2024 13:44 870 39
Najlepsze odpowiedzi

How can I convert a 15 V signal from a CD4046 to TTL levels with a BC847 when the output disappears above about 80 kHz?

BC847 w pokazanym układzie wchodzi w głębokie nasycenie i powyżej ok. 80 kHz nie zdąża z niego wyjść, więc sygnał zanika. [#21356468] Dodatkowa dioda B-C ma sens tylko jako mała dioda o małej pojemności; 1N5819 jest za duża (ok. 200 pF) i przez efekt Millera spowalnia zbocza, więc lepiej użyć małej Schottky typu BAS85 albo innego małego elementu. [#21357382] Pomaga też rezystor między bazą a emiterem, bo rozładowuje pojemność wejściową tranzystora i ogranicza nasycenie; na forum padły wartości rzędu 160 Ω–600 Ω, a jeden z układów działał przy ok. 600 Ω. [#21357686][#21357737][#21357915] Jeśli chcesz prostsze i szybsze rozwiązanie, zamiast BC847 można użyć małego N-MOSFET-a, np. BSS138 albo BS170. [#21356217][#21358123]
REKLAMA
  • #1 21356192
    prociomen007
    Poziom 18  
    Posty: 706
    Pomógł: 1
    Ocena: 30
    Mam problem z konwersją sygnału ( chodzi o poziom napięcia ) Układ CD4046 generuje mi sygnał zmodulowany częstotliwościowo o nośnej 1,5 MHz. Problemem jest fakt że sygnał ma amplitudę 15 V i chce go przekonwertować do poziomu TTL. Chciałem to zrobić za pomocą tranzystora. Używam BC847 jednak sygnał na wyjściu nie pojawia się. W zasadzie do częstotliwości 80 kHz jest okej a potem sygnał zaczyna zanikać. Teoretycznie ten tranzystor powinien radzić sobie ze 100 MHz więc nie wiem co jest nie tak. Poniżej schemat:

    Schemat układu z CD4046BE i tranzystorem BC547.
  • REKLAMA
  • #2 21356217
    pawlik118
    Poziom 34  
    Posty: 2423
    Pomógł: 202
    Ocena: 608
    Dodaj małą diodę Schottky'ego (np. BAS85) pomiędzy bazę a kolektor tranzystora. Anodą do bazy, katodą do kolektora. Rezystor do bazy powinien mieć wartość kilka kiloomów. Możesz także zastosować mały tranzystor N-MOSFET, np. BSS138.

    Jeśli nie chcesz odtwarzania sygnału, to tranzystor można podłączyć inaczej - kolektor do +5 V, bazę do wyjścia CD4046 przez rezystor, emiter przez rezystor do masy. Sygnał będzie na wyjściu emitera.
  • #3 21356226
    tos18
    Poziom 42  
    Posty: 7077
    Pomógł: 1097
    Ocena: 1841
    Po co tak kombinować? Zwykły dzielnik z dwóch rezystorów powinien wystarczyć. Proponuję 680 Ω i 330 Ω.
  • #4 21356246
    kazikszach
    Poziom 39  
    Posty: 4011
    Pomógł: 513
    Ocena: 1100
    tos18 napisał:
    Po co tak kombinować? Zwykły dzielnik z dwóch rezystorów powinien wystarczyć. Proponuję 680 Ω i 330 Ω.
    Też tak uważam. Ja proponuję za R49 3,3 kΩ i 330 Ω od bazy do masy.
  • #5 21356257
    tos18
    Poziom 42  
    Posty: 7077
    Pomógł: 1097
    Ocena: 1841
    Myślałem, żeby całkiem zrezygnować z tranzystora i sygnał z VCO-out podać przez dzielnik na wejście bramki.
    Wówczas podział 1:3, więc 680 Ω i 330 Ω, a jeśliby za bardzo obciążał wyjście, to 2,2 kΩ i 1 kΩ.
  • #6 21356260
    gumisie
    Poziom 43  
    Posty: 17881
    Pomógł: 1667
    Ocena: 2480
    prociomen007 napisał:
    Problemem jest fakt że sygnał ma amplitudę 15 V i

    Może wystarczy zmienić napięcie zasilania CD4046 z 15V na 5V?
  • #7 21356283
    kazikszach
    Poziom 39  
    Posty: 4011
    Pomógł: 513
    Ocena: 1100
    gumisie napisał:
    prociomen007 napisał:
    Problemem jest fakt że sygnał ma amplitudę 15 V i

    Może wystarczy zmienić napięcie zasilania CD4046 z 15V na 5V?

