Независимая регулировка длительности и паузы импульсов.

[belkinstar@]

А подскажите пожалуйста формулы для расчета R и C ???

[aen]

начитался и совсем запутался... Объясните пожалуйста: возможно ли сделать генератор, где задаешь соотношение длительности импульса и длительности паузы (5-10% импульс) и при последующем изменении частоты данное соотношение сохраняется???

Последний раз редактировалось aen Ср май 20, 2015 13:16:04, всего редактировалось 1 раз.
Причина: Нарушение Правил форума п. 2.2

[pyzhman]

Конечно возможно.

[belkinstar@]

А можете тогда конкретную схему посоветовать? Заранее благодарен.

[belkinstar@]

прошу прощения за просьбу... а может кто поделится "555 timer pro" с кряком...???

[voron_026]

Здравствуйте. Можно ли организовать регулировку скважности выходного сигнала с микросхемы HC4046?
Очень нужна схема с ФАПЧ и регулированием скважности.
Вот схема. Я не пойму за что отвечает резистор обратной связи в цепи делителя 4,7К
и резистор в цепи смещения фазы 47К

Вложения

Безымянный.png

(249.86 KiB) Скачиваний: 1206

[bolek]

Нужна регулировка скважности во всем диапазоне захвата частот или на одной, фиксированной частоте?
Если в диапазоне, то никакая внешняя фиксированная задержка и т.п. не даст требуемого - с изменением частоты будет меняться скважность.
Для поддержания постоянной скважности в диапазоне частот обычно используют аналоговый сигнал с частотозадающего конденсатора. В данном случае это возможно в очень ограниченном диапазоне скважности. См. картинку из "CMOS Phase-Locked-Loop Applications Using the CD54/74HC/HCT4046A and CD54/74HC/HCT7046A" от Texas Instruments

2015-12-06_100257.png

(25.09 KiB) Скачиваний: 1217

[voron_026]

Регулировка нужна во всем диапазоне захвата частот. Подскажите схематично как это реализовать в железе. Если я правильно понимаю, это нужно сделать до входа в микросхему 4046
И можно ли использовать для этой цели схему которую я выкладывал?
Собираю индуктивный нагреватель. На вход ОУ подается сигнал с ТТ с индуктора, который всегда должен быть в резонансе. Для этого использую ФАПЧ. Для раскачки ключей использую пуш-пул. Но для того, чтобы система меньше кушала хочу регулировать скважность. Скважность нужна примерно 30% по расчетам.

Кто что может порекомендовать???
P.S что регулируют потенцометры, о которых я спрашивал выше?

[bolek]

Резисторы, подключенные к выв.12 (22 ком, 47 ком) задают минимальное значение частоты.
4,7 кОм + 330 пФ + IC5 задерживают на некоторое время сигнал генератора (сдвигают фазу).
Потенциально, здесь можно было бы поискать возможность порегулировать скважность. Однако:
- в схеме элементов для реализации этого я не вижу
- поскольку этот сдвиг постоянный, то при изменении частоты генерируемого сигнала будет меняться его скважность.
Возможно, это и не особенно критично, если девиация частоты небольшая, а изменение скважности допустимо в некоторых пределах.

Вообще, 4046 можно использовать только для настройки частоты генератора (использовать только фазовый детектор), а сам генератор с регулируемой скважностью сделать отдельно, например, на той же 555.

P.S. А микросхема 74HC4046 или 74HC4046A? Они несколько отличаются.

[voron_026]

P.S. А микросхема 74HC4046 или 74HC4046A? Они несколько отличаются.

Если честно, то у меня микросхема CD4046BE
Получается, нужно полученный синхронизированный сигнал с 4-ой ножки пустить на модуль управления скважностью, например на простой логике?

[bolek]

Давай уточним термины.
Из букваря:
- скважность импульсного сигнала S - отношение периода сигнала T к длительности импульса t (S = T / t).
- коэффициент заполнения D - величина, обратная скважности (D = t / T = 1 / S).
Отсюда следует:
- скважность в принципе не может быть < 1, при 1 - это постоянный ток;
- коэффициент заполнения в принципе не может быть > 1, при 1 - это постоянный ток;

Так что, когда ты писал "...Скважность нужна примерно 30% по расчетам.", я понял, что ты имел ввиду - длительность импульса t должна составлять 0,3T (T-период) - но это неправильно, на самом деле - это коэффициент заполнения = 30%, а скважность тогда составляет 3,33(3).

