microgeek.eu

#slowanawiatr

Wprowadzenie niespójne stylistycznie

Czarodziejskie pudełeczko o nazwie Analog Discovery 2 zaprząta mi ostatnio głowę i nie ukrywam - dostarcza wielu atrakcji.
Po paru zabawowo zorientowanych niby-projektach postanowiłam wykorzystać owe urządzenie zgodnie z intencjami twórców, czyli jako poważny przyrząd warsztatowy. Przyrząd, którego funkcje pomogą w uruchomieniu i wyregulowaniu budowanego układu.

Aby nie powiało nudą, to może zrobimy kolejną wycieczkę w przeszłość, w lata 70-80, z których to właśnie pochodzą układy LM741 - wzmacniacze operacyjne w metalowych obudowach TO-99 pozyskane ze starego złomu przemysłowego. Kostki są technicznie sprawne, co sprawdziłam na samym początku. A pomysł na ich wykorzystanie jest oczywisty, zbudujmy z nich sobie ....

Model generatora sygnałowego - prostokąt / trójkąt / sinus

Dłuższa chwila buszowania w Google za hasłami: `op amp triangle gen` i `op amp triangle to sine converter`
pozwoliła skupić uwagę na dwóch prostych schematach, które będą podstawa do dalszej pracy:
https://www.electronicspoint.com/attach ... -gif.3037/ - generator
https://encrypted-tbn0.gstatic.com/imag ... v22oajo3BQ - konwerter trójkąt/sinus

Schemat ideowy odtworzonego układu przedstawia rysunek poniżej:



i jak widać układ odpalił od pierwszego włączenia, no super!



Częstotliwość przebiegu wyjściowego określa proste równanie

f = 1 / ( 2 x R5 x C1 )

co dla moich wartości R5 = 30k i C1 = 22nF dało wyliczoną częstotliwość 757 Hz

Pomiary wykonane AD2 pokazały odrobinę inną wartość (z błędem około 4%) - czyli 725 Hz




No cóż, biorąc pod uwagę tolerancje elementów - takie wyniki są jak najbardziej do przyjęcia.

Prawie jak sinus...

Skoro w miarę zadziałał nam generator bazowy prostokąt/trójkąt - czas pomyśleć, jak z tego wydobyć sygnał sinus.
Podejścia generalnie są dwa: odfiltrować interesującą nas harmoniczną z sygnału trójkątnego albo jakoś owy sygnał przetworzyć na sinus.
Pierwsze podejście miałoby sens, gdybym chciała mieć układ o stałej, takiej już na zawsze, częstotliwości wyjściowej.
No ale ten model ma być w zamyśle regulowany (czy strojony, jak kto woli) w szerszym zakresie, więc wszelkie filtry na sztywno odpadają.
Pozostaje ogólnie znany trik - a mianowicie aproksymowanie sinusoidy fragmentami parabolicznych charakterystyk diody półprzewodnikowej.
Ano tak, jest taka sztuczka, co pozwala poskładać `prawie sinus` z kawałków charakterystyki przejściowej diody, jakość sygnału wyjściowego ściśle zależy od ilości wykorzystanych fragmentów charakterystyk (u mnie trzy) oraz regulacji punktów pracy diod (u mnie: regulacji w sumie brak...)

Nieco przerabiamy układ aby powstało coś, jak na schemacie poniżej:



Obserwacja przebiegów w newralgicznych punktach układu:
trójkąt - CH2 i `niby sinus` na kanale CH1 potwierdza powyższe wywody o konwersji trójkąt-sinus.



Popatrzmy z bliska na wygenerowany przebieg sinusoidalny,



a potem spróbujmy go porównać (choćby wzrokowo) z matematycznym sinusem z generatora Analog Discovery 2:



Jak widać, w kwestii konwersji jest jeszcze sporo do zrobienia, no ale to tylko model, więc uznajmy na ten czas, że jest ok

Regulacja

Wstawiając w gałąź R1-R2 potencjometr precyzyjny o wartości około 5K uzyskujemy możliwość szerokiej regulacji symetrii przebiegu prostokątnego, czyli proporcji czasu trwania dodatnich i ujemnych połówek
Zastępując rezystor R5 o pierwotnej wartości 30K mniejszym np. 10K oraz kolejnym potencjometrem (20K) mamy możliwość regulowania częstotliwości generowanego przebiegu. Przy odrobinie cierpliwości można całość ustawić na całkiem symetryczny 1kHz, co pokazuje poniższy oscylogram



A tu krótki filmik, pokazujący regulację zarówno symetrii przebiegu jak i częstotliwości.

https://youtu.be/5G-V76DYQxQ

Fotoplastikon

Na koniec tradycyjnie kilkanaście zdjęć z placu zabaw.

tasza pisze:"No cóż, biorąc pod uwagę tolerancje elementów - takie wyniki są jak najbardziej do przyjęcia."

