Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

zmiana współczynnika wypełnienia 74HC4060 R,C,tranzystor

radziuk 16 May 2006 03:49 5355 23
  • #1
    radziuk
    Level 13  
    Na poniższym schemacie przedstawiłem koncepcję układu.
    Ma generować paczki 16 impulsów 455kHz i 16 cykli przerwy.
    Sądzę że przebieg podstawowy będzie miał 50% Duty Cycle a modulacja także 50%,co daje wypadkową 25%.
    Jak zmodyfikować układ aby przebieg podstawowy spadł do 10%.
    Elementów powinno być mało np. kondensator+rezystor+tranzystor.
    Kwestia gdzie wstawić i jakie wartości.
    No i dobrze byłoby żebym zrozumiał dlaczego :-)
  • #2
    Bonkot
    Level 39  
    Witam
    Widzę, że jeszcze nie bardzo radzisz sobie z techniką cyfrową, bo na twoim schemacie jest dużo błędów. Wbrew pozorom uzyskanie innego współczynnika pakietów niż 50% wcale nie jest łatwe do zrealizowania na tym układzie. Nie obyło się bez przeróbki twojego układu, ale myślę, że dało się to osiągnąć. Z wyjścia 4 wychodzi fala prostokątna o wypełnieniu 50%, wyjście 9 steruje długością tej fali. Na IC2C wychodzi sygnał, który wysterowuje tranzystor(16 impulsów + przerwa równa 16 impulsom). W czasie trwania paczki impulsów na wyjściu 10 panował stan niski, a po zakończeniu natychmiast pojawił się stan wysoki. Dodanie do tego wyjścia układu różniczkującego wysyłającego impuls (długość impulsu można regulować dobierając odpowiednio R3 i C2, pamiętając by kondensator był z dialektrykiem stałym –nie elektrolit ) zerujący układ na dodatkowy czas wynikły z działania tego układu. Wydłużenie przerwy w wysyłaniu paczek impulsów (cały czas paczki impulsów jednakowej długości) może być regulowane o czas trwania impulsu zerującego układ. Przesyłam poprawiony schemat:
    Pozdrawiam
  • #3
    _jta_
    Electronics specialist
    Ale nakombinowałeś... żeby uzyskać paczki po 16 impulsów o wypełnieniu 50% wystarczy jedna bramka;
    do uzyskania innego wypełnienia są potrzebne dodatkowe bramki, można uzyskać np. 25%, 12.5%...
    wystarczy wziąć AND z kilku kolejnych wyjść - z 2 (Q4 i Q5): 25%, z 3 (Q4-Q6): 12.5%.
  • #4
    radziuk
    Level 13  
    Muszę to sobie spokojnie przeanalizować.
    Czy można wiedzieć co jest nie tak w moim układzie-pomijając współczynnik.
    Widzę że układ generatora jest inny ja wzorowałem się na schemacie generatora testującego kwarce widzianym gdzieś w sieci.
  • #5
    _jta_
    Electronics specialist
    Twój akurat wygląda mi na poprawny - to Bonkot coś dziwnego nakombinował.
    A mi przyszedł do głowy taki pomysł: zrobić układ, który po otrzymaniu zbocza
    (1->0 lub 0->1 - jak wygodniej) na pierwszym wejściu zmienia stan na wyjściu, a
    stan 1 na drugim wejściu przywraca poprzedni stan wyjścia, i podłączyć to pierwsze
    wejście np. do Q4, a drugie do FiO - raz na 16 zliczeń będzie to zbocze, a pół zliczenia
    później - sygnał resetujący, więc uzyska się wypełnienie 1:32; można większe, ale używając
    np. Q6 (zbocze) i Q4 (reset) - wyjdzie 1:8 - można 1:2^N dla N od 2 do 11.
  • #6
    Bonkot
    Level 39  
    Witam
    Moje kombinacje sprowadzają się do tego, by można było w łatwy i nieskomplikowany sposób regulować ten współczynnik wysyłania paczek impulsów. To dzięki zastosowaniu układu różniczkującego na wejściu resetującym można uzyskać dowolnie długą przerwę pomiędzy poszczególnymi paczkami sygnału (zastosowanie C = 1u i R = 1M uzyskujemy dodatkowy czas przerwy 1s). Pobranie nawet niepodzielonego sygnału z wyjścia 9 i połączenie do bramki (NAND nie AND) i połączenie z wyjściem 4 i 5 na pewno nie da na wyjściu paczki 16 impulsów, bo zapomniałeś, ze tylko przez pierwsze pół okresu tych wyjść będzie na przemian stan niski i wysoki a przez drugie będzie tylko stan niski. Dlatego częstotliwość podstawową trzeba podzielić przez 32, a nie 16.
    Pozdrawiam.
  • #7
    radziuk
    Level 13  
    Mój DUŻY błąd w rozumowaniu to faktycznie dzielenie sygnału przez 16 zamiast 32 dla uzyskania ilości 16+16. Jeżeli chodzi o współczynnik wypełnienia to czytając ostatni post dochodzę do wniosku że się nie zrozumieliśmy. Chodziło mi o to żeby zredukować współczynnik wypełnienia "nośnej" 455kHz a nie modulującej. Podejrzewam że wstawienie kondensatora między P0(pin9) a bazę tranzystora powinno dać pożądany efekt. Kwestia jak obliczyć pożądaną pojemność. Widzę także że trzeba odwrócić sygnał wypadkowy bo IRED emituje dłużej przy redukcji współczynnika. Chyba najlepiej dodatkowy tranzystor bo odseparuje "logikę" od stopnia mocy. Nie oczekuję gotowych rozwiązań ale nie wiem nawet jakich haseł stosować przy szukaniu w googlach czy elektrodzie. Zaznaczam że jestem amatorem chociaż w swoim życiu udało mi się "popełnić" kilka układów przy projektowaniu "na chłopski rozum".
  • #8
    _jta_
    Electronics specialist
    A może się zdecydować na użycie drugiego układu scalonego, podłączyć np. 74121 (albo 74122, albo pół 74123
    - jak nie chcesz, żeby zasilanie musiało być 5V, to w wersji HC), i na nim robisz czas trawania impulsu, a na CD4060
    tylko częstotliwość, i modulację. Formowanie impulsu można też robić na bramkach ze Schmidtem na wejściu.

    Taki układ, jak narysowałeś, to będzie dawał zniekształcone impulsy - w serii każdy będzie inny... i jeszcze te
    diody muszą przepuszczać trochę prądu wstecz, albo musisz dodać jakiś opornik, inaczej naładujesz kondensator.
  • #9
    Bonkot
    Level 39  
    Witam
    Rzeczywiście nie zrozumieliśmy się. Do zmiany współczynnika wypełnienia impulsów fali nośnej wystarczy zastosować układ skracający impulsy. Na załączonym rysunku masz taki, który przy każdym wyzwoleniu zboczem narastającym może skrócić impuls w zależności od zastosowanych rezystorów i kondensatora. W twoim układzie przy częstotliwości 55kHz czas 1 impulsu wynosi 18,18us czyli stan wysoki wynosi 9,09us. Opóźniając czas narastania skraca się impuls, a tym samym zmniejsza się wypełnienie. W tym układzie przy zastosowaniu jako C1 = 1nF a jako R1 100ohm czas impulsu wydłuża się tylko o 90ns, ale przy R2 od 1 -8k skraca się o odpowiednio od 1 -8us. Radził bym ci jako diodę zastosować szybką diodę schotkiego. A co do tych diod, to „jta” ma zupełną rację, bo tym razem to ty przekombinowałeś. Ja wyrzuciłbym obie diody, Cx, Rx i T1, a w to miejsce zastosowałbym pozostałe inwertory do sterowania tranzystorem. Wtedy miałbyś czysty sygnał cyfrowy bez żadnych zaśmieciń
    Pozdrawiam..
  • #10
    _jta_
    Electronics specialist
    A gdyby tak użyć układu RC (R od wyjścia generatora, C do masy) do opóźnienia impulsu,
    i na wejście bramki (AND/NAND/OR/NOR - trzeba pomyśleć, która najlepiej by pasowała)
    podać sygnał oryginalny i przesunięty, to wypełnienie sygnału na wyjściu będzie zależeć od
    opóźnienia; druga bramka mogłaby posłużyć do przerywania serii impulsów. Zostaną jeszcze
    dwie bramki, które mogą posłużyć np. jako wzmacniacz sygnału wyjściowego.
    Uwaga: to powinny być bramki ze Schmidtem na wejściu, więc może być mały wybór.

    Pytanie: jeśli stan między seriami określimy jako "przerwę", a w trakcie serii mamy na zmianę
    "sygnał" i "przerwę", to przez jaką część czasu ma być "sygnał" w trakcie serii?
  • #11
    rasty
    Level 27  
    Zdaje się, że sprawę załatwi prosty układ jak na rys.
    _jta_ miał świetny pomysł z bramkami AND. Trzeba wtrącic to, co w szarym polu. Z wyjścia Q5 mamy bramkowanie. 455 kHz z nóżki 9 po zróżniczkowaniu podawane jest na bramkę B kości 4081. Na nóżce 4 jest 16 krótkich impulsów, potem przerwa 16 cykli zegarowych itd.
    Regulacja długości impulsów kondensatorem. Rezystora nie zmniejszaj, sterowanie z CMOS-a, który ma mała wydajnośc pradową.
    Wyjście z tej bramki steruje tranzystorem.
    Można użyć też kości 4011 i połaczyc ją, żeby mieć dwa AND-y.
  • #12
    radziuk
    Level 13  
    Chciałem uniknąć dodatkowego scalaka, ale OK.
    Nic na siłę :-).
    Czy mogę zamiast 4081 zastosować 74HC132-NAND ze schmitem? Wydaje się że tak, ale wolę zapytać.
  • #13
    _jta_
    Electronics specialist
    Przydałaby się raczej bramka ze Schmidtem, bo inaczej impulsy będą trójkątne zamiast prostokątnych.

    Czyli 4093 zamiast 4081. Ale wtedy nie można bramki użyć jako wzmacniacza - odwraca fazę, a wtedy
    początek i koniec serii wyjdą w środku impulsu... więc może kondensator prosto do COUT?

    Z tym, że trudno przewidzieć jakie czasy impulsów wyjdą, 74x121-123 są bardziej przewidywalne,
    mogą działać z wyzwalaniem zboczem w dowolną stronę, mają komplementarne wyjścia...

    Chyba, że chcemy zrobić bez dodatkowych scalaków, na tranzystorach, ale wtedy trzeba zrobić Schmidta
    na tranzystorach, z możliwością blokowania - powinno się dać to zrobić na dwóch, plus trzeci wyjściowy.

    I można na NE555 - wprawdzie scalak, ale ma tylko 8 nóżek, a nie 14 czy 16, jak układy logiczne - więcej,
    ma mniej nóżek niż 3 tranzystory, więc nóżek do lutowania będzie mniej, jak się go użyje. ;)
  • #14
    rasty
    Level 27  
    Quote:
    Czy mogę zamiast 4081 zastosować 74HC132-NAND ze schmitem?

    No jasne. Jak tak połaczysz, to masz AND-a. :D

    PS.
    Quote:
    .. więc może kondensator prosto do COUT?

    Wyjście COUT (pin 9) ma paskudną cechę, nie znosi obciążenia pojemnościowego. Już 22 pF podłaczone do niego blokuje zliczanie :cry:
    Sprawdzone przy gen. na kwarcu 0,5 MHz. A niby to tylko zwykły bufor "na drodze" do licznika.
  • #16
    radziuk
    Level 13  
    Zaczynam jednak się przyzwyczajać do myśli o dodaniu dodadkowego scalaka.
    Bonkot:
    nie rozumiem po co jest C2 i R3 przy Q10 i resecie 4060, tzn wiem że go resetuje ale po co ?
    I czy rezystor R4 nie jest zbyt duży żeby w pełni wysterować T1 do 500mA
  • #17
    _jta_
    Electronics specialist
    Świetny. Taką samą logikę można zrobić na jednym NE555, tylko z kilkoma problemami:
    (1) wyjście COUT (w moim opisie to jest Fi-O) jest obciążone opornikiem, przez który
    ładuje się kondensator przy NE555, opornik musi być duży, więc kondensator mały;
    (2) NE555 chyba nie jest za szybki, więc pytanie do jakiej częstotliwości się wyrobi;
    (3) RESET, który służyłby do przerywania serii, powoduje stan niski na wyjściu NE555,
    czyli włączony jego tranzystor na końcówce DISCHARGE - więc ten tranzystor nie może
    bezpośrednio sterować LED-a, można go sterować z końcówki OUT do masy;
    (4) duża histereza na wejściu (1/3 napięcia zasilania) - trzeba zadbać o to, żeby
    przy ustawieniu potencjometru na środek mieć wystarczającą amplitudę.

