Генератор пилообразного напряжения для измерителя АЧХ.

[КРАМ]

В догон. Специально для "опытного" пользователя.

Vosal писал(а):

Собрал Вашу схему в эмуляторе

Не в эмуляторе, а в СИМУЛЯТОРЕ. Это "две большие разницы и каждая из них разная..."(с)
Эмулятор - это программно-аппаратный комплекс повторяющий работу другой аппаратуры или программы.
Симулятор - это чисто программное МОДЕЛИРОВАНИЕ тех или иных процессов или программ. То есть симулятор В ПРИНЦИПЕ не повторяет работу оригинала, а лишь моделирует ее на основе неких абстракций и потому ограничен условиями применяемости этих абстракций.

[chainik-4]

Vosal писал(а):

еще раз все перепроверю.

В качестве VT2 не нужен сильноточный транзистор. Лучше применить из серии BC856 - BC859.
Емкость конденсатора C4 0.47 u = 470 nF. Обычно рекомендуют пленочный конденсатор.
Замечание по разводке платы - цифровые микросхемы и ОУ должны иметь керамические конденсаторы по питанию как можно ближе к выводам. Лучше всего, если выводы питания соединены конденсатором непосредственно у микросхемы. Конденсаторы нужны у микросхемы DD1(Наверняка достаточно 1 го конденсатора для 2-х микросхем DD1 и DD2), у микросхемы U1. По даташиту и входные ножки микросхем стабилизаторов 7815 и 7915 тоже должны быть соединены с общим проводом керамическими конденсаторами емкостью около 100 nF. Выводы питания ОУ должны быть соединены керамическим конденсатором не только между собой, но и к общему проводу. Хотя бы 1 из выводов.

[Vosal]

chainik-4 писал(а):

[uquote="Vosal",url="/forum/viewtopic.php?p=4526921#p4526921"]еще раз все перепроверю.

В качестве VT2 не нужен сильноточный транзистор. Лучше применить из серии BC856 - BC859.
Емкость конденсатора C4 0.47 u = 470 nF. Обычно рекомендуют пленочный конденсатор.
Замечание по разводке платы - цифровые микросхемы и ОУ ...

На моей плате всё так и сделано.
Ошибок на плате нет, проверил ещё раз.
Монтаж тоже внимательно проверил.
Подозрение на тип примененных транзисторов VT1 MMBT5551 скорее всего отличается от 2N5551.
На коллекторах транзисторов VT1-VT2 питание регулируется резистором R8 от 0.3В до 0.6В
так должно или нет! Похоже VT1 закрыт. На VD3 -0.73B.

Вариант один - собрать схему на DIP микросхемах и обычных транзисторах, в моей практике уже был случай с полевыми транзисторам SMD.

Последний раз редактировалось Vosal Сб янв 06, 2024 18:06:03, всего редактировалось 1 раз.

[Martian]

В данном случае нет никакой разницы от метода монтажа корпусов. Совершенной никакой. Не надо на это так упорно акцентировать, выглядит же нелепо... У Вас либо ошибка в монтаже, либо некондиционные компоненты. Вы ведь в курсе, как расшифровываются аббревиатуры DIP и SMD?

[Vosal]

[uquote="Martian",url="/forum/viewtopic.php?p=4527121#p4527121"]В данном случае нет никакой разницы ...

Печатка платы выложена - проверь. Не первую конструкцию собираю, и плат нарисовано не мало и т. д. и т. п.


Сокращение SMD в переводе значит “компоненты поверхностного монтажа”.

Последний раз редактировалось Vosal Сб янв 06, 2024 17:49:09, всего редактировалось 1 раз.

[chainik-4]

Vosal писал(а):