Поехали дальше.

полученный синхронизированный сигнал с 4-ой ножки пустить на модуль управления скважностью, например на простой логике?

На простой логике ты сможешь сформировать импульсный сигнал фиксированной длительности t. При изменении частоты сигнала изменится период этого сигнала, поэтому изменится скважность. Например, с помощью логики формируешь импульс фиксированной длительностью 5 мкс, тогда:
- для частоты 100 кГц (период T=10 мкс) скважность S=2, коэффициент заполнения D=0,5
- для частоты 150 кГц (T=6,6(6) мкс) скважность S=1,33, коэффициент заполнения D=0,75
- для частоты 50 кГц (T=20 мкс) скважность S=4, коэффициент заполнения D=0,25
Т.е. уже должно стать понятно, что если меняется частота сигнала, то одновременно автоматически должна меняться длительность импульса чтобы скважность осталась заданной.

Вывод: в общем случае, простым цифровым формирователем длительности импульса ты не сможешь автоматически поддерживать заданную скважность при изменении частоты сигнала.

Далее, снова уточняю:
- каков диапазон изменения резонансной частоты;
- какова требуется точность поддержания заданной скважности.

Если частота меняется в пределах 1-2 % и отклонение скважности допустимо в тех же пределах, то вполне можно обойтись и формирователем импульса фиксированной длительности, т.е. твоим "...модуль управления скважностью, например на простой логике."
Все зависит от конкретных чисел и требований.

[voron_026]

Давай уточним термины.Так что, когда ты писал "...Скважность нужна примерно 30% по расчетам.", я понял, что ты имел ввиду - длительность импульса t должна составлять 0,3T (T-период) - но это неправильно, на самом деле - это коэффициент заполнения = 30%, а скважность тогда составляет 3,33(3).

Да верно, я имел ввиду длительность импульса, а именно отношение длительности импульса к его отсутствию (извиняюсь за некорректное выражение мысли).
Что касается изменения частоты, то при помещении куска металла в магнитное поле индуктора, частота контура уходит от 29 до 21 кГц (зависит от объема металла). Система подстраивает частоту генератора под изменившиеся условия, и всегда держит контур в резонансе, только частота резонанса уже 21 кГц. Изменение достаточно большое. Как мне стабилизировать отношение длительности импульса к его отсутствию.
Вернувшись к букварю, я понял, что мне нужно не скважность стабилизировать, как числовой параметр, а именно отношение длительности импульса к его отсутствию.
В процессе работы установки частота будет гулять, а вот степень или коэффициент заполнения импульса должен оставаться постоянным. И желательно, чтобы его можно было выставить вручную.
Надеюсь понятно объяснил условия работы схемы и то, что нужно доработать.

Отклонение скважности около 10-15 %

Что вы можете порекомендовать?

Заранее благодарен за конструктивный диалог.

[bolek]

Как правило, существует несколько вариантов решения задачи.
Для начала можно попробовать использовать CD4046 + дополнительные элементы для формирования требуемого сигнала.
Если посмотреть на приведенную картинку работы генератора (диаграммы.PNG), то видно, что на выходе генератора сигнал прямоугольной формы с коэффициентом заполнения D=50% (верхняя диаграмма). Для получения требуемого сигнала с коэффициентом заполнения D=30% нужно укоротить сигнал с выв. 4 CD4046.
Далее см. схему (D30_схема.png) ниже:
- нарастающим фронтом сигнала с выв.4 CD4046 выход Q D-триггера U1 будет установлен в лог "1"
- по достижении напряжения на выв.6 CD4046 уровня, обозначенного красной горизонтальной линией (на картинке с диаграммами), переключится компаратор U2, сигнал которого через инвертор U3 сбросит выход Q D-триггера в лог "0".
Регулируя уровень срабатывания компаратора, можно регулировать коэффициент заполнения сигнала. Теоретически от 0 до 50%.
Коэффициент заполнения сигнала на выходе Q D-триггера от частоты генерируемого сигнала не зависит теоретически, а практически все будет зависеть от линейности нарастающего участка сигнала на выв.6 CD4046

Моделька в протеусе прилагается и даже работает , формировать "зубчатый" сигнал, как на картинке я не умею, так что обошелся "треугольником" - это непринципиально в данном случае.