    Tu pytanie czy autor brał to pod uwagę?
    Drugie zasadnicze pytanie o rodzaj bramki TTL?
    Jeśli to standardowa TTL, to musi być tranzystor, bo w bramce TTL dla stanu niskiego na wejściu z niego wypływa prąd i nie może być dzielnik z rezystorów.
  • #8 21356321
    gumisie
    Poziom 43  
    Posty: 17881
    Pomógł: 1667
    Ocena: 2480
    prociomen007 napisał:
    Poniżej schemat:

    Raczej wycinek jakiegoś schematu. ;)
    Pokaż pełen schemat i napisz jakie zadanie ma pełnić to urządzenie.
  • #9 21356451
    CYRUS2
    Poziom 43  
    Posty: 17846
    Pomógł: 1234
    Ocena: 3493
    prociomen007 napisał:
    W zasadzie do częstotliwości 80 kHz jest okej a potem sygnał zaczyna zanikać. więc nie wiem co jest nie tak.
    Tranzystor przesterowany i się nie "zamyka".
    Ib/Ic < 1
  • REKLAMA
  • #10 21356468
    kulmar
    Poziom 33  
    Posty: 1934
    Pomógł: 184
    Ocena: 381
    prociomen007 napisał:
    Używam BC847 jednak sygnał na wyjściu nie pojawia się. W zasadzie do częstotliwości 80 kHz jest okej a potem sygnał zaczyna zanikać. Teoretycznie ten tranzystor powinien radzić sobie ze 100 MHz więc nie wiem co jest nie tak.


    Przy takim sterowaniu jak na schemacie, tranzystor wchodzi w nasycenie. I następnie potrzebuje pewnego czasu, żeby z niego wyjść. Powyżej 80kHz tranzystor nie wychodzi z nasycenia - ma za mało czasu.
  • #11 21357071
    prociomen007
    Poziom 18  
    Posty: 706
    Pomógł: 1
    Ocena: 30
    >>21356468 Dodanie diody schottky między bazę a kolektor nieznacznie poprawia sytuację. Na wyjściu pojawia się sygnał ale jego amplituda to zaledwie 2V oraz zamiast prostokąta przypomina piłę.
  • #12 21357108
    CYRUS2
    Poziom 43  
    Posty: 17846
    Pomógł: 1234
    Ocena: 3493
    prociomen007 napisał:
    >>21356468 Dodanie diody schottky między bazę a kolektor nieznacznie poprawia sytuację. Na wyjściu pojawia się sygnał ale jego amplituda to zaledwie 2V oraz zamiast prostokąta przypomina piłę.
    Kulmar nie zalecał diody.
    Nie zrozumiałeś tego co napisał kulmar.
    Czytaj post #9.
  • #13 21357110
    jarek_lnx
    Poziom 43  
    Posty: 22647
    Pomógł: 4183
    Ocena: 6076
    Jakie ty masz tam rezystory? chyba nie takie jak na schemacie.
  • #14 21357155
    prociomen007
    Poziom 18  
    Posty: 706
    Pomógł: 1
    Ocena: 30
    Aktualnie mam 500 ohma na kolektorze i 1 kilo na bazie. Oraz diode miedzy kolektorem a baza.
  • #15 21357163
    jarek_lnx
    Poziom 43  
    Posty: 22647
    Pomógł: 4183
    Ocena: 6076
    Jesteś pewien że te rezystory są sprawne, ani nie pomyliłeś rzędu wielkości? Sygnał na kolektorze przypominający piłę wskazuje na za dużą rezystancję.

    Dioda Schottky powinna pomóc uniemożliwiając nasycenie, skoro nie pomaga to albo dałeś Schottky z dużą pojemnością (na prądy > 1A) albo rezystancja w kolektorze daje za mały prąd do szybkiego przeładowania pojemności. Albo wprowadzasz tam dodatkowe obciażenie kablem do oscyloskopu (nie używając sondy 1:10)

    Głębokie nasycenie wydłuża czas wyłączenia tranzystora, ale nie zmniejsza szybkości narastania na zboczu
  • REKLAMA
  • #16 21357235
    prociomen007
    Poziom 18  
    Posty: 706
    Pomógł: 1
    Ocena: 30
    Rezystory są na pewno sprawne. Oscylogramy z sondą 1:10 wyglądają tak

    Przed rezystorem bazy:
    Ekran oscyloskopu z przebiegiem prostokątnym na kolektorze, pokazującym częstotliwość i napięcie.

    Za rezystorem bazy:
    Ekran oscyloskopu RIGOL z wyświetlonym oscylogramem na kolektorze z wynikiem 85.6 mV.