На коллекторах транзисторов питание регулируется резистором R8 от 0.3В до 0.6В

Напряжение на VD3 для данной ситуации правильное - напряжение на коллекторах транзисторов низкое, на выходе компаратора OP1.2 максимальное отрицательное напряжение.
Скорее всего транзистор VT1 открыт и находится в насыщении. Если так, то напряжение на выводах 12, 10, 6 микросхемы DD2 должно быть близко к 5 В - уровень логической единицы.
Если не так, на 12, 10, 6 микросхемы DD2 напряжение логического нуля, то неисправен транзистор.
Если напряжение на выводах 12, 10, 6 микросхемы DD2 близко к 5 В, надо замкнуть базу транзистора VT1 на общую шину(резистор R4 защитит микросхему).
Проверить напряжение на коллекторах транзисторов. Оно должно быть примерно 13,5...13,8 В - падение напряжения на одном диоде плюс напряжение насыщения транзистора VT2.
Тут цепь высокоомная, Входное сопротивление вольтметра должно быть 10 МОм. Напряжение на выводе 1 OP1.1 должно быть больше 12 В.
Напряжение на VD3 должно быть равно напряжению стабилизации стабилитрона.
Если эти условия выполняются, то аналоговая часть работает правильно. Надо разбираться с цифровыми микросхемами.
Еще проверь, не замкнут ли у тебя S1. При замкнутом S1 генератор не работает.

Добавлено after 22 minutes 45 seconds:
Рекомендации по Диагностике.
1. Переключатель S2 ставим в нижнее по схеме положение.
Резистор R12.1 ставим в верхнее по схеме положение.
Вращаем ось резистора R14 и контролируем напряжение на выходе устройства.
Оно должно изменяться от 0 до 10 В.
1.1 Резистор R14 ставим в верхнее по схеме положение.
Вращаем ось резистора R12 и контролируем напряжение на выходе устройства.
При идеальных половинках резистора R12 напряжение на выходе не должно меняться.
Из за несовпадения сопротивлений половинок при вращении оси резистора R12 будет
небольшое изменение выходного напряжения.
Если выполняются эти условия, часть схемы на OP2, OP3 работает.
2. Переключатель S2 ставим в верхнее по схеме положение.
Замыкаем переключатель S1.
На коллекторе VT1, на выводе 1 OP1.1 должно быть около 0,4 В - примерное
напряжение насыщения транзистора VT1. Для контроля напряжения на коллекторе
VT1 желательно использовать вольтметр с входным сопротивлением 10 МОм.
3. Размыкаем переключатель S1.
Отпаиваем вывод резистора R6 соединенный с выводом 7 OP1.1. Или перерезаем
печатный проводник. Соединяем правый по схеме вывод резистора R6 с + 15В.
На коллекторе VT1, на выводе 1 OP1.1 должно быть около 0,4 В - примерное
напряжение насыщения транзистора VT1.
4.Соединяем правый по схеме вывод резистора R6 с общей шиной.
На коллекторе VT1, на выводе 1 OP1.1 должно быть около 13,5...13,8 В - примерное
падение напряжения на одном диоде плюс напряжение насыщения транзистора VT2. После ОУ напряжение может быть меньше. Максимальное выходное напряжение TL82 по паспорту
- напряжение питания минус 3 В.
5. Проверить одновибратор DD1.1, DD1.2 сложно. Надо подвать короткий импульс(или серию коротких импульсов с высокой скважностью) и контролировать
осциллографом импульс на выходе.

Добавлено after 6 minutes 46 seconds:
MMBT5551 должен подойти без проблем. Допустимый ток там такой же. Мощность - мизерная - импульсный режим.

[Vosal]

Пробую рекомендации, потом отпишусь о результатах, спасибо.

Добавлено after 47 minutes 24 seconds:
Предварительные замеры:

На ножках 12,10, 6 микросхемы DD2 ~+3В
Замыкаю базу VT11 н корпус:
На ножках 12,10, 6 микросхемы DD2 +4,4В
На коллекторах VT1-VT2 - +14В
на VD3 - +4,7В

Резистор R4 с выводов 12,10 ,6 на базу VT1 у Вас по схеме 3,6K, а на печатке 820ом.

[chainik-4]

Vosal писал(а):

Предварительные замеры:

Значит транзисторы работают, OP1.1, OP1.2 тоже работают.
Проблема в цифровых микросхемах.
Для начала проверь осциллографом сигнал на выводах 10, 12, 6 DD2. Нет ли там ВЧ генерации?
Такое может быть, если конденсатор С2 = 3300 pF замнут или имеет большую утечку. Или же проблема в цифровых микросхемах.
То, что напряжение на выходе микросхемы повышается при замыкании базы транзистора на корпус, может говорить о наличии генерации.
Можно начать с замены С2. Обязательно надо ставить блокировочный конденсатор на питание емкостью около 100 nF около цифровых микросхем. Хотя бы Один.

Как проверить цифровые микросхемы?
Инверторы DD2 - если на входе 0 на выходе 1. И наоборот, если на входе 1, на
выходе 0. Для полной проверки надо перерезать дорожки, идущие с выходов 10 и 11 DD1.
Подавая на входы DD2 логические 1(5 В) и О(О В ) проверить напряжения на выходе.
Там должно быть - при 0 на входе, на выходе 1 и наоборот.
Так же проверяются DD1.2, DD1.4, включенные инверторами. Логически уровень на выходе должен быть противоположен логическому уровню на входе. Но тут уже полностью не проверишь - просто надо проверить напряжения на входе и выходе.
DD1.1, DD1.3 - элементы ИЛИ-НЕ. На выходе 1(+5В) только в том случае, если на обеих входах 0 (0 В). Если на хотя бы одном входе 1(5 В), то на выходе 0(0 В).
Одновибратор - работает так. В исходном состоянии на входе 5 состояние 0. При включении и на входе 6 состояние 0. На обеих входах 0 поэтому на выходе 4 состояние 1(5 В), на выводе 3 состояние 0(0 В), на выводе 11 состояние 1 (5 В), на выводах 2, 4 , 15 DD2 состояние 0 (0В). Аналогично, при разомкнутом S1 на выводе 10 DD1.3 состояние 1 (5 В), на выводах 12, 10, 6 DD2 состояние 0 (0 В).
Когда сработает компаратор, на входе 6 DD1 появляется состояние 1( 5В), тогда на
выводе 4 будет 0 , а на выводе 3 состояние 1 (5 В). Импульс напряжения с вывода 3 через конденсатор С2 подается на вход 5 - на входе 5 появляется состояние 1, и защелкивает одновибратор. Если при этом на входе 6 импульс прекращается - на входе 6 - состояние 0 , на выходе 3 будет состояние 1 до тех пор, пока не зарядится конденсатор С2 и на левой обкладке конденсатора не образуется состояние 0.
Если входной импульс значительно длиннее постоянной времени R2C2, то одновибратор на длину импульса не влияет - он удлиняет только короткие импульсы.

Добавлено after 22 minutes 7 seconds:
Блокировочный конденсатор по питанию нужен и для ОУ OP1.

Добавлено after 12 minutes 45 seconds:
Да R4 на печатке 820 Ом. Забыл исправить на схеме. На ранней версии у меня питание цифровой части было 12 В. Поэтому сопротивление было больше. При питании 5 В надо 820 Ом - 1 кОм.

[Vosal]

Микросхемы исправны.
Обнаружил, что при 5В на 10-11 ножках DD1 на 12,10,б и 4,2,15 DD2 по 2,5В
Из-за этого VT1 насыщен.
Впаял переменный резистор на 100к между базой и землей к VT!, покрутил, стало появляться напряжение на коллекторах транзисторов 7в-8в-9в-14в.
В результате на 12,10,б и 4,2,15 DD2 стало по 5В, на 10-11 ножках DD1 - 0В
на VD3 - 4,7В.
Вроде всё реагирует, а генерации нет.
Ощущение такое, что DD2 находиться в состоянии импеданса.
По Datasheet про логическом 0 на выходе напряжение может находится в пределах 1-2,5В
У меня стоит CD4049UBDR.

[chainik-4]

Vosal писал(а):

Микросхемы исправны.
Обнаружил, что при 5В на 10-11 ножках DD1 на 12,10,б и 4,2,15 DD2 по 2,5В

Микросхема DD2 - нерабочая. При подаче на входы инверторов максимального уровня 1 (здесь - 5 В) напряжение на выходе инвертора при отсутствии нагрузки(у нас так - выход не подключен нагрузкой к
шине питания, наоборот, подтянут к массе)по даташиту не более 0,05 В. 0 уровень может быть выше, если уровень 1 подаваемый на вход ниже(существенно менее 5 В). Либо на выходе ест нагрузка - нагрузка соединена с плюсом питания.
Проверить, работает ли DD1 можно так.
Перерезать дорожку, идущую от микросхемы DD2 к резистору R4. Соединить выход 3 DD1(дорожку, соединяющую выводы 3. 9. 12. 13 и конденсатор С2 - вроде туда можно впаять тонкий проводник) с базой
VT1 или левым выводом резистора R4 резистором сопротивлением 10 кОм(Это минимальное сопротивление нагрузки для этого выхода. Если не работает, можно увеличить сопротивление). Возможно, появится генерация. На выходе 3 DD1 сигнал, конечно, не очень хороший - для хорошего сигнала надо ставить пару буферов.
Можно сделать еще один тест. При перерезанной дорожке, идущей к резистору R4, соединить левый по схеме вывод резистора R6(Стабилитрон не мешает - не отпаивать!) с базой транзистора VT1 или левым выводом резистора R4. Должно появиться пилообразное напряжение. Но из-за того, что нет схемы задержки, нижний уровень будет выше и частота высокая.
Все же схема - это одно, конструкция - другое. Надо придерживаться канонов.
У вас нет блокировочного конденсатора по питанию непосредственно у ножек микросхем DD1, DD2, ОУ U1, на входе и выходе стабилизатора 7805(Ну на входе еще приемлемо, на выходе через огромную петлю, на расстоянии км), на входах стабилизаторов 7815, 7915 (после резисторов). Вдруг ест генерация на питании 5 В, или ест возбуждение DD2 и оно портит всю картину. А мы пытаемся что-то настроить?

[Vosal]

После перепайки R4 на 3 вывод DD1 -пила ПОЯВИЛАСЬ!. (добавил резистор 9,1к вместе с 3.6К)
Пила нормальной формы без завалов.
Напряжение на коллекторах транзисторов в пределах 6В.
Единственное пила доходит до 5 ножки OP2.2 на 7 уже нет.
Похоже и эта микросхема ЁК.
Приобретал все эти микросхемы в CHIP-DIP. (до этого момента с ними проблем не было)
Огромное спасибо за помощь, теперь я убедился, что схема рабочая.
Буду рисовать плату под DIP, набор микросхем есть, микросхему CD4049 покупал в местном магазине, надеюсь что новая сборка заработает, опыт есть.

(Если звука нет, постучи по плате, если звук не появился значит не по той плате постучал)

Всего доброго!

[chainik-4]

Vosal писал(а):

После перепайки R4 на 3 вывод DD1 -пила ПОЯВИЛАСЬ!. (добавил резистор 9,1к вместе с 3.6К)
Пила нормальной формы без завалов.

Можно попытаться выжать из кошки еще 100 г.
Посмотреть, как работает DD2 при напряжении питания 15 В. Для этого закоротить вход и выход стабилизатора 7805(Думаю, ничего с ним не случится).
Перерезать проводники, идущие к выводам 10, 11 DD1 и проводник, идущий к резистору R4. Подавая на входы 0 В и 15 В(Уровни 0 и 1) измерить напряжение на выходах. 0 уровень должен быть
согласно даташиту. Хотя бы менее 0,2 ... 0,3 В. Если работает, питание цифровой части можно перевести на 15 В. Для этого надо увеличить сопротивление резистора R4 до 3,9 кОм. Вместо стабилитрона впаять диод, отсекающий отрицательное напряжение на массу. Неплохо соединить базу транзистора VT1 с массой резистором 1 кОм.
При напряжении питания цифровой части 5 В можно попробовать вместо DD2 поставить буфер на транзисторах.
Что касается узлов на OP2, OP3 , как их диагностировать, я писал. Не надо ничего выпаивать - вольтметр на выход и крутить переменные резисторы.

Буфер.GIF

(3.9 KiB) Скачиваний: 38

[Vosal]

То есть два транзистора заменят одну микросхему.
Попробую собрать это на отдельной платке и по экспериментировать.
Тогда в принципе достаточно будет изменить текущею печатку, применив к примеру MMBT5401.
Я думаю замена КТ3107 на 2N5401 или BC546 не критична, у меня этих транзисторов много.

[chainik-4]