В реальности нужно будет:
- снять осциллограмму сигнала на выв.6 CD4046 - измерить амплитуду сигнала и прикинуть требуемое напряжение срабатывания компаратора (уровень красной линии)
- из напряжения срабатывания компаратора прикинуть номиналы резисторов R4, R5 и подстроечного резистора, возможно, подобрать гистерезис (резисторами R2, R3)
- подобрать быстрый компаратор с биполярным питанием
- скорее всего, добавить буфер-повторитель (усилитель) сигнала на быстром ОУ к выв.6 CD4046 - чтобы не нарушить работу генератора в CD4046.

диаграммы.PNG

(28.73 KiB) Скачиваний: 928

D30_схема.png

(14.25 KiB) Скачиваний: 1056

D30_model.zip

(13.57 KiB) Скачиваний: 431

[voron_026]

Доброго времени суток. Огромное вам спасибо за такое подробное объяснение принципа, с картинками. Честно говоря я уже за 4 дня копаю, весь мозг сломал, продумывал всевозможные варианты как это реализовать. Теперь буду собирать в железе

[bolek]

Хорошо, что хоть у кого-то дело, может быть продвинется дальше вопросов.
Надеюсь, 5 минут найдется, чтобы сообщить результат.
Успехов!

P.S. Мозг нагружать полезно, он от этого работать лучше начинает.

[voron_026]

Доброго времени суток. Предыдущее задание практически реализовано. Напарник делает печатки. Как спаяем, отпишусь.

Сейчас задачка следующая:
Нужна схемка, которая будет формировать дедтайм, а точнее задержку импульса и раннее его исчезновение перед появлением следующего опорного импульса.
То есть есть источник сигнала 10кГц с регулировкой скважности, а частота постоянная. нужно получить синхронный сигнал с такой же частотой и скважностью, но сдвинутый относительно опорного на 90 градусов (желательно, чтобы сдвиг регулировался от 0 до 180 град.). То есть: пришел импульс опорного сигнала, затем через некоторое время после спада (дедтайм) появляется синхроимпульс, той же скважности, снова дедтайм и очередной импульс опорного сигнала. Все это хозяйство по разным каналам.
Посоветуйте простое решение, если оно есть

Вот накидал в мультисиме то что нужно иметь, В принципе эту схемку можно использовать, но здесь появляется какой то странный импульс. Может я что-то не так подключил, или косяк в моделях элементов?
Но фаза здесь не регулируется и скважность немного разная, Но самое главное, что скважность есть и регулируется на обоих каналах одновременно.

Есть какие нибудь еще идеи схемы с регулировкой сдвига фазы и дедтаймом?

Вложения

Длительность 80%.png

(194.59 KiB) Скачиваний: 1021

Длительность 30%.png

(196.1 KiB) Скачиваний: 1032

[bolek]

...здесь появляется какой то странный импульс. Может я что-то не так подключил, или косяк в моделях элементов?...

Все правильно и в моделях элементов и со "странным" импульсом: это классическая проблема комбинационной логики (асинхронных схем), заключающаяся в появлении посторонних коротких импульсов - "иголок" - когда их вроде бы не должно быть.
Проблема эта связана с разным временем задержки распространения сигнала через элементы, причем через один и тот же элемент задержка распространения при переключении выхода 0->1 может отличаться (и отличается!) от таковой при переключении 1->0, достаточно посмотреть справочник.
Чтобы "иголок" не было, нужно выравнивать время прохождения сигнала. Хочу сразу предупредить, что занятие это почти бесполезное, если нужно убрать иголку более чем в одном месте.
См. схему и картинки:
- на самом деле "иголки" присутствуют в обоих выходных сигналах (без компенсации.png)
- с помощью RV1+C1 удается убрать "иголку" на "красном" канале (компенсация1.png)
- если таким же образом с помощью RV2+C2 пытаться убрать "иголку" в "зеленом" канале, то сначала получатся две "иголки" (компенсация1+2.png), а при дальнейшем увеличении сопротивления RV2 "иголка" сместится на другой фронт; скомпенсировать помеху полностью таким способом не удается.

