Что можно сделать на старых транзисторах??

[Alexeyslav]

То есть симулятор должен содержать не только сами элементы схемы, но и ПАРАЗИТНЫЕ элементы.

Симулятор не должен, это при необходимости вносится в схему эти паразитные элементы. Вручную. И это надо знать заранее, симулятор за тебя их не расставит.

За последние лет 5 я по моему ни разу не паял макет до симуляции.

Это говорит лишь о наличии опыта, о чем я и говорю. Но опыт дело наживное, в новых вещах очень часто неожиданный обломчик выходит, если сразу начинаешь с рабочей платы.

А зачем это делать в симуляторе, если есть железный дебаг?

А вот нет железного дебага или он недопустим из-за вносимых задержек на отладку.
Схема с очень сложной обратной связью вне МК... задержки на отладку исказят работу схемы.
В протеусе такую ОС можно задать функционально будь то хоть ядерный реактор, лишь бы модель была известна.

Входные данные с АЦП можно вообще инжектировать без схемы.

Всё можно... но эти подходы годятся только чтобы отладить участки кода, а чтобы убедится что никаких неожиданностей не будет необходимо проверить в максимально рабочих условиях - со всеми реальными задержками на защелкивание в УВХ и временем преобразования АЦП и т.д. иногда это ох как критично.
Особенно на последнем этапе разработки.

[КРАМ]

Симулятор не должен, это при необходимости вносится в схему эти паразитные элементы. Вручную. И это надо знать заранее, симулятор за тебя их не расставит.

Так в этом и состоит познание и цель самостоятельной разработки. Даже для любителя.
Понять КАК РАБОТАЕТ то, что сам нарисовал.

в новых вещах очень часто неожиданный обломчик выходит, если сразу начинаешь с рабочей платы.

Выходит. Если схема напаяна без всякого понимания процессов. А где как не в симуляторе можно эти процессы понять и ДЕТАЛЬНО РАССМОТРЕТЬ.
Как на макете измерить эпюры токов через затвор или разность токов между цепями? Как измерить на живой схеме мгновенную выделяемую мощность?
Что толку со схемы, если она немедленно сгорела, не научив ничему своего создателя?
Что толку со схемы, если совершенно не понимаешь ПРИЧИНЫ ее не работоспособности?

В протеусе такую ОС можно задать функционально будь то хоть ядерный реактор, лишь бы модель была известна.

Вы несколько непоследовательно переключились на ОПЫТНОГО пользователя.
Самое сложно в моделировании, таки да, СОЗДАТЬ АДЕКВАТНУЮ МОДЕЛЬ.
Но начинающий именно это делает плохо и именно это является его целью по сути. И чем "натуральнее" выглядит исходная модель, тем более скрыты от пользователя ОГРАНИЧЕНИЯ этой модели.
Протеус отличается не адекватностью моделей, а СКВОЗНЫМ МОДЕЛИРОВАНИЕМ, создающим ИЛЛЮЗИЮ адекватности.
Зачем моделировать работу семисегментного многоразрядного LED индикатора? Что, разве там куча сложных ОС? Разве из наблюдения за диаграммой не ясно какая будет на нем картинка?
Другая проблема.
А кто Вам сказал, что создание той самой модели сложной внешней ОС или сложного недетерминированного входного сигнала не есть НЕПРЕОДОЛИМАЯ для симуляции сложность. Проблема как раз и состоит в том, что начинающий любитель не осилит создание этой самой внешней модели, а более-менее опытный человек способен абстрагироваться в сечениях схемы и ему нет никакой необходимости вообще создавать единую схему тем более, что инструменты Протеуса никак не помогают выяснить адекватность модели, лишь СКРЫВАЯ эту адекватность.
Еще одно ограничение непреодолимо для любого реального симулятора. Объем потребной памяти для лога процесса и возможности инструментов симулятора СОРТИРОВАТЬ эти данные с целью ПОИСКА собственно цели отладки. Протеус в этом смысле даже ущербнее симуляторов сред разработки самих МК. Там хоть полная трассировка в логгер идет с нуля и до самого останова. Лишь бы хватило памяти операционной системы. Хотя разобраться с этим "добром" и там проблема.
Ну а об ограничениях на выбор моделей МК (включая выбор производителей), ограничениях на модели различных функциональных микросхем - я уже даже и не говорю. Зачастую по самому выбору комплектации видно любителя Протеуса...