No tutaj się zawiodłem ... Zawsze taka skrupulatna a tu proszę.
Marudzę.
Brakuje mi pomiaru "rzeczywistych" wartości R5 i C1 ot chociażby wsadzonych do miernika co dałoby nam wynik + tolerancje ze względu na błąd pomiarowy i po wstawieniu do wzoru jestem ciekaw czy wpasowałoby się to wsio w zakres.
Po drugie, jestem ciekaw wpływu pojemności pasożytniczych stykówki na generator. Cz. 750Hz może i nie jest zabójcza ale o by było z sygnałem 10k, 100k, 1M etc. czy wtedy jesteśmy w stanie wyłapać:
a. szumy
b. zniwelować pasożytnicze pojemności,
c. w jaki sposób to zrobić i czy w ogóle "da się"
d. czy sposób zasilania ma na to wpływ?
Dodawałaś kondensatory do sprasowania DC? Co było źródłem napięcie? Tam widać w tle Twój czarno czerwony lucyferek zwany zasilaczem (do siebie: hmmm i te świeczki takie podejrzane), więc podejrzewam że ot on właśnie.

Czerwony kabelek do połączenia do ujemnej szyny zasilania mnie piecze w oczy ...
I tak już offtopowo, chyba NE555 dał mi kiedyś lepsze rezultaty jeżeli chodzi o sinusa, muszę poszperać w swoich gratch i poszukać zdjęć.

tasza pisze:"#slowanawiatr"

Wiatr daleko niesie.

pzdr.
/Darek

spark pisze:No tutaj się zawiodłem ... Zawsze taka skrupulatna a tu proszę.

celem ćwiczenia było pokazanie przydatności AD2 w tego typu pracach i myślę, że został on osiągnięty,
model generatora to tylko pretekst i jego finalne parametry są tu sprawą drugorzędną i bożkom celtyckim dziękować należy,
że to w ogóle odpaliło, te akurat scalaki mają prawe czterdzieści lat, pracowały w hutniczej automatyce w dość trudnych warunkach termicznych...

spark pisze:Co było źródłem napięcie? Tam widać w tle Twój czarno czerwony lucyferek zwany zasilaczem (do siebie: hmmm i te świeczki takie podejrzane), więc podejrzewam że ot on właśnie.

Widać też, że jak go nazwałeś - lucyferek - jest wyłączony, nie świeci ślepiami, a układ był zasilany prosto z AD2, z jego regulowanego zasilacza.

spark pisze:Czerwony kabelek do połączenia do ujemnej szyny zasilania mnie piecze w oczy ...

Jak poprzednio pisałam - ja lubię kontrasty.
A posługiwanie się delikatnym urządzeniem za ponad tysiąc złotych zmusza do ostrożności i myślenia nad każdym ruchem,
z tego punktu widzenia - czerwony minus tylko mi w tym pomaga

A tak ogólnie - te szumy, pojemności pasożytnicze, tolerancja C1 i R5 no wszystko super tylko zauważ proszę:
układ zasilałam +/- 5V a takie oldschoolowe LM741 zaczynają sensownie pracować przy ponad +/- 10V,
pasmo przenoszenia tych akurat kostek pozostawia na tyle wiele do życzenia, że spadek dynamiki na WO zrobi więcej złego niż pojedyncze pikofarady pojemności pasożytniczych styków i pomiędzy przewodami
zauważ też, że w ogóle pominęłam zagadnienie kompensacji WO, celowo, aby się nie rozckliwiać nad detalami

co do jakości sinusa - z NE555 możesz uzyskać dobry kształtem sygnał, ale jak wspominałam - metodą odfiltrowania stosownej harmonicznej, o tu przykład:
http://www.seekic.com/uploadfile/ic-cir ... 819914.gif
to będzie dobrze pracować dla jednej pracowicie obliczonej f. jak chcesz inną - musisz przełączać filtr.

Znacznie lepsze są konwertery diodowe, ale obsługujące większą ilość aproksymowanych fragmentów, taki 5..6 stopniowy da całkiem czysty sygnał, w necie są schematy....

tasza pisze:celem ćwiczenia było pokazanie przydatności AD2 w tego typu pracach i myślę, że został on osiągnięty,

A skoro tak no to pełna zgoda. Mission Accomplished.

tasza pisze:A posługiwanie się delikatnym urządzeniem za ponad tysiąc złotych zmusza do ostrożności i myślenia nad każdym ruchem,

I kolejne przemyślenia ...

Czyli albo mamy gigasuper urządzenie do wszystkiego za tysiące złotych albo kilka urządzeń o słabszych (bardzo) parametrach za mniejsze pieniądze, zbudowane na podstawowych elementach dyskretnych + kilka scalaczków (chociażby NE555 + podstawowe Op. Ampy).

Po prostu zastanawiam się czy dla takiej bardzo amatorskiej elektroniki taki kombajnek jest potrzebny.
Fajnie jest mieć wszystko w jednej obudowie, do którego się podłączasz kilkoma kabelkami, kompuerek i działa, ale ta cena mnie jednak nie przekonuje.

Tasza uwielbiam te Twoje projekciki.
No i zdjęcie leżącego na plecach 741 mnie rozwaliło
Już zapomniałem, że faktycznie w takich obudowach były

dziękuje za dobre słowo, te metaliczne 741 wkrótce znajdą odrobinę poważniejsze zastosowanie jak sądzę, ale za chwilę, i to prawda, wyglądają dość oryginalnie