Иногда достаточно одних резисторов, а конденсаторы C1, C2 ставить не обязательно, их роль выполнит входная емкость элемента и паразитная емкость монтажа.

Чтобы избежать таких проблем, придуманы синхронные схемы.
Но это уже совсем другая история... © Стругацкие

P.S. Я сам на эти грабли наступил на заре своей инженерной деятельности, когда поставил на макетке TTL цифровые схемы разных серий. Запомнилось...

компенсация.ZIP

(26.78 KiB) Скачиваний: 341

[voron_026]

Да уж. Не думал, что реализовать задуманное будет такой проблемой. Может попробовать с двумя генераторами, когда один работает по сигналу другого? Ну например: основной генератор на TL494 выдает 10 кГц на два канала, т.е. по 5 кГц на канал. На нем мы регулируем скважность так как нам нужно. Возьмем первый канал. По заднему фронту первого импульса запускается второй генератор (одновибратор) он должен выдать импульс с задержкой (дедтайм). Желательно задержку регулировать (во время экспериментов этот параметр нужно подбирать). Длина импульса тоже должна регулироваться, но не более- внимание! Длины паузы между импульсом первого канала и импульсом второго канала опорного генератора. Можно ли это реализовать на 555 таймере, как вы считаете?

Прилагаю рисунок того, что мне нужно.

Вложения

диаграмма.png

(30.28 KiB) Скачиваний: 907

[bolek]

P.S. Мозг нагружать полезно, он от этого работать лучше начинает.

А вот если посмотреть на картинку "диаграммы.PNG" из поста viewtopic.php?p=2571999#p2571999 и красную пороговую линию провести на диаграмме, показывающей напряжение на выв. 7, и добавить в схему еще один канал, работающий с пилкой на этом выводе? Получится не то ли самое, что требуется?
Два канала, скважность регулируется либо независимо, либо одновременно, дедтайм...

[voron_026]

P.S. Мозг нагружать полезно, он от этого работать лучше начинает.

А вот если посмотреть на картинку "диаграммы.PNG" из поста viewtopic.php?p=2571999#p2571999 и красную пороговую линию провести на диаграмме, показывающей напряжение на выв. 7, и добавить в схему еще один канал, работающий с пилкой на этом выводе? Получится не то ли самое, что требуется?
Два канала, скважность регулируется либо независимо, либо одновременно, дедтайм...

Мне по факту нужны три канала. Два (черный и красный) с опорного генератора идут на ключи пуш-пула, а третий (зеленый) идет на систему организации высоковольтного импульса. Вот он должен управляться отдельно.

красную пороговую линию провести на диаграмме, показывающей напряжение на выв. 7

На картинке диаграммы указан вывод 6

Вы предлагаете реализовать задуманное на 4046?

P.S. Зачем мне все это надо? Все дело в том, что мне экспериментально удалось получить прибавку мощности на моей плавильной индукционной установке. Этот эффект я обнаружил, когда начал долбить ТВСом по силовому контуру. Пока напряжение было небольшое (около 1кВ) все работало, но очень трудно было настроить точный момент удара. Твс ударял в момент закрытия ключа пуш-пула, в этот момент происходил разгон тока в контуре, а вот отключение твс перекрывало открытие второго ключа. При этом ключи сильно грелись, так как брали на себя часть разогнанного тока. Но!!! при вех недостатках система выдала почти 95% КПД. Нужно было поднять напряжение на твс. Поднял выше киловольта и тут-же вылетели ключи пушпула. Я понял, что нужно организовать дедтайм между всеми импульсами, и желательно регулируемый.
Вот такая история.
P.P.S Плохо знаю 4046, никогда не работал с ней. Лучше бы на TL-ке сделать