Генератор пилообразного сигнала

[Ser100]

Я сейчас занимаюсь экспериментами с интерференцией света и мне нужен генератор пилообразного сигнала, который должен плавно изменять положение зеркальца весом 10-ть грамм, которое крепится или к диффузору динамика или к пьезоэлементу. На рис. 1 показан и динамик с зеркалом и два пьезоэлемента (один старый, который я выдернул из звуковой колонки, а второй, который я купил на Алиэкспересс. И там же я купил дешевый генератор, который дает сигнал и прямой и обратной пилы, что хорошо видно на осциллографе, который я тоже купил на Алиэкспересс. На осциллограф там сейчас напрямую от генератора выводится сигнал с частотой 1 Гц.

Ris_01.jpg

(134.39 КБ) 220 скачиваний

Но, когда я подключаю к выходу генератора нагрузку (динамик), то почти идеальная пила сильно искажается (см. рис. 2). А, если динамик подключить через понижающий трансформатор (сопротивление первичной обмотки 900 ом), то вид сигнала значительно улучшается даже при большей амплитуде сигнала (см. рис. 3). Но мне нужен более мощный сигнал, чтобы динамик или пьезоэлемент уверенно и плавно смещали зеркальце, а в этом случае, когда я увеличиваю выходное напряжение генератора, как при использование динамика (через трансформатор) так и при использование пьезоэлемента вид сигнала очень сильно искажается (см. соответственно рис. 4 и 5). А меня не очень устраивает даже сигнал на рис. 3, т.к. там явно просматривается ступенчатость, что может привести к дрожанию интерференционной картинки на экране моего ноутбука, куда изображение поступает от вэбкамеры (со снятой оптикой). Хотя, как показали первые эксперименты, смещение интерференционных полос просматривается довольно четко. И самое главное. Мне нужна частота сигнала гораздо меньше 1 Гц, т.к. за одну секунду пока полосы движутся не возможно точно определить их скорость смещения.

Ris_02_3_4_5.jpg

(226.72 КБ) 432 скачивания

Вот я и прошу форумчан предложить мне какую то схему аналогового генератора пилообразного сигнала, чтобы не было ступенчатости на наклонной прямой, которая, как я понял, обусловлена тем, что мой генератор является цифровым, а не аналоговым. А, т.к. я увлекался радиолюбительством лет 40 назад, то желательно схемку попроще и, если можно, с использованием старых транзисторов типа МП39, МП38 и т.д., а выходном каскаде желательно и помощнее типа П201. Да, в интернете гуляет справочник Б.И. Горшкова Радиоэлектронные устройства http://rudocs.exdat.com/docs/index-48535.html?page=14 , но в нем приведены только схемы на современных транзисторах кт315, кт203 и т.д., а у них (из тех, что я вытащил из старых плат) я даже в заумной маркировке разобраться не могу. И при этом ничего не говорится о том, какая должна быть нагрузка для выходного сигнала, и все схемы даны на очень большие частоты, а мне желательно, чтобы частота сигнала была приметно 0,1 Гц. Вот, например, там на рис. 11.4 дана такая схема. Какими транзисторами можно заменить имеющиеся там и можно ли на этой схеме получить частоту 0,1 Гц. И еще. Я не понял. Там конденсаторы электролитические или обычные такой емкости?

Ris_6.jpg

(57.36 КБ) 2136 скачиваний

С наилучшими пожеланиями Сергей Юдин.

[12943]

Если нужен готовый, то вот от нуля герц: https://supereyes.ru/catalog/waveform_g ... ech_fy201/

[mnbv]

Если нужен готовый, то возьми выход пилы с осциллографа.

[mickbell]

Подозреваю, что проблема у ТС не в том, чтобы сгенерировать пилу, а в том, чтобы пила была достаточно мощной, способной дёргать зеркало. Наверно, ему не генератор надо, а усилитель.

[Ser100]

[uquote="12943",url="/forum/viewtopic.php?p=4350555#p4350555"]Если нужен готовый, то вот от нуля герц: https://supereyes.ru/catalog/waveform_g ... ech_fy201/[/uquote

Так готовый у меня есть. Мне нужен мощный сигнал на выходе. И потом, у этого генератора в характеристике написано, что у него разрешение 1 Гц, т.е. получается тоже самое, что и у моего генератора- минимальная частота 1 Гц.

С наилучшими пожеланиями Сергей Юдин.