    Przebieg na kolektorze:
    Ekran oscyloskopu RIGOL pokazujący oscylogram z przebiegami sygnału.
  • #17 21357277
    kulmar
    Poziom 33  
    Posty: 1934
    Pomógł: 184
    Ocena: 381
    prociomen007 napisał:
    Aktualnie mam 500 ohma na kolektorze i 1 kilo na bazie. Oraz diode miedzy kolektorem a baza.


    Możesz przy tych wartościach spróbować pracy inwersyjnej tranzystora - usuń diodę i zamień miejscami kolektor i emiter tranzystora.
  • REKLAMA
  • #18 21357314
    gumisie
    Poziom 43  
    Posty: 17881
    Pomógł: 1667
    Ocena: 2480
    @prociomen007
    Ponawiam moją prośbę:
    gumisie napisał:
    Pokaż pełen schemat i napisz jakie zadanie ma pełnić to urządzenie.
  • #19 21357341
    jarek_lnx
    Poziom 43  
    Posty: 22647
    Pomógł: 4183
    Ocena: 6076
    prociomen007 napisał:
    Za rezystorem bazy:
    To jest interesujące bo wskazuje na jakąś reaktancję której nie widać na schemacie. i do tego bardzo niskie napięcie 100mV?
    Mam nadzieję że nie robisz na płytce stykowej.
    prociomen007 napisał:
    Przebieg na kolektorze:
    A jak wygląda dojście do stanu ustalonego?

    Domyślam sie że v/div mam pomnożyć x10 (nie przestawiałeś w oscyloskopie 1:10)
    Jeśli tak to na ostatnim przebiegu mamy narastanie 5V/uS jeśli rezystor ma 500R to znaczy że płynie 10mA i w obwodzie jest coś co zachowuje sie jak pojemność 2nF to dużo. Nie wstawiłeś przypadkiem jakiejś za dużej Schottky pomiędzy B i C?
  • #20 21357368
    prociomen007
    Poziom 18  
    Posty: 706
    Pomógł: 1
    Ocena: 30
    Dioda 1N5819 przylutowana na płytce drukowanej w prowizoryczny sposób.

    Dioda doczepiona po partyzancku bo bez niej wogule na bazie nie ma nic. Dioda to 1n5819
  • #21 21357382
    jarek_lnx
    Poziom 43  
    Posty: 22647
    Pomógł: 4183
    Ocena: 6076
    To jest duża dioda o pojemności 200pF i ona przez efekt Millera powoduje wolne narastanie. To ma sens tylko z małymi diodami o małej pojemnosci.

    Jak nie masz małej Schottky, a miał byś małą diodę pn (np 1N4148) to mozesz to samo zrobić tak:
    Schemat elektroniczny z diodami i tranzystorem NPN.
    To jest kolejna metoda zabezpieczania przed nasyceniem.

    Jak wcześniej wspominali koledzy zwykły dzielnik spełnił by wymagania.
  • #22 21357493
    prociomen007
    Poziom 18  
    Posty: 706
    Pomógł: 1
    Ocena: 30
    Nic to niedaje dalej jest zle. Sprawe ratuje wymiana na mosfet bss183 i zmniejszenie rezystora bazy do jakiś 10 ohma. Tylko nie rozumiem dlaczego to nie działa w tej konfiguracji. Po zastosowaniu diod 1n4148 tak jak na rysunku na bazie mam Ekran oscyloskopu pokazujący przebiegi sygnału z widocznymi wartościami czasowymi i częstotliwościowymi.


    A na wyjściu prawie nic

    Widok ekranu oscyloskopu Rigol z wykresem przebiegu sygnału.
  • #23 21357544
    GrzegorzSwinder
    Poziom 14  
    Posty: 100
    Pomógł: 13
    Ocena: 33
    MASA 4046 i tranzystora są połączone?? Bo to wygląda tak jakby były rozdzielone pojemnością. Po drugie - jak robisz zdjęcia oscyloskopu daj WYRAŹNIE znać gdzie jest masa. Na pierwszym zdjęciu wygląda jakby przebieg był UJEMNY względem masy. To wygląda tak jakby masa tranzystora i pll nie były połączone. Masz Kolego piękny DWUKANAŁOWY oscyloskop - wystarczy dać DWIE sondy i pokazać DWA przebiegi za 4049 i na bazie, za 4049 i na kolektorze. Wszystko będzie ładnie widać czasowo co się dzieje.
  • #24 21357644
    prociomen007
    Poziom 18  
    Posty: 706
    Pomógł: 1
    Ocena: 30
    Okej wracam w takim razie do diody schottkiego bo jedynie wtedy cokolwiek działało. Przebieg za i przed rezystorem bazowym

    (Masa na środku ekranu)

    Ekran oscyloskopu pokazujący dwa przebiegi sygnału o różnym kształcie i częstotliwości.