Да, 2 транзистора заменяют одну микросхему. Должно работать. 2N5401 или BC556. BC546 - NPN типа.
При нормальной работе амплитуда пилы должна быть равна напряжению стабилизации стабилитрона TL431 - 10 В. Нижний уровень пилы около 0,4 В - равен напряжению насыщения транзистора VT1. Контролировать надо при открытом входе осциллографа.
Если будете рисовать новую печатную плату, можно попробовать использовать вместо биполярного VT1 полевой транзистор. Например, типа 2N7002, IRLML2803, IRLML2402. Это понизит нижний уровень пилы почти до 0 В и улучшить точность регулировки интервала напряжения пилы. Простая замена на полевой транзистор результатов не дала - при 0 В на затворе транзистор 2N7002 имеет утечку, что приводит к завалу вершины пилы.
Для запирания, можно попробовать питать цифровую часть из двуполярного источника питания + - 5 В. На схеме из журнала Радио полевой транзистор запирается отрицательным напряжением. При питании цифровой части из двуполярного источника питания потребуется, кроме организации такого питания, всего одно изменение схемы - замена стабилитрона VD3 двумя такими же стабилитронами, включенными встречно последовательно. Это ограничит и положительное и отрицательное напряжение на выходе компаратора. Если с полевым транзистором не получится, то можно будет заменить его на биполярный. Лучше будет запираться. Для верности, базу биполярного транзистора можно соединить с массой диодом(естественно, после резистора R4), отсекающим отрицательные напряжения - все таки напряжение -5 В для перехода база - эмиттер NPN транзистора предельный.

[Vosal]

В программе Multisim с буфером на транзисторах все работает.
Ровная отличная пила и синхроимпульсы.

Вложения

Пила.png

(128.38 KiB) Скачиваний: 31

[Nowell75]

а КАК у вас от +5 работает делитель 10К-К56 на базу ??? или "ловкость рук..." ?

[chainik-4]

Vosal писал(а):

все работает.

Действительно, сопротивление резистора на базу 1 кОм, а не 10 кОм. Странно, почему Мультисим не понимает. При соотношении 10 кОМ/560 Ом и напряжении питания цифровой части 5 В транзистор не должен открываться. Если только напряжение питания цифровой части выбрано 15 В. Транзисторы буферов желательно выбрать с хорошим коэффициентом усиления. 100...250.

[Vosal]

Nowell75 писал(а):

а КАК у вас от +5 работает делитель 10К-К56 на базу ??? или "ловкость рук..." ?

Я тоже не обратил на это внимание, исправил на 1К, работает также.

Добавлено after 2 hours 18 minutes 55 seconds:
Разница оказывается есть!
Если осциллограмму развернуть на полный экран, то разница видна.
При 10К амплитуда пилы гуляет во высоте, а при 1K стабильна.

Вложения

Пила.png

(91.4 KiB) Скачиваний: 29

[chainik-4]

WORK_ГПН-3-2.GIF

(27.29 KiB) Скачиваний: 24

Схема с полевым транзистором в качестве ключа и двуполярным питанием цифровой части.
Схема не проверена. При однополярном питании с полевым транзистором в качестве ключа, не удалось добиться хорошего запирания полевого транзистора.
Оставалась утечка. Утечка на ключе проявляется завалом вершины пилы.
Полевой транзистор должен быть с допустимым током 600 mA - 1.5 A. Транзисторы с большим током, как правило, имеют большую утечку.
Применение полевого транзистора позволит довести нижний уровень пилы практически до 0 В. Это важно, поскольку если нижний уровень пилы на R12.1 отличается от 0,
при установки верхнего уровня происходит изменение нижнего уровня пилы.

WORK_1_ГПН-3-2.GIF

(29.16 KiB) Скачиваний: 34

Схема не проверена.
Схема для получения 0 уровня нижнего уровня пилы. Реализована на сумматоре OP4.1 и 2-х резисторах по 10 кОм. На входе сумматора должны быть источники напряжений.
Это реализовано на ОУ. Выставление 0 В на верхнем выводе резистора R12.1 производится подстроечником, при замкнутом переключателе S1.
Для этого на неинвертирующий вход OP4.2 подается напряжение около - 0,4 от параметрического стабилизатора.

[Vosal]

Схема для получения 0 уровня нижнего уровня пилы. Реализована на сумматоре OP4.

В данном варианте регулятор R12 пилу уже не подымает, смотрел в Multisim.

Добавлено after 2 hours 45 minutes 38 seconds:
Поэкспериментировал ещё раз с микросхемой DD2.
Пила появилась в результате, когда подключил выход одного буфера DD2 к базе VT1 через 10К и с базы на землю ещё 10К.
Выключил питание. Снова включил, пилы нет, через 2-3сек пила начала появляться с частотой ~5Гц, затем в течении 15-20сек установилась стабильно на ~8Гц.
Синхроимпульсы с выводов 12,10,6 просматриваются. Пила ровная.
Похоже, DD2 работает.