    Diody i potencjometr mają zostać tak, jak są w tym układzie z 4093.
    Mam wrażenie, że faza COUT będzie pasować tak, by nie ciąć pół impulsu
    na granicy serii - ale może lepiej, żeby jeszcze ktoś inny to przeanalizował:
    stan na wejściu RESET zmienia się po zmianie COUT z 1 na 0, więc wtedy
    na wejściu NE555 jest stan wysoki, na wyjściu niski... taki, jaki daje RESET, OK.

    Aha, RESET CD4060, zarówno w tym układzie, jak i z 555, jest zbędny.
    Co to komu szkodzi, że będzie liczył w kółko, zamiast kończyć na 1024?
  • #18
    rasty
    Level 27  
    No... nie jest tak różowo z układem kol. Bonkot
    Kondensator 1nF "zjada" 455 kHz. :cry:
    Żeby było OK, trzeba zmniejszyć go do ok. 100 pF.
    Tylko wydaje mi się, że niepotrzebnie jest tak skomplikowany. Układ, który podałem wyżej, robi to samo, a ma mniej elementów.
    No, chyba że jest potrzeba regulacji w szerokich granicach.
    :D
  • #19
    Bonkot
    Level 39  
    Witam
    Aby zachować szeroki zakres regulacji potrzeba jednak zastosować jako C4 kondensator 1n. gdyż jak wynika z obliczeń stan wysoki przy częstotliwości 55kHz trwa 9,09us, a regulacja opóźnienia wynosi (przy zastosowaniu tych elementów ) od 4,2 -8,9us. Układu resetowania (R3,C2) nie musisz montować, chyba żebyś chciał wydłużyć przerwę (stan niski) pomiędzy poszczególnymi paczkami sygnału. Wartość rezystora R4 nie jest graniczna i możesz jego wartość dobrać doświadczalnie, aby wysterować tranzystor.
    Pozdrawiam.
  • #20
    rasty
    Level 27  
    Quote:
    Aby zachować szeroki zakres regulacji potrzeba jednak zastosować jako C4 kondensator 1n. gdyż jak wynika z obliczeń stan wysoki przy częstotliwości 55kHz trwa 9,09us,

    Dla 55 kHz, tak :D
    Ale dla 455 kHz, już nie :cry:
    I o to chodzi.
    Poza tym, w tego typu opóźnieniu , przy pewnych opóźnieniach, na początku paczki pojawia się extra impuls (17-ty). Sprawdzone na "żywym" układzie.
    Ale układzik jest ciekawy. Można regulować wypełnienie w ramach jednego impulsu zegarowego.

    pozdr.
  • #21
    Bonkot
    Level 39  
    Witam
    Przepraszam, ale rzeczywiście moje wyliczenia dotyczyły 55kHz, a nie jak w układzie 455kHz (po prostu pomyłka) i w tym wypadku trzeba by zastosować jako C4 -100pF i zmniejszyć R6 do 3,3k Jeżeli ten „extra impuls” pojawia się przy włączeniu układu, to może pomogłoby opóźnienie startu układu poprzez dodanie układu opóźniającego do wejścia „reset”. Układ ten w chwili startu podawałby na to wejście stan wysoki, blokując go, a po ustabilizowaniu się napięć przechodziłby w stan niski pozwalając na pracę układu.
    Pozdrawiam.
  • #22
    rasty
    Level 27  
    Pomyłki zdarzają sie każdemu :roll:
    Ten extra impuls pojawia się przy regulacji szerokości impulsu wyjściowego, w kierunku szerszych impulsów. Wygląda jak na rys.
    To jest na styku impulsu bramkującego. Raczej nie do usuniecia w tym układzie. Jak reguluję w dół, stopniowo znika.
    Jak widać, nie wszystko da się przewidzieć. :cry:

    pozdr.
  • #23
    Bonkot
    Level 39  
    Witam
    Całkowicie zapomniałem, że ten układ nie tylko opóźnia zbocze narastające ale i opadające (w niewielkim stopniu). Ale jest i na to rada. Wystarczy zastosować niewielki układ opóźniający (1 kondensator i 1 rezystor) na wyjściu 5 układu 4060 i wszystko wróci do normy. Czas jaki opóźniałby sygnał z tego wyjścia powinien być odrobinę większy od największego czasu opóźniającego zbocze opadające na wyjściu 4 układu 4093. Poniżej zamieszczam wykres czasowy dla porównania.
    Pozdrawiam.