Мультивибратор

Добавлю в калькуляторную ветку, может кому пригодится.

При конструировании системы с ШИМ, нужно применить генератор пилообразного напряжения с известными параметрами - верхняя, нижняя граница пилы и частота осцилляции.

Поэтому приходится решить задачу - либо по значениям напряжений и частоты определить номиналы деталей, либо наоборот - по номиналам деталей получить параметры пилообразного сигнала.

Сделал это дважды вручную - задолбался и сделал калькулятор. Кому нужно - пользуйтесь.

Руди, проверь, "якщо буде час та натхнення" (если будет время и вдохновение).

Ух, Игорь, это очень плохая схема, рассчитать ее тяжело. Ну отчего ты так любишь диод в обратной связи? Чем пила лучше треугольника? На быстрых переходах всем только плохо.

По пунктам
1. Если это компаратор типа LM339 или LM393 то нужна подтяжка в плюс.
2. Параметры генерируемого напряжения (максимум и минимум пилы) зависят от параметров выхода компаратора (опера) - на сколько он недотягивает до положительного и отрицательного питаний.
3. Время разряда конденсатора через диод определяется выходным током опера и зависит от его типа. Это небольшая поправка, но есть.
4. Напряжение на емкости нелинейно - экспонента.
5. Выходое напряжение берется с конденсатора - нагрузка будет влиять на параметры генератора.

В общем для мелких поделок это конечно пойдет, но лучше делать аккуратнее. Чуть позже выложу схему.

А почему я в xls не вижу твоих формул? Ты специально что-то сделал или я не врубился (никогда в экселе не считаю, посему владею плохо)? Сделай их видимыми, без этого трудно проверить.

(может другую ветку открыть для этой темы?)

Руди, для тебя не новость, что я не имею систематического образования в этой области. Разницу между компаратором и операционником узнал от тебя с полгода назад. Поэтому не взыщи, я незнайка, который мало спрашивает, но быстро учится.

Поэтому, как ученик с преподавателем, отвечу по пунктам.

Ух, Игорь, это очень плохая схема, рассчитать ее тяжело. Ну отчего ты так любишь диод в обратной связи? Чем пила лучше треугольника?...Чуть позже выложу схему.Rudy, 12 Окт. 09, 11:20

Ты предлагаешь дать схему, спасибо. Но ты уже выкладывал, и не одну, а я не умею считать в них уровни верха и низа пилы (или треугольника), а в слепую не нравится. Хочу задавать параметры работы моей схемы, а не измерять что получилось. Поэтому я и вцепился в статейку с такими расчетами и довел их до экселевской расчетной таблицы.

1. Если это компаратор типа LM339 или LM393 то нужна подтяжка в плюс.

Про открытый коллектор на выходе ЛМ393 и ЛМ339 я помню, этот твой урок я усвоил. Разумеется подвешу выход к плюсу. Килоомом.

2. Параметры генерируемого напряжения (максимум и минимум пилы) зависят от параметров выхода компаратора (опера) - на сколько он недотягивает до положительного и отрицательного питаний.

Конечно тебе виднее, но из этой статейки следует, что верх и низ пилы мало зависят от параметров выхода компаратора, а зависят от соотношений трёх резисторов на неинвертирующем входе компаратора. Есть там и рекомендация стремиться к тому, чтобы разделить этими порогами напряжение питания на три равные части, тогда некоторые недотяжки выхода до питания и нуля не повлияют на пороги, а повлияют только на скорость заряда-разряда конденсатора и частоту осцилляции. А это для меня не столь важно.

3. Время разряда конденсатора через диод определяется выходным током опера и зависит от его типа. Это небольшая поправка, но есть.
4. Напряжение на емкости нелинейно - экспонента.

Есть в статейке рекомендация ставить какой-то токоограничительный диод вместо резистора для линеаризации пилы, но надо ли? Настолько ли мы далеко уходходим от линейной части кривой и насколько критична нелинейность, если к примеру, ШИМом стабилизировать давление в кубе?

5. Выходое напряжение берется с конденсатора - нагрузка будет влиять на параметры генератора.

