Меандра своими руками
Добавил пользователь Валентин П. Обновлено: 19.09.2024
Ваяние генераторов на микросхемах и таймерах - дело не хитрое, но для понимания процессов происходящих в этих самых микросхемах и таймерах, надо думается всё же начинать с понимания простой логики - буквально - работы ключей -транзисторов и соответственно и понимания процесов - в них, .
начать думаю стоит с этого. ..
1. Схемка простого генератора
также можно скачать и схемку которая работает в Proteus ( ISIS ) по вот этой ссылке
или же на странице
файл под названием mudurdun.DSN
осциллограмма снятая в протеусе Proteus ( ISIS ) этого генератора.
то есть если Proteus ( ISIS ) не врёт, а похоже что версия 7.10 довольно стабильна хотя и требует больших вычислительных ресурсов процессора во время симуляции
.. то думаю
что именно этот вариант буду собирать на макетной плате, для препарации сего девайса уже не в виртуальной среде а в "реальном железе и кристаллах"
Собственно ниже на изображении сама осциллограмма на которой внимание стоит обратить как на на фронты так и на величину всей волны а не только импульса.
PS
Примечание
минимальный конденсатор в задающем мультивибраторе- заменён с 200 ПФ на 100ПФ, скорее всего можно установить и меньший, но, надо проверять в железе, так как вычислительные способности моего компьютера - не справляются одновременно и симуляцией и с замерами на виртуальном осциллографе при таких частотах виртуального устройства
Следующий генератор - это генератор на инверторах.
Вместо микросхемных инверторов -использовались простые транзисторы.
Также как и в предыдущей схеме - имеется возможность регулирования частоты и скважности
файл для симуляции устройства в программе Протеус Proteus ( ISIS ) можно скачать на странице - " документы"
название файла gnti.DSN
или же вот по этой ссылке
Следующий генератор это генератор на 555 таймере
Максимальная частота которую позволяют получить встроенные в микросхему транзисторы- не очень велика.
И ограничена длительностью фронтов импульса, другими словами, при малом значении задающего конденсатора - меандр превращается в синус ( пилу), и
. даже срывается генерация.
Максимально короткий , более менее похожий на меандр периодический сигнал, что удалось получить в симуляторе на этой микросхеме - 1,68 uS
1,68 uS - имеется в виду вся волна меандра, то есть, и пауза, и импульс в сумме. (мне так удобней частоту считать ;-) )
файл для симуляции устройства в программе Протеус Proteus ( ISIS ) можно скачать на странице - " документы"
название файла gm555chisk.DSN
или же вот по этой ссылке
обновленно 9.04.2012
откорректировал и заодно и протестировал параметры номиналов переменных и постоянных резисторов.
также пришлось добавить ещё один постоянный резистор ( сопротивление ) на седьмую ногу, для того чтоб не было срыва генерации при регулировании скважности.
Также выкинул конденсатор с пятой ноги и оставил её не подключенной, так как оно вроде бы и не к чему.
вернее, можно конечно попробовать стабилизировать частично меандр если подключить пятую ногу на землю через конденсатор около 10-15 пикофрад .
но, как мне показалось - это излишне, потому что в итоге, сигнал этот будут использовать для включения и выключения биполярных быстрых транзисторов, частота возможной предельной осцилляции предполагаемых транзисторов 300 мгц , сие всего лишь для того чтоб в итоге, на выходе пред затвором полевого транзистора, добиться как можно более резкого фронтов подъема и спада импульсов.
Для раскачки цилиндрических индуктивностей на их собственной частоте резонанса, сей генератор не годится, в связи с максимально возможным получением частоты не более 600-650 кгц ( более у меня не вышло раскачать 555 таймер), но для создания импульсов, используемых в сварочных аппаратах, в пламенно-водородных горелках, а также, в индукционных плавильных устройствах, этого генератора должно хватить.
И при условии того что после выхода с таймера , сигнал будет облагораживаться быстрым биполярником ( хотя бы КТ315 ), то, в итоге думаю можно будет добиться работы предполагаемых вышеописанных возможных устройств, в приемлемых режимах.
откорректированная схема и ссылка на файл для симулятора Proteus 7.10 Professional ISIS.
или же на этой странице
( некое пояснение , в протесуе не совсем так происходит симуляция как это есть в реальном устройстве, потому что симулятор не учитывает ёмкость проводников, и качество монтажа, да и кроме этого, мной, для симуляции использовался усреднённый режим с минимальными выборками, посему, пред разводкой платы, желательно протестировать обязательно сборку генератора на макетной плате.)