Входные данные с АЦП можно вообще инжектировать без схемы.

Всё можно... но эти подходы годятся только чтобы отладить участки кода, а чтобы убедится что никаких неожиданностей не будет необходимо проверить в максимально рабочих условиях - со всеми реальными задержками на защелкивание в УВХ и временем преобразования АЦП и т.д. иногда это ох как критично.
Особенно на последнем этапе разработки.

Не бывает в симуляторе "максимально рабочих условий". Принципиально. Потому что самое сложное - искать ошибки в самой модели глобального алгоритма. И эти ошибки тупо кочуют в эти "максимально рабочие условия", исключая возможность их поиска.
Поэтому самым эффективным способом отладки является именно ЖЕЛЕЗНАЯ отладка с одновременным созданием ее ИНСТРУМЕНТОВ. Там где невозможны остановы или пошаговый режим дебага (сам непрерывный процесс исполнения кода при дебаге НИЧЕМ не отличается от обычной работы МК), там создают логи данных в ОЗУ, во флеше, в уарте, чтобы мониторить процесс. Создают метки на пинах в виде неких диаграмм.
Вот простой пример.
Сейчас я вместе с коллегой воюю с неким багом некоего устройства, который возникает по прошествии НЕСКОЛЬКИХ СУТОК (иногда и недели) после первого старта. Чего и как тут моделировать?
Мы даже не понимаем на каком уровне этот баг рожден. Причина сбоя (как результат) отлично известна (потеря части данных калибровки этого устройства в ЕЕПРОМе). Но в коде нет никаких участков записи в ЕЕПРОМ за исключением режима калибровки. А калибровка столь мудрена в инициализации, что предположить переход на нее из иных участков кода, минуя эту инициализацию, ну никак не поворачивается в голове.
Другой пример.
Было дело. Тот же ранее упоминавшийся деактиватор при его создании выжигал всю цепочку от выходной стойки IGBT, через драйвер и ключ-развязку до пина МК через примерно пару миллисекунд после начала процесса деактивации.
Сама непосредственная причина такой катастрофы была видна - рестарт МК, но ПРИЧИНА этого рестарта совершенно не очевидна. Выяснилось после сжигания четырех МК и восьми IGBT, не считая драйверов, что внешний защитный диод на входе компаратора МК был кремниевым и не обеспечивал своим падением защиту МК от защелкивания при протекании тока от отрицательного источника.
Протеус подобное не моделирует.
И вообще симуляторы не моделируют.
Но для поиска подобного не требуется симуляция и схема после практически не изменяется, что предполагает ВНАЧАЛЕ эту схему сделать, а потом найти в ней баг.

[Alexeyslav]

О чем я и говорю, чтобы воспользоваться симулятором нужно четко представлять что ты получаешь в итоге или цель симуляции. Оптимизация номиналов - вот с чем симулятор справляется лучше всего и для чего предназначен. Найти пределы устойчивости схемы, параметрическая симуляция...
Проблема возникает там где начинающий просто не знает что нужно учитывать, доверяет симулятору. Потом происходит практика и осознание. В итоге правильно пользуются симуляторами только опытные.

Под максимально рабочими условиями я имел в виду наличие реальных обратных связей а не их эмуляции при помощи жестко заданных источников сигнала. Хотя и тут тоже есть предел - не все реальные компоненты имеются в библиотеке. Например двигатель с датчиком для тахометра... Вот как хочешь крутись а регулятор оборотов для такого двигателя с таходатчиком симулировать будет очень трудно не создавая своей модели такого двигателя.

Да и вообще по полным спецификациям на проектируемое устройство и все используемые компоненты, теоретически симулятор не нужен - все можно просчитать на бумаге. Вот только время, ресурсы и необходимая квалификация инженера...

[КРАМ]

О чем я и говорю, чтобы воспользоваться симулятором нужно четко представлять что ты получаешь в итоге или цель симуляции.

Точно так же, как и в железе, Алексей.
Лишь с той разницей, что в железе еще и метрология для начинающего проблематична.
Простая схема в Микрокапе легко моделируется, а если даже есть проблема с узлами по постоянному току, то симулятор прямо об этом скажет.
Понять, что конденсатор и катушка в симуляторе требуют (в некоторых случаях) добавления своих активных потерь несложно. Простые схемы с подобными условностями весьма редки.
Так что в 99% начинающий СНАЧАЛА набрасывает симуляцию аналоговой схемы, а лишь ПОТОМ паяет ее макет. И можно сразу на печатной плате или "слепыше" и сразу в СМД. Заодно навыки пайки приобретет.
По крайней мере, ребята которые приходят к нам в контору, достаточно быстро осваивают эту немудреную технологию. Для этого не нужно никакого высшего образования.

Да и вообще .... теоретически симулятор не нужен - все можно просчитать на бумаге. Вот только время, ресурсы и необходимая квалификация инженера...

Вы не поверите, Алексей... Именно так и считали до появления симуляторов. Иногда не на бумаге, а на компьютере. И не на персональном, а на БЭСМ-6. И не в реальном времени, а сдав колоду перфокарт и получив через день перфорированную портянку с матричного принтера Роботрон...

[Николай_С]

Читаю я ваш спор про симуляторы и практику "в железе", а сам вспоминаю как в автошколе нас учили ездить сначала на симуляторе. Те, у кого дома был руль, научились "ездить" быстро и их допустили до практических занятий на автодроме. И тут выяснилось, что они даже с места тронуться не могут. Дело в том, что педали симулятора не имеют обратной механической связи с компом, поэтому человек не чувствует ногой момент сцепления, а ориентируется по звуку двигателя. При отпускании педали сцепления в настоящей машине, надо чувствовать момент соприкосновения дисков, чтобы в это время добавить газу. С переключением передач тоже проблема - пока синхронизатор не выравнеет обороты шестеренок, рычаг дальше не идет, а на симуляторе всё втыкается сразу. У инструкторов слов не было, когда из КПП раздавался жуткий скрежет. Зато те, кто не стремился научиться ездить на симуляторе, на машине поехали сразу, но там были другие проблемы - забывали включать поворотники, смотреть в зеркала, пристёгиваться.
Т.о. чтобы стать настоящим профи, надо в совершенстве овладеть и симулятором, и макетированием. И там, и там есть свои плюсы и минусы. Зная это, разработчик может выбирать метод отладки с максимальной эффективностью и наименьшими потерями. ИМХО: а вот начинать надо однозначно с макетирования, ибо настоящий разработчик должен чувствовать схему, а это возможно только тогда, когда еще нет необходимых знаний.

[vacvvm]

КРАМ писал(а):

Только на германиевых транзисторах удается получить преобразователь для питания устройств от одного никель-металлгидридного аккумулятора.

http://www.ti.com/product/tps61291
Первый попавшийся.
Давеча заказал с кетаю полсотни 5-рублевых микросхем QX5252F, так они не только заряжают ОДИН никелевый аккумулятор (металлгидридный или кадмиевый - фиолетово) от 2-вольтовой солнечной панели, так еще и преобразуют этот аккумулятор в постоянный ток для ЛИНЕЙКИ из 5 светодиодов.
Из навеса - только маленький дросселек.
Ессно микросхема не германиевая...

Qx5252f сделана по моп-технологии.
На биполярных кремниевых транзисторах действительно не получится.
Кстати, кто знает, на чем сделана повышалка для беспроводной мышки?
Какая-то она фантастически экономичная, от одной батарейки месяцами может работать!

[Querist]

vacvvm
так мощность мизерная вот и работает мышь месяцами, наручный часы касио с блютусом вообще 3 года работают от 1 батарейки

[linuxdude]

Qx5252f сделана по моп-технологии.
На биполярных кремниевых транзисторах действительно не получится.

Получится: по минимуму кремниевые транзисторы запускаются от менее 1 вольта, полно схем на кремнии с питанием от 1 пальчика, от NiMH тоже работают. Примером преобразователя - обычный joule thief! Это преобразователь по типу блокинга, выкачивающий батарейки в ноль (за что и название), он широко применяется самодельщиками для питания белых, синих и т.п. светодиодов от 1 пальчика. КПД не рекордный, но это работает, вопреки громким но неверным заявлениям. И настолько общеизвестная штука, что даже статья в википедии про это есть.

Что до германиевых транзисторов - сколь-нибудь мощные старые германиевые транзисторы были тормозные, поэтому из них делали только линейные стабилизаторы, с огромными радиаторами. У импульсных будет огромный дроссель и такие же конденсаторы для сглаживания того что этот дроссель выдает, что делает схему довольно непрактичной. Кроме того у германия есть плохое для силовой электроники свойство - при нагреве увеличивается ток через транзистор, от чего он греется еще сильнее - схема норовит пойти вразнос и умереть по перегреву. И вообще, температурная стабильность германия - фиговаяя. Что для силовых вещей не очень хорошо. Да и в остальных схемах - половина схемы по сути костыли для стабилизации плывущих параметров. При попытке упростить схему до "современного" состояния предполагающего температурную стабильность кремния - "германиевая" схема будет работать только в тепличных условиях.

Однако в скоростных применениях германий обрел второе дыхание - ну вон SiGe биполяры на какие-то 25ГГц (!!!). Чистый кремний на такую частоту так запросто и не загонишь. И прочая скоростная электроника, вроде даже CMOS процессы на основе SiGe есть. Но конечно все это и близко не в том виде как в старых транзисторах.

Кстати, кто знает, на чем сделана повышалка для беспроводной мышки?
Какая-то она фантастически экономичная, от одной батарейки месяцами может работать!

Низковольтные микромощные CMOS преобразователи (boost). Это готовые чипы, повторить из дискретных компонентов - достаточно сложно. Можете для начала попробовать найти силовые MOSFET с пороговым напряжением ниже 1.2 вольта. Потому что если boost не может хотя-бы открыть свой ключ, остальное подавно не получится. Сейчас в принципе такие полевики бывают, но все-же слегка экзотика и это - на грани. В CMOS схемах встроенный ключ специально оптимизируют, если чип планируется низковольтный. И даже так на грани.

Как пример таких чипов - NCP1400 (и вообще 14xx), torex'ы какие-то, у Ti чипов на все вкусы есть, в т.ч. и такие.

Секретов там на самом деле несколько:
- Низковольтный CMOS (и вообще FET типа ключа) оптимизированный на малое напряжение, и даже так видно что на малых напряжениях или у версий чипов с малым выходным напряжением параметры - на грани, Rds_on на малых напряжениях ощутимо растет, даже так есть проблемы с полным открытием транзисторов. В даташитах видно, если внимательно на параметры смотреть.
- Как я понимаю - версии с приличным выходным напряжением от своего выхода подкачивают свое же питание - после запуска они кормят коммутацию ключа уже этим, улучшая параметры ключа.
- Так или иначе, но чип не молотит полевиком постоянно, когда нагрузка маленькая, вообще целиком пропуская циклы коммутации если напряжение в нагрузке достаточное. Так что не тратится энергия на перезаряд затвора полевика. Без этого трюка повышайки кушают какие-то миллиамперы, так что многих месяцов от батареек не получится. Этот трюк может быть реализова немного по разному и называется по разному. Pulse skip, PFM, пакетный режим, гистерезис, ... детали могут отличаться. Но идея в том что контроллер не просто меняет duty cycle ключа, а иногда вообще целиком прекращает коммутацию и ждет просадки напряжения - остается.

И вот так - повышайки могут сами по себе потреблять уже десятки мкА и вот там уже будут месяцы и годы. Так что если электроника мыша ушла в спячку - повышающий чип тоже ничего не делает, пока на конденсаторах достаточное напряжение.

p.s. однако ж в "работа" некто хочет чтобы ему повторили схемку которая около 10 лет мигает светодиодом от 1 AA. Она как раз с joule thief. На КРЕМНИЕВОМ транзисторе. Но правда он там тоже включается лишь эпизодически, что немного роднит его с упомянутыми. NiMH в такой схеме саморазрядится быстрее чем схема его высадит, кстати. Ну и она не самозапускающаяся - но только потому что логическая микросхема отключающая thief'а от 1.5V не запустится и thief будет выключен. Так что для запуска схемы после смены батарейки автор схемы предлагает коротить 2 точки, включая thief вручную.