Резонансный фильтр, преобразователь меандр — синус, синусоида. Отзыв, опыт изготовления
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.
Теперь у меня спокойно работают от генератора через фильтр: холодильники, насосы (глубинный и циркуляционные), газовый котел, трансформаторы и прочее, чувствительное к синусоиде, оборудование. И самое главное — я нашел на самом деле реальное практическое решение для преобразования меандра в синусоиду. В единственном, на просторах Интернет, месте. Да, и еще я получил очень хороший экономический эффект. Выражаю еще раз благодарность команде hw4.ru и автору статьи!
К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.
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.
Повышающие переменное, постоянное напряжение бестрансформаторные преоб.
Повышение напряжения без трансформатора. Умножители. Рассчитать онлайн. Преобраз.
Как из меандра сделать синусоиду
- />1 марта
- Тема:Работа сайта и сервера
- От:makc
- />1 марта
- Тема:Работа сайта и сервера
- От:makc
—>
Другие известные форумы и сайты по электронике
все что посвящено электронике и общению специалистов. реклама других ресурсов.
- Магазины
- Форумы и конференции
- Производители
- Информационные ресурсы
- Поисковики
- FTP-серверы
- />8 февраля
- Тема:Куда пропал доступ к www.ti.com
- От:jcxz
- />8 февраля
- Тема:Куда пропал доступ к www.ti.com
- От:jcxz
—>
В помощь начинающему
вопросы начального уровня
Модераторы раздела VAI 
aosp SergM fill vetal KRS Alexandr des00 Uladzimir Rst7 iosifk ViKo Herz l1l1l1 Tanya Сергей Борщ Omen_13 Vasily_ Егоров Walrus
- ARM, 32bit
- MCS51, AVR, PIC, STM8, 8bit
- Программирование
- Схемотехника
- Интерфейсы
- />6 часов назад
- Тема:Калибровка датчика тока на эффекте Холла
- От:Vasil_Riabko
- />6 часов назад
- Тема:Калибровка датчика тока на эффекте Холла
- От:Vasil_Riabko
—>
International Forum
This is a special forum for English spoken people, read it first.
- />25 февраля
- От:HardEgor
- />25 февраля
- От:HardEgor
—>
Образование в области электроники
все что касается образования, процесса обучения, студентам, преподавателям.
Модераторы раздела des00
- />11 часов назад
- Тема:Курсы на тему СВЧ-электроники
- От:Vasil_Riabko
- />11 часов назад
- Тема:Курсы на тему СВЧ-электроники
- От:Vasil_Riabko
—>
Обучающие видео-материалы и обмен опытом
Обсуждение вопросов создания видео-материалов
Модераторы раздела iosifk
- />17 февраля
- Тема:Dilduino
- От:k155la3
- />17 февраля
- Тема:Dilduino
- От:k155la3
Cистемный уровень проектирования
-
Последнее сообщение
—>
Вопросы системного уровня проектирования
Применение MATLAB, Simulink, CoCentric, SPW, SystemC ESL, SoC
Модераторы раздела Rst7
- />Четверг в 10:11
- Тема:Снова о z-преобразовании
- От:_sda
- />Четверг в 10:11
- Тема:Снова о z-преобразовании
- От:_sda
—>
Математика и Физика
Модераторы раздела Rst7
- />7 марта
- Тема:Предикат или квантор?
- От:ch_19
- />7 марта
- Тема:Предикат или квантор?
- От:ch_19
—>
Операционные системы
Linux, Win, DOS, QNX, uCOS, eCOS, RTEMS и другие
Модераторы раздела Rst7
- Программирование
- Linux
- uC/OS-II
- scmRTOS
- FreeRTOS
- Android
- />Вторник в 20:21
- Тема:Установка Windows XP на современный ПК 2020 года
- От:Zoltrix
- />Вторник в 20:21
- Тема:Установка Windows XP на современный ПК 2020 года
- От:Zoltrix
—>
Документация
оформление документации и все что с ней связано
Модераторы раздела Rst7
- />19 часов назад
- Тема:Как делают документацию для микроконтроллеров их…
- От:Yra
- />19 часов назад
- Тема:Как делают документацию для микроконтроллеров их…
- От:Yra
—>
Системы CAD/CAM/CAE/PLM
обсуждение САПР AutoCAD, Компас, SolidWorks и др.
- />5 февраля
- Тема:Ошибка установки Solidworks
- От:baumanets
- />5 февраля
- Тема:Ошибка установки Solidworks
- От:baumanets
—>
Разработка цифровых, аналоговых, аналого-цифровых ИС
Модераторы раздела Rst7
- />Суббота в 17:12
- Тема:Reference designs
- От:nikitaborodenkov
- />Суббота в 17:12
- Тема:Reference designs
- От:nikitaborodenkov
—>
Электробезопасность и ЭМС
Обсуждение вопросов электробезопасности и целостности сигналов
Модераторы раздела Rst7
- ЭМС
- Электробезопасность
- />3 марта
- Тема:Типовые схемы защиты от микросекундных помех
- От:HardEgor
- />3 марта
- Тема:Типовые схемы защиты от микросекундных помех
- От:HardEgor
—>
Управление проектами
Управление жизненным циклом проектов, системы контроля версий и т.п.
Модераторы раздела Rst7
- />30 октября, 2022
- Тема:Как тестировать разработанную электронику и встр…
- От:KBH
- />30 октября, 2022
- Тема:Как тестировать разработанную электронику и встр…
- От:KBH
—>
Нейронные сети и машинное обучение (NN/ML)
Форум для обсуждения вопросов машинного обучения и нейронных сетей
Модераторы раздела Rst7
- />4 марта
- Тема:Модуль на VHDL кусочно-линейной (семь участков) …
- От:Мур
- />4 марта
- Тема:Модуль на VHDL кусочно-линейной (семь участков) …
- От:Мур
Программируемая логика ПЛИС (FPGA,CPLD, PLD)
-
Последнее сообщение
—>
Среды разработки — обсуждаем САПРы
Quartus, MAX, Foundation, ISE, DXP, ActiveHDL и прочие.
возможности, удобства.
Модераторы раздела vetal />des00 />
- />19 часов назад
- Тема:Gowin EDA — релизы и общие вопросы
- От:Zversky
- />19 часов назад
- Тема:Gowin EDA — релизы и общие вопросы
- От:Zversky
—>
Работаем с ПЛИС, области применения, выбор
на чем сделать? почему не работает? кто подскажет?
Модераторы раздела vetal />des00 />
- />Суббота в 21:45
- Тема:PLD Altera EPMxxxx+генератор 100МГц: как организ…
- От:tegumay
- />Суббота в 21:45
- Тема:PLD Altera EPMxxxx+генератор 100МГц: как организ…
- От:tegumay
—>
Языки проектирования на ПЛИС (FPGA)
Verilog, VHDL, AHDL, SystemC, SystemVerilog и др.