фото макетной платы с сборкой данной схемы .
фрагмент осциллограммы снятый с реального устройства собранного на макетной плате.
( собственно данную схему, и тему по таймеру 555 считаю для себя закрытой, и в дальнейшем, при условии появления материалов для публикации, будут обновления только по генераторам на быстродействующих биполярных транзисторах)
обновлено 12.04.2012
закрыть "для себя" тему с таймером 555 не вышло :-)
в связи с тем, что схемы с смещением через делительные резисторы- оказались хоть и работоспособны , но довольно капризны, и кроме этого, видимо в связи с быстродействием самой микросхемы Таймер555 ( 3 мгц), регулировка скважности на крайних частотах осцилляции ( около 750 килогерц) - довольно требовательна к линейности переменного резистора и даже с помощью подстроечных многооборотных резисторов, не всегда получалось линейно регулировать скважность.
Посему решил всё же не насиловать сей не побоюсь сказать "сложнейшей конструкции микропроцессор", а сделать ему простейшую обвязку , и ограничить частоту до 430 килогерц. На частоте 430 килогерц - регулировка скважности возможна только в сторону увеличения длинны импульса, на частотах же ниже 380 килогерц, уже есть возможность регулировать скважность до 25 процентов, и естественно на частотах ещо более низких, скважность с помощью многооборотного проволочного резистора - можно выставлять, двадцать и менее процентов, от длинны импульса от периода.
К превеликому сожалению, с микросхемой за 50 центов - не выходит сделать генератор с регулируемой частотой и скважностью - на частоту более чем 380 -350 килогерц.
Но в прицнипе, и этих частот при таком бюджете, вполне . Так сказать девайс- по деньгам.
Изготовить на печатной плате такой вот генератор с регулировкой частоты и скважности, с расширяемым диапазоном частоты с помощью блока задающих конденсаторов от 5 герц до 430 килогерц, и использовать его для запуска высоковольтных транзисторов, через которые будет заряжаться конденсатор ( на 650 вольт) накачиваемый высоковольтной бифилярной катушкой.
Частота в принципе для такой "емкостной заряжали-разряжали" нужна не более 70гц- 50гц . Далее предполагается с конденсаторов разряд в виде импульса, подавать на "обычный" сетевой МОТ трансформатор, но развернутый наоборот. Керны с МОТа уже удаленны, лишние обмотки сняты, и оставлены лишь повышающая ( которая станет сетевой) и сетевая (которая станет понижающей) ,
Генераторы на базе микросхемы TDA 7056A. Генераторы синуса/меандра.
Утверждается, что лучше все-таки использовать именно "A" серию, так как у других вроде бы происходит обрезение частоты. Хотя некоторые утверждают что можно использовать и "B" серию.
Средняя цена микросхемы TDA 7056A в магазинах: 100р. Данные на апрель 2017г.
Требования к блокам питаня Потребление 1 ампер и более. Есть мнение, что можно использовать в качестве блока питания зарядке от мобильного телефона.
Очень удобно сделать провод питания от генератора в виде шнура USB.
Проверитять, на какой ток расчитан блок питания. Иначе сгорит!!
Схема меандра
Схема меандра. Она же может служить "частотомером" для определения резонансной частоты катушки.
Настраивается довольно точно. Использовать как частотомер можно если нет частотомера, но есть осцилограф.
Прмечания к схеме:
конденсатор С4 абсолютно любой емкости в указанных пределах. Он ни на что не влияет.
Схема N33
Частота от частоты катушки уплыла вверх. У катушки 299 кгц. У генератора 366кгц.
Напряжение питания - 5 вольт. Сдвиг фаз - 80°.
Осцилограмма:
Желтый луч - напряжение
Синий напряжение на последовательно включенном резистору 1 Ом. Считай - ток.
Прмечания к схеме:
Я пока привожу несколько схем, разработанных Денисом.
В дальнейшем, дам описание к каждой.
Как-то просматривая китайские электронные конструкторы на моей любимой (как иногда пишут: ЛЕГЕНДАРНОЙ) микросхеме NE555 выделил для себя два интересных набора для самостоятельной сборки:
Слева — генератор прямоугольных импульсов, с возможностью установки частоты и справа — функциональный генератор сигналов на выбор: меандр, синус, пила. Но… только на частоте 1 kHz.
Что же это такое — "Функциональный генератор"? Это устройство, которое имеет возможность формирования сигналов различных форм (как правило, более 3-х наиболее типичных сигналов: синус, прямоугольник, треугольник/пила). Такой прибор просто необходим в практике радиолюбителя для настройки различных радиолюбительских схем – усилителей, цифровых устройств, фильтров и так далее.