Добавлено after 4 minutes 18 seconds:
[uquote="mnbv",url="/forum/viewtopic.php?p=4350643#p4350643"]Если нужен готовый, то возьми выход пилы с осциллографа.[/uquote]
Во-первых, у моего дешевого китайского осциллографа есть только тестовый выход прямоугольного сигнала на 1 кГц, а, во-вторых, я не думаю, что и у более дорогих осциллографов (так же, как и у генераторов) будет мощьный сигнал на выходе и будет частота менее 1 Гц.

С наилучшими пожеланиями Сергей Юдин.

Добавлено after 6 minutes 39 seconds:
[uquote="mickbell",url="/forum/viewtopic.php?p=4350657#p4350657"]Подозреваю, что проблема у ТС не в том, чтобы сгенерировать пилу, а в том, чтобы пила была достаточно мощной, способной дёргать зеркало. Наверно, ему не генератор надо, а усилитель.[/uquote]
Проблему у меня не только, чтобы сигнал был достаточно мощным, но и чтобы он генератор давал частоту менее 1 Гц. А обычный усилитель НЧ я пробовал. Ничего не вышло. Да и в описание усилителя было написано, что его рабочий диапазон начинается от 33 Гц. Так чир, если тут и нужен усилитель, то у него должна быть какая то особая схема, а не типичная для УНЧ.

С наилучшими пожеланиями Сергей Юдин.

[сэм]

Для таких частот нужен УС постоянного тока

[diplodok]

Кажется - самое простое генератор тока

Проблему у меня не только, чтобы сигнал был достаточно мощным, но и чтобы он генератор давал частоту менее 1 Гц

Как вариант. Схему не делал

[mnbv]

1) источник сигнала: осциллограф С ВЫХОДОМ ПИЛЫ. Повторяю, без выхода пилы - осциллограф НЕ нужен. Можно скачать сигнал-генератор для андроида на сотовый, но там из подходящего только треугольник, во всяом случае у той проги, что установлена на моём тлф. На всякий случай - кнопочный телефон НЕ подойдёт.
2)Усилитель мощности. Берём любой узч с 2-полярным питанием и дифкаскадом/ОУ на входе, выходного конденсатора тоже не должно иметься, и подаём сигнал с 1) через простой регулятор уровня на переменном резисторе прямо на вход УМ, минуя разделительный конденсатор.
Всё. Если чего-то в хозяйстве нет, то пишем в форум, тут правильно посоветуют. Или нет.

[As]

А какая точность перемещения требуется? Если лучше нескольких процентов - придётся задумываться об ЭМОС... Сгенерить пилу нетрудно, а вот заставить механическую систему точно воспроизвести электрический сигнал - задачка поинтереснее...

[HochReiter]

Пилу не отработает никакая механика: менять скорость мгновенно - невозможно. Синусоида практичнее.

[mnbv]

не говори "б", не сказавши "а". ТС просто попросил пилу, не ЭМОС, не косинус - ему виднее.

[mickbell]

Берётся зеркальный барабан - призма, к примеру, с восемью зеркалами, она вращается с постоянной скоростью, обеспечивая развёртку. Для регулирования скорости развёртки хватит двигателя постоянного тока и несложного стабилизатора его скорости. Такое ТСу, случаем, никак не пойдёт? (Идея не моя, так, насколько я знаю, делалось в светолучевых осциллографах.)

[mnbv]

... и делается в лазерных принтерах.

[12943]

Ser100
Надо предложить работу по изготовлению генератора. Самостоятельно, как видно, не получится.

[Ser100]

[uquote="diplodok",url="/forum/viewtopic.php?p=4350740#p4350740"]Кажется - самое простое генератор тока[/uquote]
Спасибо, но мне не кажется, что это самое простое, т.к., как я понял, здесь опять таки нужен задающий генератор, который подает сигнал на вход. И потом. Я же писал, что я занимался радиолюбительством лет 40 тому назад и поэтому мне бы схемку попроще и без операционных усилителей, а на обычных транзисторах.

С наилучшими пожеланиями Сергей Юдин.

Добавлено after 2 minutes 1 second:
[uquote="сэм",url="/forum/viewtopic.php?p=4350683#p4350683"]Для таких частот нужен УС постоянного тока[/uquote]
Может быть, но для начала мне нужна простая схема самого генератора.

С наилучшими пожеланиями Сергей Юдин.