Модераторы раздела aosp vetal des00
- />2 часа назад
- Тема:Verilog, переменные в индексах массивов
- От:Jackov
- />2 часа назад
- Тема:Verilog, переменные в индексах массивов
- От:Jackov
—>
Системы на ПЛИС — System on a Programmable Chip (SoPC)
разработка встраиваемых процессоров и периферии для ПЛИС
Модераторы раздела vetal des00 Omen_13
- />11 часов назад
- Тема:Плата zcu102. Проблема "pcie link is down"
- От:Lom
- />11 часов назад
- Тема:Плата zcu102. Проблема "pcie link is down"
- От:Lom
Цифровая обработка сигналов — ЦОС (DSP)
-
Последнее сообщение
—>
Сигнальные процессоры и их программирование — DSP
Обсуждение различных сигнальных (DSP) процессоров, возможностей, совместимости и связанных с этим тем.
Модераторы раздела des00
- />Четверг в 17:09
- Тема:SAU510USB Iso-Plus
- От:Alex11
- />Четверг в 17:09
- Тема:SAU510USB Iso-Plus
- От:Alex11
—>
Алгоритмы ЦОС (DSP)
Обсуждение вопросов разработки и применения (программирования) алгоритмов цифровой обработки сигналов.
Модераторы раздела des00
- />Суббота в 18:47
- Тема:организация семплирования
- От:thermit
- />Суббота в 18:47
- Тема:организация семплирования
- От:thermit
Микроконтроллеры (MCU)
-
Последнее сообщение
—>
Cредства разработки для МК
FAQ, How-to, тонкости работы со средствами разработки
Модераторы раздела haker_fox
- IAR
- Keil
- GNU/OpenSource средства разработки
- />18 часов назад
- Тема:Not a genuine ST Device! Abort connection
- От:zheka
- />18 часов назад
- Тема:Not a genuine ST Device! Abort connection
- От:zheka
—>
Модераторы раздела haker_fox
- STM
- NXP
- Microchip (Atmel)
- TI, Allwinner, GigaDevice, Nordic, Espressif и другие
- />1 час назад
- Тема:Allwinner V3s BareMetal -попытки
- От:Ozelot
- />1 час назад
- Тема:Allwinner V3s BareMetal -попытки
- От:Ozelot
—>
RISC-V
Микроконтроллеры на базе ядер RISC-V, RISC-X
Модераторы раздела haker_fox
- />2 марта
- Тема:Тайминги интерфейсов CH569/CH565
- От:makc
- />2 марта
- Тема:Тайминги интерфейсов CH569/CH565
- От:makc
—>
Модераторы раздела haker_fox
- />28 февраля
- Тема:DS1302 не тикает
- От:borodach
- />28 февраля
- Тема:DS1302 не тикает
- От:borodach
—>
MSP430
Модераторы раздела VAI />haker_fox />
- />5 часов назад
- Тема:Реверс прошивки MSP430F67791A
- От:Aries
- />5 часов назад
- Тема:Реверс прошивки MSP430F67791A
- От:Aries
—>
Все остальные микроконтроллеры
и все что с ними связано
Модераторы раздела haker_fox
- PIC
- MCS51
- PowerQUICC
- HC(S)08
- AVR32
- STM8
- MIPS
- />10 часов назад
- Тема:Чем считать прошивку upsd3212cv-24u6 от ST?
- От:tiretrak
- />10 часов назад
- Тема:Чем считать прошивку upsd3212cv-24u6 от ST?
- От:tiretrak
—>
Отладочные платы
Вопросы, связанные с отладочными платами на базе МК: заказ, сборка, запуск
Модераторы раздела haker_fox
- Arduino
- Raspberry Pi
- Rainbow
- Siberia
- EVMxxxx
- />11 часов назад
- Тема:China-Link, Вариант отладчика из Китая
- От:Akakiy
- />11 часов назад
- Тема:China-Link, Вариант отладчика из Китая
- От:Akakiy
Печатные платы (PCB)
-
Последнее сообщение
—>
Разрабатываем ПП в САПР — PCB development
FAQ, вопросы проектирования в ORCAD, PCAD, Protel, Allegro, Spectra, DXP, SDD, WG и др.
Модераторы раздела SergM />fill />
- Библиотеки компонентов
- Altium Designer, DXP, Protel
- P-CAD 200x howto
- Эремекс, Delta Design
- Cadence
- Примеры
- Zuken CADSTAR
- Siemens EDA — Xpedition, PADS (ex. Mentor)
- Бесплатные САПР: KiCAD, EasyEDA, EAGLE и др.
- />11 часов назад
- Тема:Автоматизация действий в Xpedition/PADS и редакт…
- От:uzzzer
- />11 часов назад
- Тема:Автоматизация действий в Xpedition/PADS и редакт…
- От:uzzzer
—>
Работаем с трассировкой
тонкости PCB дизайна, от Spectra и далее.
Модераторы раздела fill
- />17 февраля
- Тема:Как правильно перевести скоростную дифф. пару с …
- От:DSIoffe
- />17 февраля
- Тема:Как правильно перевести скоростную дифф. пару с …
- От:DSIoffe
—>
Изготовление ПП — PCB manufacturing
Фирмы, занимающиеся изготовлением, качество, цены, сроки
Модераторы раздела fill
- ПСБ Технолоджи
- ТеПро
- PS-Electro
- Резонит
- PCB Professional
- Абрис
- ОАО "НИЦЭВТ"
- ООО "М-Плата"
- в домашних условиях
- />Пятница в 07:43
- Тема:Новости Резонита
- От:anton.pushkov
- />Пятница в 07:43
- Тема:Новости Резонита
- От:anton.pushkov
Сборка РЭУ
-
Последнее сообщение
—>
Пайка и монтаж
вопросы сборки ПП, готовых изделий, а также устранения производственных дефектов
- />13 часов назад
- Тема:Sn64 Ag1 Bi35 как RoHS нормально паяет?
- От:iiv
- />13 часов назад
- Тема:Sn64 Ag1 Bi35 как RoHS нормально паяет?
- От:iiv
—>
Корпуса
обсуждаем какие есть копруса, где делать и прочее
- />28 февраля
- Тема:Моделирование силы продавливания платы
- От:destroit
- />28 февраля
- Тема:Моделирование силы продавливания платы
- От:destroit
—>
Вопросы надежности и испытаний
расчеты, методики, подбор компонентов
- />Пятница в 09:15
- Тема:Поверка контрольно-измерительного оборудования
- От:borodach
- />Пятница в 09:15
- Тема:Поверка контрольно-измерительного оборудования
- От:borodach
Аналоговая и цифровая техника, прикладная электроника
-
Последнее сообщение
—>
Вопросы аналоговой техники
разработка аналоговых схем, моделирование схем в SPICE, расчёты и анализ, выбор элементной базы
Модераторы раздела Alexandr ViKo Tanya Егоров
- />9 часов назад
- Тема:Измерительный 16-24 разрядный АЦП российского пр…
- От:nbn
- />9 часов назад
- Тема:Измерительный 16-24 разрядный АЦП российского пр…
- От:nbn
—>
Цифровые схемы, высокоскоростные ЦС
High Speed Digital Design
- />21 февраля
- Тема:Влияние положительных и отрицательных выбросов (…
- От:Plain
- />21 февраля
- Тема:Влияние положительных и отрицательных выбросов (…
- От:Plain
—>
RF & Microwave Design
wireless технологии и не только
Модераторы раздела l1l1l1
- />Суббота в 21:36
- Тема:Вопросы по HFSS
- От:nicaraguanec
- />Суббота в 21:36
- Тема:Вопросы по HFSS
- От:nicaraguanec
—>
Метрология, датчики, измерительная техника
Все что связано с измерениями: измерительные приборы (осциллографы, анализаторы спектра и пр.), датчики, обработка результатов измерений, калибровка, технологии измерений и др.