Пила. Ну это… не идеально, но сойдет.
Треугольник. Нормально.
Материал является пояснением и дополнением к статье:
Получаем синусоиду от инвертора
Как получить чистую синусоиду 220 вольт от автомобильного аккумулятора, чтобы запитать бытовые и специальные электроприборы. Применяем инвертор и оригинальную схему фильтра.
Хотел бы поблагодарить автора статьи за замечательную реализацию идеи резонансных LC фильтров. Моя ситуация заключалась в следующем: я приобрел небольшой инверторный генератор на 6кВА. Большим его преимуществом стало для меня то, что он весьма легковесный (58кг), соответственно, его не нужно устанавливать стационарно на улице или в отдельном помещении. Можно выкатывать на улицу и закатывать обратно в гараж по мере необходимости. Также он обеспечивает стабильное напряжение и частоту. Недостаток был один и весьма существенный - на выходе генератора не синусоида, а модифицированный меандр.
Осциллограмма напряжения на выходе генератора
Вашему вниманию подборка материалов:
Практика проектирования электронных схем Искусство разработки устройств. Элементная база. Типовые схемы. Примеры готовых устройств. Подробные описания. Онлайн расчет. Возможность задать вопрос авторам
Подобный тип выходного напряжения очень пагубно сказывается на реактивных нагрузках. Блоки питания телевизоров жужжат, трансформаторы, электродвигатели и насосы греются, и вполне вероятен выход их из строя. Сигнал содержит большое количество высокочастотных составляющих.
Решения проблемы было два: первое мне не подходило по определению. Это приобретение генератора с чистой синусоидой на выходе. Во-первых, потому что такие генераторы требуют уличной стационарной установки, либо установки в специальном помещении, которого у меня нет. Во, вторых, они тяжелы. Устанавливать на улице я не очень хотел, потому что зимняя эксплуатация сразу доставит много проблем, учитывая то, что это аварийное питание и включается нечасто. В-третьих, они дороже минимум в 2.5 раза, чем мой. Второе решение заключалось в поиске схемы, которая уберет высокочастотные составляющие из спектра тока и, в идеале, приблизит подаваемый на вход сигнал к чистой синусоиде 50 Гц.
После изучения всех вариантов я остановился на описанном в статье решении на базе силовых резонансных фильтров. Автор статьи любезно отвечал мне на все возникавшие вопросы и благодаря ему я быстро смог продвинуться в создании своего собственного фильтра. Рассчитывал я его на ток 18А. С запасом, чтобы предотвратить насыщение сердечника на больших токах - до 16А. Параллельный контур я оставил как в статье - на 10А. Там большие токи не проходят.
Медь для обмотки я нашел достаточно быстро. Конденсаторы тоже. Сразу на 100мкФ - пусковые. Определенные проблемы возникли только с поиском трансформаторного железа. Но и это было преодолено, и я приступил к сборке.
Настраивал я контуры не последовательно, а параллельно. Мне так было удобнее. В нагрузку включал также лампу накаливания. После намотки первого дросселя (10А) - для параллельного фильтра, я замерил индуктивность катушки без прокладки. Прибор показал 120мГн. Чему я был очень рад. Дальше я начал настраивать контур в резонанс, увеличивая толщину прокладки.
Второй контур с дросселем на 18А я также настраивал в резонанс на параллельном включении. Тут уже катушка без прокладки показала мне 420мГн.
В результате тонкой настройки я получил на выходе обоих контуров вот такой сигнал (порядка 20В действующего). Спираль лампы накаливания была еле красноватой:
Выход параллельного LC фильтра. 20В/деление.
Это минимальное напряжение, которое мне удалось получить на фильтре.
Затем я собрал схему уже как положено. На стенде.
Трансформаторные пластины были стянуты, залиты. Дроссели были стянуты диэлектрическими бандажами и помещены в корпус.
На вход фильтра я подал напряжение сети 220В. С нагрузкой в виде лампы накаливания 100Вт на выходе получилось падение 13В. Это составило 207В.
Самое приятное меня ожидало впереди. Я подал напряжение с генератора на фильтр и получил на выходе: о чудо! Только первую гармонику! Сигнал с фильтра опередил по качеству сигнал с трансформаторной подстанции.
Выход с резонансного LC - фильтра. 100В/деление.