[mnbv]

https://myelectrons.ru/555-saw-tooth-signal-generator/ - проще некуда

[Ser100]

[uquote="As",url="/forum/viewtopic.php?p=4350814#p4350814"]А какая точность перемещения требуется? Если лучше нескольких процентов - придётся задумываться об ЭМОС... Сгенерить пилу нетрудно, а вот заставить механическую систему точно воспроизвести электрический сигнал - задачка поинтереснее... [/uquote]

[uquote="HochReiter",url="/forum/viewtopic.php?p=4350880#p4350880"]Пилу не отработает никакая механика: менять скорость мгновенно - невозможно. Синусоида практичнее.[/uquote]

Да, действительно, при пилообразном сигнале есть резкий скачок напряжения и это смазывает получающуюся картинку, т.к. зеркало весом 10 грамм имеет приличную инерционность, но другого решения моей задачи я пока не нашел. А, чтобы было более понятно, что мне надо, вот видеофайл, где произведена запись эксперимента с движением зеркала закрепленного на динамике. По первой ссылке файл в формате avi (44 Mb), но файл надо сначала скачать, а по второй в формате mp4 (350 Mb), но просмотр идет сразу в браузере.

http://modsys.narod.ru/Video/Dinamik_20230108.avi

https://disk.yandex.ru/i/tOAhXduvZhiBLg

С наилучшими пожеланиями Сергей Юдин.

[X_Max]

Что-то мне кажется ТСу надо посмотреть в сторону "galvo scanner" , посмотрите на али, цена - это да, зато все хотелки перекрывают...

[Ser100]

[uquote="mickbell",url="/forum/viewtopic.php?p=4350901#p4350901"]Берётся зеркальный барабан - призма, к примеру, с восемью зеркалами, она вращается с постоянной скоростью, обеспечивая развёртку. Для регулирования скорости развёртки хватит двигателя постоянного тока и несложного стабилизатора его скорости. Такое ТСу, случаем, никак не пойдёт? (Идея не моя, так, насколько я знаю, делалось в светолучевых осциллографах.)[/uquote]
[uquote="mnbv",url="/forum/viewtopic.php?p=4350905#p4350905"]... и делается в лазерных принтерах.[/uquote]

Идея действительно хорошая, но не в том случае, когда точность позиционирования луча на матрице вэбкамеры должна быть около 1 мкм, т.к. ширина интерференционных полос менее 100 мкм (и это при условие, что я использую открытые мною "составные полосы", а для обычных полос, которые описаны в учебниках, при габаритах моей установки ширина полос будет составлять всего несколько микрометров). А этого очень трудно достичь даже в производственных условиях при применение самых точных станков. Я пытался обойти эту неприятность посылая за один оборот только один раз луч на вэбкамеру, чтобы он всегда падал точно в тоже место. Но тут возникла еще проблема с подбором яркости двух лучей (одного падающего на матрицу постоянно и от вращающегося зеркала), что мне не удалось осуществить, быстрее всего, по чисто теоретическим причинам, т.к. моделирование показало, что при удовлетворительной частоте вращения ротора (24 кадра в секунду) будет очень большая скорость смещения полос (десятки тысяч за секунду), а для этого нужна очень высокоскоростная видеокамера.

Попытка обойти это препятствие заставила меня заставить вращаться и второе зеркало (чтобы яркость обоих лучей была одинаковой), и для этого я разместил два зеркала на диске вичестера, как показано на фотографии. Но в этом случае скорость смещения полос увеличивается в два раза, т.к. теперь у одного луча частота увеличивается, а у другого уменьшается, и нужна еще более скоростная видеокамера. Поэтому на экране монитора я все таки увидел какие то смутные полосы, но смещались они не горизонтально, как должно быть, а вертикально. Теоретически я это объяснить не могу, а поэтому и не могу использовать в своем исследование. А вот идея с лазерными принтерами меня заинтересовала. К сожалению у меня нет старого лазерного принтера, но есть старые сканеры, где тоже вроде осуществляется развертка. Поэтому у меня вопрос - нельзя ли осуществить этот эффект разобрав сканер?



С наилучшими пожеланиями Сергей Юдин.

Добавлено after 22 minutes 25 seconds:
[uquote="mnbv",url="/forum/viewtopic.php?p=4351085#p4351085"]https://myelectrons.ru/555-saw-tooth-signal-generator/ - проще некуда[/uquote]
Пока ничего не могу сказать, т.к. я не вижу там схемы. И потом, где там написано, что генератор будет давать сигнал с частотой меньше 1 Гц?

С наилучшими пожеланиями Сергей Юдин.

[mnbv]

Месье, вы вселяете в меня неуверенность в продолжении диалога.
Ищем желтый смайлик
Найдя, переводим взгляд выше, видим карандашный рисунок, называемый схемой. Под рисунком написано "Формирователь пилообразного сигнала".
Если немного серьёзней, то просто тратим 5 минут на прочтение статьи.
Расчёт номиналов для требующегося периода повторения можно взять отсюда
https://swsu.ru/sveden/files/MU_Elektronika_LZNo_12.pdf