Модераторы раздела ViKo />Tanya />
- />Вторник в 10:19
- Тема:Неблокирующее чтение из R&S ZNB? Кто-нибудь знае…
- От:khach
- />Вторник в 10:19
- Тема:Неблокирующее чтение из R&S ZNB? Кто-нибудь знае…
- От:khach
—>
АВТО электроника
особенности электроники любых транспортных средств: автомашин и мотоциклов, поездов, судов и самолетов, космических кораблей и летающих тарелок.
Модераторы раздела Vasily_
- />4 марта
- Тема:Провод для автомобильного компрессора
- От:byRAM
- />4 марта
- Тема:Провод для автомобильного компрессора
- От:byRAM
—>
Умный дом
- />26 февраля
- Тема:Как контролировать большое количество реле с пом…
- От:mitya1698
- />26 февраля
- Тема:Как контролировать большое количество реле с пом…
- От:mitya1698
—>
3D печать
3D принтеры, наборы, аксессуары, ПО
- />21 декабря, 2022
- Тема:slicer для 3d принтера
- От:Variant99
- />21 декабря, 2022
- Тема:slicer для 3d принтера
- От:Variant99
—>
Робототехника
Модели, классификация, решения, научные исследования, варианты применения
- />31 марта, 2022
- Тема:Подключение дисплея 3.2inch 320×240 Touch LCD (А…
- От:Aaronli
- />31 марта, 2022
- Тема:Подключение дисплея 3.2inch 320×240 Touch LCD (А…
- От:Aaronli
—>
Ремонт и отладка
обсуждение вопросов ремонта и отладки различных устройств и готовых изделий
Модераторы раздела Herz
- />5 марта
- Тема:Ремонт оссцилографа Hantek dso5102p — проблема с…
- От:Zversky
- />5 марта
- Тема:Ремонт оссцилографа Hantek dso5102p — проблема с…
- От:Zversky
Силовая электроника — Power Electronics
-
Последнее сообщение
—>
Силовая Преобразовательная Техника
Источники питания электронной аппаратуры, импульсные и линейные регуляторы. Топологии AC-DC, DC-DC преобразователей (Forward, Flyback, Buck, Boost, Push-Pull, SEPIC, Cuk, Full-Bridge, Half-Bridge). Драйвера ключевых элементов, динамика, алгоритмы управления, защита. Синхронное выпрямление, коррекция коэффициента мощности (PFC)
Модераторы раздела Herz />Егоров />
- />Четверг в 23:24
- Тема:Помогите рассчитать тор
- От:Yuri7751
- />Четверг в 23:24
- Тема:Помогите рассчитать тор
- От:Yuri7751
—>
Обратная Связь, Стабилизация, Регулирование, Компенсация
Организация обратных связей в цепях регулирования, выбор топологии, обеспечение стабильности, схемотехника, расчёт
Модераторы раздела Herz />Егоров />
- />17 сентября, 2022
- Тема:Ограничение скорости нарастания сигнала ШИМ на д…
- От:Alex-lab
- />17 сентября, 2022
- Тема:Ограничение скорости нарастания сигнала ШИМ на д…
- От:Alex-lab
—>
Первичные и Вторичные Химические Источники Питания
Li-ion, Li-pol, литиевые, Ni-MH, Ni-Cd, свинцово-кислотные аккумуляторы. Солевые, щелочные (алкалиновые), литиевые первичные элементы. Применение, зарядные устройства, методы и алгоритмы заряда, условия эксплуатации. Системы бесперебойного и резервного питания
Модераторы раздела Herz />Егоров />
- />18 января
- Тема:Температура Li-ion аккумуляторов
- От:maksimdag0
- />18 января
- Тема:Температура Li-ion аккумуляторов
- От:maksimdag0
—>
Высоковольтные Устройства — High-Voltage
Высоковольтные выпрямители, умножители напряжения, делители напряжения, высоковольтная развязка, изоляция, электрическая прочность. Высоковольтная наносекундная импульсная техника
Модераторы раздела Herz
- />7 февраля
- Тема:Маломощный трансформатор 220В -> 6000
- От:sanya221
- />7 февраля
- Тема:Маломощный трансформатор 220В -> 6000
- От:sanya221
—>
Электрические машины, Электропривод и Управление
Электропривод постоянного тока, асинхронный электропривод, шаговый электропривод, сервопривод. Синхронные, асинхронные, вентильные электродвигатели, генераторы
Модераторы раздела Herz
- />17 февраля
- Тема:ABB DCS550-S02-0680-05 F508
- От:Oleg_Gordzei
- />17 февраля
- Тема:ABB DCS550-S02-0680-05 F508
- От:Oleg_Gordzei
—>
Индукционный Нагрев — Induction Heating
Технологии, теория и практика индукционного нагрева
Модераторы раздела Herz
- />10 января
- Тема:Тиристорный инвертор
- От:Слесарь
- />10 января
- Тема:Тиристорный инвертор
- От:Слесарь
—>
Системы Охлаждения, Тепловой Расчет – Cooling Systems
Охлаждение компонентов, систем, корпусов, расчёт параметров охладителей
Модераторы раздела Herz
- />23 февраля
- Тема:Тепловой расчет для КТ827А
- От:Valery-m
- />23 февраля
- Тема:Тепловой расчет для КТ827А
- От:Valery-m
—>
Моделирование и Анализ Силовых Устройств – Power Supply Simulation
Моделирование силовых устройств в популярных САПР, самостоятельных симуляторах и специализированных программах. Анализ устойчивости источников питания, непрерывные модели устройств, модели компонентов
Модераторы раздела Herz />Егоров />
- />8 февраля
- Тема:Micro-Cap
- От:Lnd
- />8 февраля
- Тема:Micro-Cap
- От:Lnd
—>
Компоненты Силовой Электроники — Parts for Power Supply Design
Силовые полупроводниковые приборы (MOSFET, BJT, IGBT, SCR, GTO, диоды). Силовые трансформаторы, дроссели, фильтры (проектирование, экранирование, изготовление), конденсаторы, разъемы, электромеханические изделия, датчики, микросхемы для ИП. Электротехнические и изоляционные материалы.
Модераторы раздела Herz />Егоров />
- />29 минут назад
- Тема:есть ли Российские драйверы двигателей?
- От:xabbal
- />29 минут назад
- Тема:есть ли Российские драйверы двигателей?
- От:xabbal
Интерфейсы
-
Последнее сообщение
—>
Форумы по интерфейсам
все интерфейсы здесь
- ISDN/G.703/E1
- ISA/PCI/PCI-X/PCI Express
- Wireless/Optic
- RS232/LPT/USB/PCMCIA/FireWire
- Fast Ethernet/Gigabit Ethernet/FibreChannel
- Интерфейсы для "интеллектуального дома"
- от ТТЛ до LVDS здесь
- IDE/ATA/SATA/SAS/SCSI/CF
- Аудио/Видео интерфейсы
- Сотовая связь и ее приложения
- FAQ по XPort/WiPort
- Controller Area Network (CAN)
- />Среда в 10:15
- Тема:SIM800 RTC установить и узнать время
- От:jcxz
- />Среда в 10:15
- Тема:SIM800 RTC установить и узнать время
- От:jcxz
Поставщики компонентов для электроники
-
Последнее сообщение
—>
Поставщики всего остального
от транзисторов до проводов
- />27 февраля
- Тема:Shenzhen BLS electronics
- От:Миша Чжу
- />27 февраля
- Тема:Shenzhen BLS electronics
- От:Миша Чжу
—>
Компоненты
Закачка тех. документации, обмен опытом, прочие вопросы.
- Тех. документация
- Микросхемы
- Транзисторы
- Диоды
- Резисторы
- Средства индикации
- />Вторник в 17:50
- Тема:Документация Hi3516EV300
- От:MaxBMSTU
- />Вторник в 17:50
- Тема:Документация Hi3516EV300
- От:MaxBMSTU
Майнеры криптовалют и их разработка, BitCoin, LightCoin, Dash, Zcash, Эфир
-
Последнее сообщение
—>
Обсуждение Майнеров, их поставки и производства
наблюдается очень большой спрос на данные устройства.
- />16 июля, 2021
- Тема:Материнские платы для майнинга
- От:Doka
- />16 июля, 2021
- Тема:Материнские платы для майнинга
- От:Doka
Дополнительные разделы — Additional sections
-
Последнее сообщение
—>
Встречи и поздравления
Предложения встретиться, поздравления участников форума и обсуждение мест и поводов для встреч.
Модераторы раздела VAI aosp SergM vetal KRS Alexandr des00 Uladzimir Rst7 iosifk ViKo Herz l1l1l1 Tanya Сергей Борщ Omen_13 Vasily_ Егоров Walrus
- />5 марта
- Тема:TIMTOS 2023: кто-то собирается?
- От:Ruslan1
- />5 марта
- Тема:TIMTOS 2023: кто-то собирается?
- От:Ruslan1
—>
Ищу работу
ищу работу, выполню заказ, нужны клиенты — все это сюда
Модераторы раздела VAI aosp SergM vetal KRS Alexandr des00 Uladzimir Rst7 iosifk ViKo Herz l1l1l1 Tanya Сергей Борщ Omen_13 Vasily_ Егоров Walrus
- />Четверг в 08:43
- Тема:Группа инженеров разработает почти любую электро…
- От:iBredihin
- />Четверг в 08:43
- Тема:Группа инженеров разработает почти любую электро…
- От:iBredihin
—>
Предлагаю работу
нужен постоянный работник, разовое предложение, совместные проекты, кто возьмется за работу, нужно сделать.
Модераторы раздела VAI aosp SergM vetal KRS Alexandr des00 Uladzimir Rst7 iosifk ViKo Herz l1l1l1 Tanya Сергей Борщ Omen_13 Vasily_ Егоров Walrus
- />8 часов назад
- Тема:Ищу программиста STM32, CH32V307 на удаленную ра…
- От:x893
- />8 часов назад
- Тема:Ищу программиста STM32, CH32V307 на удаленную ра…
- От:x893
—>
Куплю
микросхему; устройство; то, что предложишь ты 🙂
Модераторы раздела VAI aosp SergM vetal KRS Alexandr des00 Uladzimir Rst7 iosifk ViKo Herz l1l1l1 Tanya Сергей Борщ Omen_13 Vasily_ Егоров Walrus
- />Пятница в 21:05
- Тема:Куплю ЖКИ от Tektronix TDS 2022 KCS057QV1AJ-G39
- От:Zversky
- />Пятница в 21:05
- Тема:Куплю ЖКИ от Tektronix TDS 2022 KCS057QV1AJ-G39
- От:Zversky
—>
Продам
есть что продать за деньги, пиво, даром ?
Реклама товаров и сайтов также здесь.
Модераторы раздела VAI aosp SergM vetal KRS Alexandr des00 Uladzimir Rst7 iosifk ViKo Herz l1l1l1 Tanya Сергей Борщ Omen_13 Vasily_ Егоров Walrus
- />9 часов назад
- Тема:Продам MOSFETs STB43N65M5 1000 шт.
- От:TAutomatic
- />9 часов назад
- Тема:Продам MOSFETs STB43N65M5 1000 шт.
- От:TAutomatic
—>
Объявления пользователей
Тренинги, семинары, анонсы и прочие события
Модераторы раздела VAI aosp SergM vetal KRS Alexandr des00 Uladzimir Rst7 iosifk ViKo Herz l1l1l1 Tanya Сергей Борщ Omen_13 Vasily_ Егоров Walrus
- />Четверг в 11:38
- Тема:Макро Групп – поставщик твердотельных СВЧ-усилит…
- От:МакроГрупп
- />Четверг в 11:38
- Тема:Макро Групп – поставщик твердотельных СВЧ-усилит…
- От:МакроГрупп
—>
Общение заказчиков и потребителей электронных разработок
Обсуждение проектов, исполнителей и конкурсов
Модераторы раздела VAI aosp SergM vetal KRS Alexandr des00 Uladzimir Rst7 haker_fox iosifk ViKo Herz l1l1l1 Tanya Сергей Борщ Omen_13 Vasily_ Егоров Walrus
- />18 декабря, 2022
- Тема:Как купить если ты не юрлицо?
- От:Dejmos
- />18 декабря, 2022
- Тема:Как купить если ты не юрлицо?
- От:Dejmos
Как из меандра сделать синусоиду
Меандр в синусоиду
VadimKHL: Хочу сделать преобразователь напряжения 12/220в. Есть покупной, но у него на выходе модифицированная синусоида. Это не подходит. Как можно на выходе пика меандр преобразовать в синусоиду?
Alex1983: Из меандра можно получить только синусоидальный ток но не напряжение выделив первую гармонику за счет применения LC фильтров высших гармоник, но это приводит к снижению КПД. Самый лучьший способ это применение ШИМ для формирования напряжения. Я хотел бы вас попросить нарисовать схему силовой части этого преобразователя так как мне интересно как вы планируете синусоидальный сигнал 12В преобразовать в 220. Здесь обсуждалась подобная тема но для 3-х фаз, просто принцип работы одинаковый.«http://www.pic.borda.ru/?1-14-0-00000022-000-0-0-1231153815»
VadimKHL: Схема простая, т.к имеется два источника 12в (точнее один 24в аккумулятор). http://s59.radikal.ru/i164/0901/8b/e4086e0f06f2.jpg Просто я не дружу с LC фильтрами поэтому и спрашиваю.
Dmitry Dubrovenko: VadimKHL, а Вам так уж необходима синусойда? Сейчас ведь большинство БП — импульсные, а для них, даже в переменное преобразовывать необязательно.
VadimKHL: Этот преобразователь для котла отопления, а в нём стоит асинхронный двигатель,так что нужна синусоида.
Ewgen: Ого,а на долго в таком случае хватит аккумулятора ?
igor: Хватит надолго. Котёл, газовый, работает от сети. А преобразователь нужен, для случая пропадания сетевого напряжения. Мне тоже такую прибамбасину сделать нужно. Недавно, около часа электричества не было и котёл, естественно погас. А был бы бесперебойник, небыло бы проблем.
Alex1983: Прошу прощения VadimKHL я не понял как в представленной вами силовой схеме вы делаете сунусоидальный сигнал? Тут простите будет не синусойда а каратыш на каратыше. Я не зря спросил именно про силовую часть так как это чут ли не самое главное во всей вашей задаче.
VadimKHL: Не какого кз здесь не будет. Полусинусоиды смещены на 90 градусов. Вот: http://i003.radikal.ru/0901/52/84f31453c4e2.jpg Вот схемка для однополярного напряжения: http://i002.radikal.ru/0901/6d/fe41b878626c.jpg А вот как изменить меандр с выходов пика в синусоиду, я хочу поинтересоваться у вас. Есть большие минусы, плохое кпд, высокие теплопотери. Что если сделать сам преобразователь импульсный (оставить эту меандру на входе), а в синусоиду преобразовать уже на выходе трансформатора? Такое возможно?
Alex1983: Двойное преобразование это не рационально, тем более в высоковольных цепях. Я так понимаю вы хотите этим преобразователм крутить эл. двигатель, если да то напишите что за тип двигателя используется? Так как я не пойму почему вас не устраивает ШИМ метод формирования сигнала. Однофазный ШИМ преобразователь будет проще реализовать чем двойное преобразование которое вы предлагаите. Да и к тому же 50гц меандр трансформатором будет видоизменен почти до неузноваимости. С очень заваленными фронтами.
Алексей: Между прочим в промышленных упсах применяется именно ШИМ, т.к. с ним гораздо проще получить синусоиду. Так же можно попробовать получить синусоиду при помощи ЦАП, но в любом случае на выходе нужно ставить фильтры. А из меандра Вы сможете получить только что то очень отдаленно напоминающее синусоиду.
RW1ZK: Можно получить синусоиду применив фазовращатель. Для начала нужно повернуть площадку на 90 градусов, после чего диодным ограничителем срезать пики сигнала и полученное отфильтровать ФНЧ.
Alex1983: Самое главное что синусоидальный сигнал управления молучить можно хоть синусоидальный хоть какой, вопрос остается с силовой частью так как конечьно если нагрузка будет 50 Ват то это еще терпимо, но я понимаю что речь идет о кВатах в этом случае выходные транзисторы должны работать только в ключевом режиме а тоесть с применение ШИМ. Все другие варианты будут приводить к тому что тепловая мощьность выделяемая на колекторе транзистора будес соизмерима с мощьностью в нагрузке. Тоесть надо привентить рельсу к силовому транзистору для теплоотвода и то это не сильно поможет.
RW1ZK: Alex1983 пишет: если нагрузка будет 50 Ват то это еще терпимо, но я понимаю что речь идет о кВатах в этом случае выходные транзисторы должны работать только в ключевом режиме И в линейном. См. ниже. Alex1983 пишет: надо привентить рельсу к силовому транзистору для теплоотвода и то это не сильно поможет. Применять мощные транзисторы.
igor: Да откуда там киловатты? Мощность циркуляционного насоса — 40 ВТ Мощность вентилятора(если он есть) — 50ВТ Плата управления — потребляет мизер. VadimKHL, какой у Вас котёл?
miv: Посмотри: http://radiokot.ru/circuit/power/converter/19/
Viktor_VK: Не примите за рекламу, но "Авалон Резерв-250" очень хорош. Испытан на всех типах котлов. Диапазон вход.напряжений от 130 до 300V (если Вам нужен ИБП для котла + нормализатор). Такой прибор стоит 1400 грн. Есть Авалон Синус 500 (нормализатор с двойным преобразованием) цена 1050грн. http://www.stroimdom.com.ua/forum/archive/index.php/t-11659.html Вот нашел в инете, набрал в поисковике "Бесперебойник для котла" и много еще чего. Задача как стоит — обязательно самому собрать или подойдет и покупной. Котлы очень чувствительны к форме синусоиды. Стоит ли заморачиваться?
VadimKHL: Думаю стоит собрать самому, т.к. 1000 грн. не маленькие деньги. Стабилизатор уже есть. Котёл у меня Рысь. Igor прав, не каких там киловатт не будет, мощность по паспорту 130 ватт (двигатель 85ватт). Т.е преобразователь ватт на 150 надо. У котла уже стоит МК для принудительного его выключения (подключен к внешнему датчику котла), то есть хочется использовать МК в преобразователе.
igor: На завтра, курс 10гр.=35,89руб. 1400×35,89:10 =5024руб. Плюс почтовые расходы. Да я воробья, в поле, лопатой загоняю. Да что у меня, руки отсохли, что ли?
VadimKHL: Да, с темой я промахнулся. Надо было назвать преобразователь 12/220. Хорошую схемку нарыл MIV. Спасибо. Давайте попробуем её модернизировать с наклоном на PIC. 1 что приходит в голову, выбросить DA2 TL494. Вместо неё использовать аппаратный или программный ШИМ пика. Стабилизацию можно вообще не делать, или делать с использованием АЦП или компаратора. Идём дальше. DD1 К561ЛЕ5 и DD2 К561ТМ2 пока оставляем (меандр в синус) или можно попробовать схемку RW1ZK. Вам тоже спасибо. Интересная схемка. Только к ней надо будет добавить инвертор. Надо попробовать и то и другое, посмотреть где лучше качество. Увеличение мощности я думаю не составит труда. Это пока оставим. Разбираюсь что делают DA3 и DA4 .
VadimKHL: Извиняюсь, ошибочка. Меандр в синусоиду выполняет схема на DA1. А вот DD1 К561ЛЕ5 и DD2 К561ТМ2 я так понимаю нам не к чему.
VadimKHL: Собрал схему вот этот кусок схемы: http://i063.radikal.ru/0901/02/2721bddcf115.jpg Подал показанную меандру, на выходе нет синусойды. Где то неисправность. В точке 2 такая картина: http://s61.radikal.ru/i171/0901/b4/0cac75f6eb7a.jpg Получается что DD1 К561ЛЕ5 и DD2 К561ТМ2 надо ставить обязательно. Кто нибудь может попробовать собрать этот кусок схемы и посмотреть на результат? Думаю у меня операционики дохлые (поставил 2 LM393N).
Алексей: В общем то именно это и должно быть в точке 2. R20 R21 по сути это ЦАП. DD1 К561ЛЕ5 и DD2 К561ТМ2 Ставить обязательно, ведь это и есть генератор, который вырабатывает эти самые ступеньки. Микросхема DA1 фильтрует эти самые ступеньки и Превращает входной сигнал в что то более менее похожее на синус. Нижние два операционника видимо дают какой то сигнал, и вобщем то думаю не нужны. Это лучше всего посмотреть в описании или по полной схеме. Хотя возможно они сдвигают этот самый синус на 180 градусов для формирования отрицательного полупериода синуса.
VadimKHL: Алексей вот ссылка на полную схему с описанием: http://radiokot.ru/circuit/power/converter/19/
igor: Доходчиво рассказано о работе TL494http://gauss2k.narod.ru/jab/ims02.htm Здесь началоhttp://gauss2k.narod.ru/jab/ims01.htm
kaligraf: VadimKHL пишет: вот ссылка на полную схему с описанием: http://radiokot.ru/circuit/power/converter/19/ Посмотрел на схему силовой части — выглядит вполне работоспособной. Не хватает только диодов на выходах силовых ключей(параллельно КМОП транзисторам). А управление всей этой схемой вполне можно на МК сделать. Если управляющая часть уже собрана , то посмотреть осцилом форму импульсов и повторить то-же самое на МК.
igor: Тоже самое повторять не надо. Надо стремится к большему количеству ступенек. Чем больше ступенек, тем плавнее будет синусоида.
Алексей: igor пишет: Надо стремится к большему количеству ступенек Во-во, и в результате придем к ШИМу, потому что получить синусоиду допустим таким способом нужны ступеньки разной длительности. Когда напряжение нарастает от нуля тут будут самые крутые ступеньки, а значит минимальная длительность импульса, по мере приближения к пику длительность будет все больше, потом обратный процесс. Иначе получим не синус, а треугольник. Скорее всего лучше всего будет взять внешний ЦАП и управлять им с контроллера по необходимому закону, а выходной сигнал подавать в точку 2 по первому урезанному рисунку. Стоп. тут какой то изврат на радиокоте, там же на выходе ТЛ494 по моему и есть шим, который управляет выходными драйверами ХИП, если так то не стоит извращаться подать на эти самые драйвера тот же ШИМ с контроллера и все. Зачем десять раз преобразовывать? Если можно сразу сформировать то, что нужно. Если я не прав, поправьте.
igor: Правильно. эта микросхема и есть ШИМ преобразователь.
Алексей: Выходные транзисторы работают в ключевом режиме, а дросселя с трансформатором этот шим сглаживают, вопрос только в том, какое значение частоты шима выбрать. Если транзисторы использовать в линейном режиме это чревато, через них пойдет очень большой ток даже с небольшой нагрузкой. если прикинуть на нагрузке в 60 Ватт, в ней потечет ток около 0,25 А. С учетом коэффициента трансформации около 18 через транзисторы пойдет ток в 4,5 А. Это без учета КПД трансформатора и потерь, причем округлено все в меньшую сторону. Думаю если точнее посчитать получится никак не меньше 5 А(правда надо сказать что напряжение при расчете мощности порубится пополам, т.к. открыты в любой момент сразу два транзистора). А теперь прикиньте кому охота выделяемую мощность на ключевых транзисторах работающих в линейном режиме. Думаю тепловыделение будет бешенным.
VadimKHL: Я правильно вас понял, что не нужно ставить не каких TL494 и всего остального, нужен только PIC, 2 ЦАП и подключаем это к драйверам HIP? Какой сигнал с ЦАП в этом случае должен быть сформирован?
VadimKHL: Зачем вообще нужен ЦАП не пойму?
VadimKHL: Посмотрел как работает усилитель класса D, в голову пришёл такой вариант. PIC выдаёт синусоиду разложенную на ШИМ, вот такую: http://s60.radikal.ru/i167/0901/0e/749eb0252a96.jpg Этот сигнал сразу подаём на драйвера HIP. Такой вариант возможен?
Алексей: VadimKHL пишет: Какой сигнал с ЦАП в этом случае должен быть сформирован Не нужно никакого ЦАП в этом случае. внимательней прочитайте прдыдущие посты. На драйвера подаем сразу сигнал ШИМ с контроллера.VadimKHL пишет: Этот сигнал сразу подаём на драйвера HIP. Такой вариант возможен? Именно об этом я и говорил. Обратите внимание на то, что там два сигнала ШИМ, одинаковые, но сдвинутые по фазе относительно друг друга. Это очень важно, т.к. в течение оддного полупериода должны работать одни 2 транзистора, пропуская ток через обмотку транса в одну сторону, а в течение другого, другая пара транзисторов, пропуская ток через обмотку транса в другом направлении.
VadimKHL: А какую частоту ШИМа лучше выбрать для этого преобразования и как рассчитать выходной фильтр? (Хочу попробовать написать программу для вывода синусоиды в ШИМ, подключить фильтр и посмотреть что получается).
Alex1983: По поводу частоты то тут из практического опыта совет чем больше будет частота тем больше вы будете приближаться к синусоидальному сигналу. Но и сильно завышать не стоит в пределах от 5-8 кГц для начала опробуйте. Еще для упрощения задачи можно использовать табличные значения времени. Просто рассчитываете, делаете таблицу и используете в качестве задания для допустим TMR1 таймера. Я так и сделал. программа получается не большая и в принципе работоспособная. «Алексей» Прав у вас на рисунке используется двух полярный ШИМ это не очень хороший способ формирования сигнала так как в связи с непредвиденными ситуациями один из транзисторов может просто и банально не закрыться что и приведет к выходу из строя всей силовой части а может и всего преобразователя. Выход более менее рабочий это ШИМ однополярный. Еще вот какой вопрос по поводу защиты это не мало важно обдумайте и его тоже. Я Использовал трансформаторы тока на выходе с инвертора. более менее хорошая и чувствительная защита. От каратыша может быть и не спасет просто не успеет в силу инерционности а вот к примеру если насос у ваз заклинит, может и выручит.
VadimKHL: А что насчёт фильтра? Как его рассчитать?
Alex1983: VadimKHL по поводу сглаживающих фильтров, опробуйте схему просто без них для ваших подребностей они скорее всего и не пригодятся. В качестве силовых ключей предлогаю использовать IRFZ44V они сразу идут с обратным диодом в нутри. Силовую схему предлогаю вот какую http://slil.ru/26561454 первичьная обмотка намотана встречно друг другу, этим вы упростите и удешивите схему, единственное это немного выростет размер трансформатора. Хотя за счет того что у вас акамулятор на 24В соответственно и число обмоток будет меньше.
VadimKHL: Спасибо за схемку. Но хочется пока посмотреть что выходит с ПИКА, сам вид синусоиды, чтоб если что поправить её, а без фильтра не как. Частота ШИМа 5000 Гц. Какой нужно поставить фильтр что бы сгладить ШИМ на этой частоте и посмотреть на форму синусоиды?
VadimKHL: И ещё, Alex1983, к вашей схеме нужно ставить драйвера (допустим те же HIP)?
Alex1983: да небудет там никакой синусойды будет просто ШИМ сигнал по синусоидалному закону если конечьно вы будете расчитывать его по этому закону. Вы определитесь тогда как вы хотите этот сигнал формировать вообще, каким модулем в пике вы хотите это реализовать а то как то получается что даже этого в принципе вы так и не озвучили.
Генератор синусоидального сигнала на мосту Вина
В радиолюбительской практике часто возникает необходимости использовать генератор синусоидальных колебаний. Применения ему можно найти самые разнообразные. Рассмотрим как создать генератор синусоидального сигнала на мосту Вина со стабильной амплитудой и частотой.
В статье описывается разработка схемы генератора синусоидального сигнала. Сгенерировать нужную частоту можно и программно: Программа Audacity как простой генератор звука и шума
Наиболее удобным, с точки зрения сборки и наладки, вариантом генератора синусоидального сигнала является генератор, построенный на мосту Вина, на современном Операционном Усилителе (ОУ).
Мост Вина
Сам по себе мост Вина является полосовым фильтром, состоящим из двух RC фильтров. Он выделяет центральную частоту и подавляет остальные частоты.
Мост придумал, Макс Вин еще в 1891 году. На принципиальной схеме, сам мост Вина обычно изображается следующим образом:
Картинка позаимствована у Википедии
Мост Вина обладает отношением выходного напряжения ко входному b=1/3 . Это важный момент, потому что этот коэффициент определяет условия стабильной генерации. Но об этом чуть позже
Как рассчитать частоту
На мосту Вина часто строят автогенераторы и измерители индуктивности. Чтобы не усложнять себе жизнь обычно используют R1=R2=R и C1=C2=C. Благодаря этому можно упростить формулу. Основная частота моста рассчитывается из соотношения:
Практически любой фильтр можно рассматривать как делитель напряжения, зависящий от частоты. Поэтому при выборе номиналов резистора и конденсатора желательно, чтобы на резонансной частоте комплексное сопротивление конденсатора (Z), было равно, или хотя бы одного порядка с сопротивлением резистора.
Zc=1/ωC=1/2πνC
где ω (омега) — циклическая частота, ν (ню) — линейная частота, ω=2πν
Мост Вина и операционный усилитель
Сам по себе мост Вина не является генератором сигнала. Для возникновения генерации его следует разместить в цепи положительной обратной связи операционного усилителя. Такой автогенератор можно построить и на транзисторе. Но использование ОУ явно упростит жизнь и даст лучшие характеристики.
Коэффициент усиления на троечку
Мост Вина имеет коэффициент пропускания b=1/3. Поэтому условием генерации является то, что ОУ должен обеспечивать коэффициент усиления равный трем. В таком случает произведение коэффициентов пропускания моста Вина и усиления ОУ даст 1. И будет происходить стабильная генерация заданной частоты.
Если бы мир был идеальным, то задав резисторами в цепи отрицательной обратной связи, нужный коэфф усиления, мы бы получили готовый генератор.
Это неинвертирующий усилитель и его коэффициент усиления определяется соотношением: K=1+R2/R1
Но увы, мир не идеален.… На практике оказывается, что для запуска генерации необходимо, чтобы в самый начальный момент коэфф. усиления был немного больше 3-х, а далее для стабильной генерации он поддерживался равным 3.
Если коэффициент усиления будет меньше 3, то генератор заглохнет, если больше — то сигнал, достигнув напряжения питания, начнет искажаться, и наступит насыщение.
При насыщении, на выходе будет поддерживаться напряжение, близкое к одному из напряжений питания. И будут происходить случайные хаотичные переключения между напряжениями питания.
Поэтому, строя генератор на мосте Вина, прибегают к использованию нелинейного элемента в цепи отрицательной обратной связи, регулирующего коэффициент усиления. В таком случае генератор будет сам себя уравновешивать и поддерживать генерацию на одинаковом уровне.
Стабилизация амплитуды на лампе накаливания
В самом классическом варианте генератора на мосте Вина на ОУ, применяется миниатюрная низковольтная лампа накаливания, которая устанавливается вместо резистора.
При включении такого генератора, в первый момент, спираль лампы холодная и ее сопротивление мало. Это способствует запуску генератора (K>3). Затем, по мере нагрева, сопротивление спирали увеличивается, а коэффициент усиления снижается, пока не дойдет до равновесия (K=3).
Цепь положительной обратной связи, в которую был помещен мост Вина, остается без изменений. Общая принципиальная схема генератора выглядит следующим образом:
Элементы положительной обратной связи ОУ определяют частоту генерации. А элементы отрицательной обратной связи — усиление.
Идея использования лампочки, в качестве управляющего элемента очень интересна и используется по сей день. Но у лампочки, увы, есть ряд недостатков:
- требуется подбор лампочки и токоограничивающего резистора R*.
- при регулярном использовании генератора, срок жизни лампочки обычно ограничивается несколькими месяцами
- управляющие свойства лампочки зависят от температуры в комнате.
Другим интересным вариантом является применение терморезистора с прямым подогревом. По сути, идея та же, только вместо спирали лампочки используется терморезистор. Проблема в том, что его нужно для начала найти и опять таки подобрать его и токоограничиващие резисторы.
Стабилизация амплитуды на светодиодах
Эффективным методом стабилизации амплитуды выходного напряжения генератора синусоидальных сигналов является применение в цепи отрицательной обратной связи ОУ светодиодов (VD1 и VD2).
Основной коэффициент усиления задается резисторами R3 и R4. Остальные же элементы (R5, R6 и светодиоды) регулируют коэффициент усиления в небольшом диапазоне, поддерживая генерацию стабильной. Резистором R5 можно регулировать величину выходного напряжения в интервале примерное 5-10 вольт.
В дополнительной цепи ОС желательно использовать низкоомные резисторы (R5 и R6). Это позволит пропускать значительный ток (до 5мА) через светодиоды и они будут находиться в оптимальном режиме. Даже будут немного светиться 🙂
На показанной выше схеме, элементы моста Вина рассчитаны для генерации на частоте 400 Гц, однако они могут быть легко пересчитаны для любой другой частоты по формулам, представленным в начале статьи.
Качество генерации и применяемых элементов
Важно, чтобы операционный усилитель мог обеспечить необходимый для генерации ток и обладал достаточной полосой пропускания по частоте. Использование в качестве ОУ народных TL062 и TL072 дало очень печальные результаты на частоте генерации 100кГц. Форму сигнала было трудно назвать синусоидальной, скорее это был треугольный сигнал. Использование TDA 2320 дало еще более худший результат.
А вот NE5532 показа себя с отличной стороны, выдав на выходе сигнал очень похожий на синусоидальный. LM833 так же справилась с задачей на отлично. Так что именно NE5532 и LM833 рекомендуются к использованию как доступные и распространенные качественные ОУ. Хотя с понижением частоты гораздо лучше себя будут чувствовать и остальные ОУ.