Под нагрузкой я получил некоторое весьма незначительное искажение синусоиды по верхнему фронту, но график все равно остался лучше, чем с подстанции. Также получил падение напряжения, которое зависит от нагрузки. Но в среднем рабочем режиме я имею порядка 205В. Меня и мои домашние приборы это вполне устроило. Но тем, кто будет собирать эти фильтры после меня, могу порекомендовать: делайте все возможное, чтобы сократить количество витков на дросселях и наматывайте их проводом максимально возможного сечения. Это уменьшит падение напряжения под нагрузкой!
Сегодня я все же провел небольшой апгрейд. На дроссель параллельного фильтра намотал еще около 25 витков изолированным проводом и сделал вольтодобавку. Вот по этой схеме:
Схема фильтра с вольтодобавочным трансформатором
Получил +8 Вольт к напряжению источника. Теперь на холостом ходу при входном напряжении 222В у меня не 212, как раньше, а 230В.
Осциллограмма с выхода фильтра с вольтодобавочным трансформатором. На входе - генератор. Частота по входу - 50.0Гц +/- 0.3Гц. 100В/деление.
Ребята! Было бы очень круто если бы Вы пояснили. Хочу тоже сделать, но на ток 6 ампер (1200W). Для двухтактного дросселя какое значение индуктивности? (для каждой обмотки, которые потом соединены последовательно). Кондеры по 100 мкф? Второй дроссель (однотактный) какой индуктивности? Читать ответ.
Здравствуйте! Опишите пожалуйста подробнее процесс настройки (как и на сколько меняются значения напряжения). У меня при расчетном зазоре напряжение на дросселе равно сетевому напряжению. При уменьшении зазора напряжение начинает занижаться относительно входного. Читать ответ.
Реактивный ток через конденсатор, по моему, не должен его греть, все, по моему, зависит от материала конденсатора и максимально возможного тока через него -- на 50гц и 300в и 100мкф максимальный ток составит около 10а это при прямом включении в сеть и нагрузку (он греться не должен), но в резонансе сопротивление LC контура ничтожно и ток превышает рабочий -- тут вот при 16 А Читать ответ.
Совершенно верно, что параллельный контур на резонансе имеет очень большое сопротивление току - это верно равноценно обрыву цепи, Вопрос: так может быть его вообще убрать (с последовательным все понятно -максимальный ток в резонансе и превращение меандра в синусоиду)? Читать ответ.
Уважаемый автор, можно ли вместо двух дросселей, используемых в резонансном фильтре, использовать один ЛАТР подходящей мощности с движком, установленным посредине? Заранее благодарен за любой ответ. Читать ответ.
Отписываюсь по итогам сборки, наладки и испытания фильтра. Фильтр собран подобный вашему, только у вас Г-образный, а у меня Т-образный. Но главное отличие в том, что в вашем фильтре параллельный колебательный контур настроен на частоту 50 Гц, что совершенно недопустимо, т.к. при таком режиме он имеет минимальное сопротивление, равное активному сопротивлению катушки — а это пра Читать ответ.
Всё очень красиво смотрится, особенно синусоида на выходе фильтра. Только вызывает сомнение, что неполярные конденсаторы (изображённые на фото) будут достаточно долго работать на токах порядка 15А. На взгляд умудрённого опытом электрика маловат их габарит и сечение выводов. Подобный фильтр я изготовлю, только на рабочий ток 1А (для циркуляционного насоса и лампочки аварий Читать ответ.
А автор статьи не думал делать такие фильтры на заказа? У провайдеров есть довольно таки существенный спрос на такие вещи. Мы бы вот купили себе тоже такой фильтр именно для того что бы во время отключения электроэнергии на генераторе висеть без проблем. Реально не могли бы такой один фильтр собрать за деньги на заказ? Думаю после нас еще подтянутся провайдеры. Читать ответ.
Бесперебойник своими руками. ИБП, UPS сделать самому. Синус, синусоида.
Как сделать бесперебойник самому? Чисто синусоидальное напряжение на выходе, при.
Опыт повторения, сборки, наладки резонансного фильтра для получения си.
Расчет, сборка и наладка фильтра высших гармоник для получения мощного синусоида.
Изготовление дросселя, катушки индуктивности своими руками, самому, са.
Расчет и изготовление катушки индуктивности, дросселя. Типовые электронные схемы.
устройство для резервного, аварийного, запасного питания котла, циркул.
У меня установлен газовый отопительный турбо котел, требующий электропитания. Кр.
Силовой импульсный преобразователь, источник синуса, синусоиды, синусо.
Принцип работы, самостоятельное изготовление и наладка импульсного силового прео.
Читайте также: