|
АМ модулятор класс Д на дискретных элементах
| |
| shwonder | Дата: Вторник, 2024-Июн-25, 12:27 | Сообщение # 1 |
 просветленный
Группа: Модераторы
Сообщений: 3291
Статус: Offline
| ранее приводил схему АМ модулятора класса Д на дискретных элементах.
сообщение 25 https://radiorubka.at.ua/forum/8-272-2
По не многу продолжаю работу с этой схемой.
Заменил компаратор LM319 на LM311, первый оказался совсем не дешевым, а еще пришла кучка пластиковых гробиков из китая, заказывал в двух местах, от второго продавца все ОК. Поэтому решил пробовать 311й компаратор. Спасибо инженерам Техас Инструмент, все стало очень удобно, на место 319го, пришлось разрезать две дорожки и кинуть две перемычки. Разницы в работе не заметил, совсем. Вариант замены указан на схеме, на печатке паяется прямо на место 319го.
Частота несущей шИМ 125 кгц, при кварце 8 мгц. Частоту можно менять заменой кварца, и подключаясь к другим выходам мс 4060.
Проверил работу токовой защиты, все работает, однако надо корректировать некоторые элементы.
Токовый трансформатор имеет 15+15 витков вторички и один первички. На резисторе нагрузки ток будет пропорционально количеству витков меньше, вот у меня на 100 омах и получилось сильно большое напряжение. В общем - надо увеличить количество витков.
Окончательно еще буду работать.
Еще пробовал ФНЧ Чебышева 6 го порядка с срезом 5 кгц. Расчитал в РФсим99. Получается немного сложнее и более громоздкий но результатами остался доволен.
Пока не пробовал ту часть на схеме которая ФНЧ на входе, пользовался линейным входом. Позже доложу результат.
Там в ветке мне предложили немного проще вариант входной части ФНЧ и предварительного усилителя , я ее опробовал в другой схеме, и остался доволен. Вот только иногда хочется более крутой фильтр, а это выливается в несколько корпусов операционников, что занимает место на плате.
По сравнению с вариантом ШИМ на тл494 и сг3525 схема сложнее , но , на мой взгляд, оно того стоит. Ограничения сверху и снизу более мягкие.
схема модулятора
расчет ФНЧ :
дроссели фильтра мотал на сердечниках из альсифера (сендаст) диаметр 60мм, мне попало несколько таких сердечников изготовленых еще в СССР. Индуктивность одного витка 0.15 мкгн. Число витков получилось от 50 до 82. Провод типа МГШВ, сечение 1мм кв.
Для данной схемы изготовлены несколько плат заводским способом в Китае. Счас изменяю компоновку платы, хочется поместить как можно больше элементов модулятора на плату, хотя размеры фильтра довольно внушительные.
Путеводитель по теме.
https://radiorubka.at.ua/forum/12-284-20274-16-1721640409 ФНЧ для нагрузки 20 Ом
https://radiorubka.at.ua/forum/12-284-20281-16-1721671421 Форма сигнала на нагрузке
https://radiorubka.at.ua/forum/12-284-20328-16-1722544955 Печатная плата "фото"
https://radiorubka.at.ua/forum/12-284-20468-16-1723760712 Аудиозаписи работы с СДР приемника + панорамамы
https://radiorubka.at.ua/forum/12-284-20576-16-1725472381 Видео про модулятор и защиту от КЗ.
https://radiorubka.at.ua/forum/12-284-20943-16-1731775990 Осциллограммы промодулированного сигнала.
21 ноября
https://radiorubka.at.ua/forum/12-284-20985-16-1732182385 Схема нового варианта модулятора
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Предупреждаю, за этой веткой следит "злой" модератор все сообщения не по теме будут отправлены в народный совет
|
| |
| |
| raketayudin | Дата: Пятница, 2024-Авг-16, 22:07 | Сообщение # 61 |
 опытный
Группа: Модераторы
Сообщений: 586
Статус: Offline
| Цитата olegby3838 (  ) Без сигнала сколько там точно постоянки?
На схеме указаны напряжение постоянного тока. Поставлю около циферек "+".
Цитата shwonder ( ) я думал об этом , и это предпочтительней против импульсного транса.
Приживется ли диод покажет время.
Преимуществом питании от трансформатора - можно задать k трансформации, тем самым нужное напряжение.
В плане от чего насыщать трансформатор, сигнал переменной длительности (от компаратора) или постоянной длительности (от генератора 4060). Получается, особой разницы между способом питания "диод VCC и VB" и " переменной длительности от компаратора" нет! Так как при насыщении компаратора импульсы приходящие к IR2110 отсутствуют, а драйвер питается от накопленной энергии в конденсаторе. Можно поставить питающий конденсатор больше 47 мкФ. Плохо это или хорошо я не выяснил. Это же модулятор, а не источник с изменяемый напряжением на выходе. Хмм.
Давайте определимся, что мы хотим от данного модулятора?