Точность частоты генерации напрямую зависит от точности элементов частотозависимой цепи. И в данном случае важно не только соответствие номинала элемента надписи на нем. Более точные детали имеют лучшую стабильность величин при изменении температуры.
В авторском варианте были применены резистор типа С2-13 ±0.5% и слюдяные конденсаторы точностью ±2%. Применение резисторов указанного типа обусловлено малой зависимостью их сопротивления от температуры. Слюдяные конденсаторы так же мало зависят от температуры и имеют низкий ТКЕ.
Минусы светодиодов
На светодиодах стоит остановиться отдельно. Их использование в схеме синус генератора вызвано величиной падения напряжения, которое обычно лежит в интервале 1.2-1.5 вольта. Это позволяет получать достаточно высокое значение выходного напряжения.
После реализации схемы, на макетной плате, выяснилось, что из-за разброса параметров светодиодов, фронты синусоиды на выходе генератора не симметричны. Это немного заметно даже на приведенной выше фотографии. Помимо этого присутствовали небольшие искажения формы генерируемого синуса, вызванные недостаточной скоростью работы светодиодов для частоты генерации 100 кГц.
Диоды 4148 вместо светодиодов
Светодиоды были заменены на всеми любимые диоды 4148. Это доступные быстродействующие сигнальные диоды со скоростью переключения менее 4 нс. Схема при этом осталась полноценно работоспособной, от описанных выше проблем не осталось и следа, а синусоида приобрела идеальный вид.
На следующей схеме элементы моста вина рассчитаны на частоту генерации 100 кГц. Так же переменный резистор R5 был заменен на постоянные, но об этом позже.
В отличие от светодиодов, падение напряжения на p-n переходе обычных диодов составляет 0.6÷0.7 В, поэтому величина выходного напряжения генератора составила около 2.5 В. Для увеличения выходного напряжения возможно включение нескольких диодов последовательно, вместо одного, например вот так:
Однако увеличение количества нелинейных элементов сделает генератор более зависимым от внешней температуры. По этой причине было решено отказаться от такого подхода и использовать по одному диоду.
Замена переменного резистора постоянными
Теперь о подстроечном резисторе. Изначально в качестве резистора R5 был применен многооборотный подстроечный резистор на 470 Ом. Он позволял точно регулировать величину выходного напряжения.
Использование переменного резистора в подобных цепях нежелательно по двум основным причинам:
- ненадежность подвижного контакта
- наличие у многооборотных подстроечных резисторов паразитной индуктивности, которая может отрицательно сказаться на качестве выходного сигнала
При построении любого генератора крайне желательно наличие осциллографа. Переменный резистор R5 напрямую влияет на генерацию — как на амлитуду так и на стабильность.
Для представленной схемы генерация стабильна лишь в небольшом интервале сопротивлений этого резистора. Если соотношение сопротивлений больше требуемого — начинается клиппинг, т.е. синусоида будет подрезаться сверху и снизу. Если меньше — форма синусоиды начинает искажаться, а при дальнейшем уменьшении генерация глохнет.
Так же это зависит от используемого напряжения питания. Описываемая схема исходно была собрана на ОУ LM833 с питанием ±9В. Затем, без изменения схемы, ОУ были заменены на AD8616, а напряжение питания на ±2,5В (максимум для этих ОУ). В итоге такой замены синусоида на выходе подрезалась. Подбор резисторов дал значения 210 и 165 ом, вместо 150 и 330 соответственно.
Как подобрать резисторы «на глаз»
В принципе можно оставить и подстроечный резистор. Все зависит от требуемой точности и генерируемой частоты синусоидального сигнала.
Для самостоятельного подбора следует, в первую очередь, установить подстроечный резистор номиналом 200-500 Ом. Подав выходной сигнал генератора на осциллограф и вращая подстроечный резистор дойти до момента когда начнется ограничение.
Затем понижая амплитуду найти положение, в котором форма синусоиды будет наилучшей.Теперь можно выпаять подстроечник, замерить получившиеся величины сопротивлений и впаять максимально близкие значения.
Если вам требуется генератор синусоидального сигнала звуковой частоты, то можно обойтись и без осциллографа. Для этого, опять таки, лучше дойти до момента когда сигнал, на слух, начнет искажаться из-за подрезания, а затем убавить амплитуду. Убавлять следует до тех пор пока искажения не пропадут, а затем еще немного. Это необходимо т.к. на слух не всегда можно уловить искажения и в 10%.
Дополнительное усиление
Генератор синуса был собран на сдвоенном ОУ, и половина микросхемы осталась висеть в воздухе. Поэтому логично задействовать ее под регулируемый усилитель напряжения. Это позволило перенести переменный резистор из дополнительной цепи ОС генератора в каскад усилителя напряжения для регулировки выходного напряжения.
Применение дополнительного усилительного каскада гарантирует лучшее согласование выхода генератора с нагрузкой. Он был построен по классической схеме неинвертирующего усилителя.
Указанные номиналы позволяют изменять коэффициент усиления от 2 до 5. При необходимости номиналы можно пересчитать под требуемую задачу. Коэффициент усиления каскада задается соотношением:
Резистор R1 представляет из себя сумму последовательно включенных переменного и постоянного резисторов. Постоянный резистор нужен, чтобы при минимальном положении ручки переменного резистора коэффициент усиления не ушел в бесконечность.
Как умощнить выход
Генератор предполагался для работы на низкоомную нагрузку в несколько Ом. Разумеется ни один маломощный ОУ не сможет выдать необходимый ток.
Для умощнения, на выходе генератора разместился повторитель на TDA2030. Все вкусности такого применения этой микросхемы описаны в статье Схема повторителя напряжение на ОУ. Мощный повторитель напряжения на TDA2030.
А вот так собственно выглядит схема всего синусоидального генератора с усилителем напряжения и повторителем на выходе:
Генератор синуса на мосту Вина можно собрать и на самой TDA2030 в качестве ОУ. Все зависит от требуемой точности и выбранной частоты генерации.
Если нет особых требований к качеству генерации и требуемая частота не превышает 80-100 кГц, но при этом предполагается работа на низкоомную нагрузку, то этот вариант вам идеально подойдет.
Заключение
Генератор на мосту Вина — это не единственный способ генерации синусоиды. Если вы нуждаетесь в высокоточной стабилизации частоты то лучше смотреть в сторону генераторов с кварцевым резонатором.
Однако, описанная схема, подойдет для подавляющего большинства случаев, когда требуется получение стабильного, как по частоте так и по амплитуде, синусоидального сигнала.
Генерация это хорошо, а как точно измерить величину переменного напряжения высокой частоты? Для это отлично подходит схема которая называется Активный выпрямитель.
Материал подготовлен исключительно для сайта AudioGeek.ru
Привет! В этом окошке авторы блогов любят мериться крутостью биографий. Мне же будет гораздо приятнее услышать критику статей и блога в комментариях. Обычный человек, который любит музыку, копание в железе, электронике и софте, особенно когда эти вещи пересекаются и составляют целое, отсюда и название — АудиоГик. Материалы этого сайта — личный опыт, который, надеюсь, пригодится и Вам. Приятно, что прочитали 🙂