    Oraz sygnal przed rezystorem i na kolektorze

    Oscyloskop z sygnałem w żółtym i niebieskim kolorze na ekranie.
  • #25 21357686
    tos18
    Poziom 42  
    Posty: 7077
    Pomógł: 1097
    Ocena: 1841
    Zamiast kombinować z diodami dołóż rezystor między bazą a emiterem.
    zmontowałem na próbę
    bc847 rezystor na bazę 2,2k rezystor między B a E 160Ω - przenosi do 6,5MHz

    Najlepiej wstaw potencjometr montażowy 1k między B a E i reguluj

    Ekran oscyloskopu pokazujący przebieg sygnału oscylujący na częstotliwości 7,599MHz.
  • #26 21357694
    jarek_lnx
    Poziom 43  
    Posty: 22647
    Pomógł: 4183
    Ocena: 6076
    prociomen007 napisał:
    1n4148 tak jak na rysunku na bazie mam
    Ładunek z bazy nie był odbierany, równolegle do D2 powinien być kondensator.

    Można jeszcze zbudować układ wspólnej bazy, który można tak dobrać, żeby nie wszedł w nasycenie(bez szkody dla szybkości)
    Symulacja obwodu elektronicznego z wykresem w LTspice.
    R1 trzeba dobrać, żeby napięcie w stanie niskim było sensowne, R2 symuluje rezystancję wyjściową CD4046 której dokładnie nie znamy.
  • #27 21357707
    kazikszach
    Poziom 39  
    Posty: 4011
    Pomógł: 513
    Ocena: 1100
    kazikszach napisał:
    Drugie zasadnicze pytanie o rodzaj bramki TTL?
    Jeśli to standardowa TTL, to musi być tranzystor, bo w bramce TTL dla stanu niskiego na wejściu z niego wypływa prąd i nie może być dzielnik z rezystorów.

    Dalej nie piszesz nic o bramce, którą chcesz sterować, a to może być zasadniczy problem.
    No i problem pomiarów jak już pisano, pokaż na wykresie, gdzie jest zero i chyba problem z masą.
  • #28 21357737
    prociomen007
    Poziom 18  
    Posty: 706
    Pomógł: 1
    Ocena: 30
    >>21357686

    He gratuluję. Faktycznie uklad orzył w moim przypadku kiedy potencjometr ustawie na 600 ohma.
    Co prawda troszkę prostokat sie gubi i bardziej to sinusoida ale wystarczająca dokładność. Tylko czy ktoś jest w stanie mi to wytłumaczyć czemu ten rezystor zmienia wszystko? Mało tego kiedy rezystancja jest inna niż te 600 ohma +- 15% sygnal zanika.
  • #29 21357751
    tos18
    Poziom 42  
    Posty: 7077
    Pomógł: 1097
    Ocena: 1841
    Dziwnie duża wartość...
    Podmień BC na inny egzemplarz i zrób połączenie masy na prawo od tranzystora

    Zbliżenie na płytkę PCB z komponentami elektronicznymi i przewodami.

    Warto by też zblokować zasilanie małym kondensatorem np 47nF do masy obok rezystora R50
  • #30 21357785
    gumisie
    Poziom 43  
    Posty: 17881
    Pomógł: 1667
    Ocena: 2480
    tos18 napisał:
    Podmień BC na inny egzemplarz

    Najlepiej na jakiś impulsowy.
    tos18 napisał:
    zrób połączenie masy na prawo od tranzystora

    W jakim celu?

Podsumowanie tematu

✨ Użytkownik ma problem z konwersją sygnału 15V do poziomu TTL przy użyciu układu CD4046 i tranzystora BC847. Sygnał o częstotliwości 1,5 MHz zanika powyżej 80 kHz. Proponowane rozwiązania obejmują dodanie diody Schottky'ego, zastosowanie dzielnika rezystorowego, a także zmianę napięcia zasilania CD4046 na 5V. Użytkownik eksperymentował z różnymi wartościami rezystorów i diodami, jednak sygnał na wyjściu pozostaje niewystarczający. Wskazano na problem z nasyceniem tranzystora oraz konieczność odpowiedniego doboru rezystorów, co wpływa na wydajność układu. Ostatecznie, zmiana na tranzystor MOSFET BSS183 oraz regulacja rezystora bazy do 10Ω przyniosły poprawę, ale nadal występują problemy z jakością sygnału.
REKLAMA