Ну этот урок я уже тоже усвоил. Нагрузкой будет вход такого-же компаратора. Просадит напругу? В крайнем случае добавлю повторитель напряжения на операционнике.

А почему я в xls не вижу твоих формул? Ты специально что-то сделал или я не врубился (никогда в экселе не считаю, посему владею плохо)? Сделай их видимыми, без этого трудно проверить.

Формулы пооткрывал, сделал видимыми, но защиту листа не снял, чтобы случайно вместо формулы не вбить цифру.

Вот такая схема более пригодна для построения узлов.
1. Напряжение - строго линейный треугольник.
2. Треугольное напряжение формируется на выходе опера и нагрузка на него не влияет (если больше 10к)

Она немного сложнее, но с ней гораздо меньше забот. В ней первый компаратор работает в режиме опера с обратной связью - для серии LM393/339 это нормально (особенно если производитель National), но вместо него можно использовать любой опер, причем будет лучше - нагрузка будет меньше влиять.

Что важно - определить сколько первый опер или компаратор недотягивает до плюса и минуса (земли) питания и задать размах пилы так, чтобы она была в этих пределах. Размах пилы (то бишь треугольника) строго определяется соотношением резисторов R6 и R5 (Максимальный перепад напряжения на выходе второго компаратора (примерно питание)* R5/R6). Стандартно недотяжка до питаний примерно 1В, поэтому, при питании от 5В разумно выбрать размах пилы 3В, что и сделано в этой схеме. Можно немного смещать пилу смешая напряжение в делителе средней точки R1,R4, но только если очень нужно.

Период пилы тоже определяется строго - ток заряда емкости - пол питания/R7,изменение напряжения на емкости равно размаху пилы, это происходит дважды за период -> Период=4*РазмахПилы/Uпитания*С1*R7, в этой схеме-0.24 сек.

Второй файл - осциллограмма напряжений.

Т.е. в этой схеме пила - от 1В до 4В, тогда можно использовать управляющее напряжение 0-5В, при этом в начале и конце шкалы выход сравнилки всегда будет в нуле или 1 соответственно, что и нужно.

Но тут стоит учесть, что компараторы данного типа нормально работают при напряжениях от 0 до, примерно, напряжения питания минус 1.5В. Пооэтому, если для сравнения используются они, стоит немного снизить размах пилы и сместить ее поближе к земле.

Руди, что-то подсказывает мне, что используя эти же методы можно и для твоих схем сделать калькуляторы.

Игорь, у меня есть книжка автор Коломбет. Посвящена именно таймеру 555. Если интересно и актуально, могу скопировать. Там расписано от устройства и принципа действия, расчетов элементов до способа включения, для той или иной задачи.

Спасибо, Фома. С 555-м я уже разобрался, даже калькулятор использую для разных вариантов. Просто таймер занимает 8-ногий корпус, а используя схему, для которой я сделал калькулятор, можно в таком корпусе разместить полный ШИМ - генератор пилы и компаратор.

Игорь, так я такие и пользую. Чаще даже посложнее, когда хочется точности.

Фома, 555 дает тоже не пилу, а экспоненту и выход - тоже с емкости (не будет держать нагрузку). Там можно устроить несколько наворотов, но смысла большого нет. Лучше сделать один хороший генератор пилы (то бишь треугольника) и использовать его для нескольких каналов ШИМ.  

Игорь, у меня есть книжка автор Коломбет. Посвящена именно таймеру 555. Если интересно и актуально, могу скопировать. Там расписано от устройства и принципа действия, расчетов элементов до способа включения, для той или иной задачи.
Фома, 12 Окт. 09, 15:03

Считаю, что было бы полезно для многих...
Попробуй скинуть в нашу библиотеку.

По моему 555 не пилу выдаёт а прямоугольник.
http://www.williamson-labs.com/480_555.htm

Он выдает и то и другое, но нам нужен формирователь ШИМа, для этого нужна именно пила. А с ней у него не здорово, она экспоненциальная, да и скважность 2(1/2, как считать) с него напрямую не получить.

Он выдает и то и другое, но нам нужен формирователь ШИМа, для этого нужна именно пила. А с ней у него не здорово, она экспоненциальная, да и скважность 2(1/2, как считать) с него напрямую не получить.
Rudy, 13 Окт. 09, 15:23

Почему? Я генератор пилы на нем не делал, а прямоугольных импульсов без вопросов. Причем регулируемый по частоте и скважности.

Фома, эта схема неудобна как формирователь ШИМа. Попробуй получить на ней скважность 1/2 (длительности импульса и паузы равны). А для ШИМа нужен формирователь скважности 0..100% с линейной регулировкой напряжением и постоянной частотой.

А для ШИМа нужен формирователь скважности 0..100% с линейной регулировкой напряжением и постоянной частотой. Rudy, 14 Окт. 09, 00:38

Это один из способов. Но есть и другой. Нужен генератор треугольника с любой скважностью - не имеет значения какую часть периода займёт подъем напряжения, а какую - спуск. Важно, чтобы низ и верх пилы всегда был на одном уровне.

Эту пилу подаём на один вход компаратора, а сигнал от датчика - на другой.
На выходе компаратора получим прямоугольные импульсы ШИМ, ширина которых будет соответствовать уровню сигнала с датчика.

Попробуй получить на ней скважность 1/2 (длительности импульса и паузы равны)Rudy, 14 Окт. 09, 00:38

Какие с этим могут быть проблемы? Получить на 555-м таймере скважность 2 можно так.

Схема построения ШИМ на 555 тоже проста. Нужен только внешний тактовый генератор. Ширина импульса будет равна времени зарядки конденсатора до напряжения, равного напряжению сигнала.

Почитал, все смешалось в доме Облонских!.  Из-за деревьев леса не видно.

кто хочет почитать про таймер 555 - загляните сюда.
самым подробнейшим образом все разжовано.
http://forum.cxem.net/index.php?showtopic=34397&hl=
с подробнейшим обсуждением каждой схемы

Почитал, все смешалось в доме Облонских!...Zapal, 14 Окт. 09, 13:47

Это точно.

...Какие с этим могут быть проблемы? Получить на 555-м таймере скважность 2 можно так.Игорь, 14 Окт. 09, 11:02

Можно. Но, обрати внимание, заряд емкости идет через 72.13к, а разряд -  через 72.13к параллельно 30.54к. Т.е. постоянные времени заряда различны для заряда и разряда - и это принципиально для этого таймера. Поэтому, чтобы получить скважность 1/2 идут на хитрость - меняют то напряжение (конечное), до которого перезаряжается емкость - тогда времена заряда и разряда можно сделать равными. Но это уже грубые игры - сразу возникает ошибка - ведь уровни внутреннего делителя неизвестны и имеют довольно большой разброс. Поэтому так обычно не делают.

Схема построения ШИМ на 555 тоже проста. Нужен только внешний тактовый генератор. Ширина импульса будет равна времени зарядки конденсатора до напряжения, равного напряжению сигнала.Игорь, 14 Окт. 09, 11:02

Ну тут ты не получишь 100% значения ШИМ за счет импульса сброса, заряд экспоненциален, да и при малых управляющих напряжениях возникнут проблемы.

Наиболее правильный аналоговый способ формирования ШИМ сигнала - компарирование треугольника с уровнем. Можно придумать еще миллион способов формирования ШИМ, но зачем, если простая схема дает хороший результат?

Может кому пригодится. Вроде протрезвился...
Там, где нужна генерация, я давно использую, в самых разных поделках, прекрасный ШИМ-контроллер UC384x.
Мультивибратор собрать - проще нельзя.

Давеча переделал управление клапаном в схеме Игоря (где на 561 ла7) на этот ШИМ-контроллер.Примерно так:

Левая по схеме оптопара подключает дополнительный конденсатор к частотозадающему - частота падает вдвое.
При открывании стоповой - 5 вольт опорного напряжения подаются на токовый вход (3 нога)и затыкают выход.По нему же регулируется скважность выходных импульсов - по мере заряда конденсатора при достижении на нем 1в ключ закрывается.Можно еще неиспользуемый вход усилителя ошибки для чего-нибудь задействовать...
По первой ноге тоже можно тормозить.
Игорь, уточни в схеме распиновку lm324, а то у начинающих могут быть неудачи...(типа ноги перепутать)