- модулятор в составе с передатчиком. Включил и работаешь длительное время, а потом выключил.
- модулятор в составе трансивера. Тоесть будет активная работа передача/прием управляя от манипулятора-тангенты?
- ЗЧ усилитель для акустики.
Зачем это?
Придумать как управлять модулятором, включать в работу выдавая напряжение на передатчик?
- подавать/снимать оба питания силовое/местное с помощью одного тумблера, можно двух, как в авиации. В какой последовательности?
- модулятор все время под силовым питание, при TX/RX подавать/снимать только местное +12В ?
- модулятор все время под силовым и местным, а в работу включается иным образом?
Есть еще варианты?
Это нужно для отладки переходных процессов. Если для ЗЧ усилителя просто ставим реле времени подключающие акустику и все)
Можно управлять 12 ножкой микросхемы 4060. Уровень "1" - тактовый генератор выключается. Ур. "0" - включается и тем самым на выходе модулятора появляется напряжение, но не все так гладко при вкл/выкл происходит бросок выходного напряжение. Насколько он опасен нужно разобраться.
Цитата shwonder ( ) Спасибо Ракете. |
| |
| |
| raketayudin | Дата: Суббота, 2024-Авг-17, 01:46 | Сообщение # 62 |
|
опытный
Группа: Модераторы
Сообщений: 586
Статус: Offline
| Еще рас полез в схему. Выяснил. Питание драйвера от трансформатора, постоянной длительности (от генератора 4060) делает IR2110 более стабильной, "треск" отсутствует.
На рисунке ниже видно эту самую нестабильность при питании драйвера через "диод VCC и VB" и "трансформатор переменной длительности от компаратора" последнее решение немного стабильней.
Когда амплитуда синусоидального сигнала на вых. модулятора близка к ограничению (насыщению), происходит срыв управления выходным транзистором!
Амплитуда на короткое время (чуть меньше 200uS) резко падет до нуля, а в наушниках это слышно как повторяющийся треск. На входе IR2110 все чисто и в этом нет сомнений! Почему так происходит мне непонятно, но сделав питание по схеме за 17 августа, на перегрузках работает красиво без "треска" и "щелчков".
Пару осциллограмм выходного сигнала 1 кГц и 10 кГц. Нагрузка модулятора 11 Ом.
 
Так же выходной сигнал, с ограничением до пределов питания.
|
| |
| |
| raketayudin | Дата: Суббота, 2024-Авг-17, 02:40 | Сообщение # 63 |
|
опытный
Группа: Модераторы
Сообщений: 586
Статус: Offline
| Цитата raketayudin ( ) Это нужно для отладки переходных процессов.
 
Рис.1. Рис.2.
Схема за 17 августа.
Чем больше емкость конденсатор С6 тем плавнее пуск, но и стоп будет более жестким - скачек напряжения будет достигать уровня питания!
Почему так? Понаблюдав за схемой, выяснил. На схеме есть два делителя напряжения для формирования средней точки +6В.
Один делитель R1,R2,R6 для предусилителя, он же задает уровень несущей и так же плавный пуск за счет постепенного времени заряда конденсатора. Это видно на (Рис.1.) желтая линия. Второй делитель около интегратора R7,R16, устанавливает рабочий диапазон интегратора.
Как работает компаратор? Он сравнивает два сигнала, с интегратора - треугольный, с предусилителя - постоянный или синусоидальный.
Вот как это выглядит (Рис.3.). Чем больше напряжение на 4 ножке относительно 5 ножки, или наоборот напряжение 5 ножки меньше 4, тем шире импульс, или выходной транзистор модулятора дольше открыт.
Компаратор отрабатывает в точках пересечения двух сигналов.
Рис. 3.
Что же происходит при снятии +12 В "СТОП".
Напряжение на выходе двух делителей резко уменьшается, на сколько резко зависит от нагрузки и емкостей С6,С11 .
Так как С11 меньше чем С6, то напряжение на первом падает быстрей тем самым смещая сигнал треугольника ниже (к нулю) и получается длительность импульса растет (Рис.4).
Рис.4.
Как заставить треугольный сигнал оставаться на месте? Поставить больше емкость С11? Получится заминка с пуском. Опять уровень с предусилителя будет опережать интегратор. Хмм.
По пробовать задействовать один делитель для предусилителя и интегратора? Тогда отказаться от настройки уровня несущей.
Что подскажите? Задача уйти от нежелательных резких скачков тока напряжения и найти способ управления модулятором.
|
| |
| |
| olegby3838 | Дата: Суббота, 2024-Авг-17, 11:55 | Сообщение # 64 |
|
практикующий
Группа: Пользователи
Сообщений: 135
Статус: Offline
| raketayudin,
Я бы перенес регулировку постоянки на выходе прямо на компаратор.
Бонусы:
1. Исключается любая нестабильность А6.1
2. Повышается плавность установки, т.к. А6.1 имеет К усиления 11 не только для переменки,
но и по постоянке . Зачем?
3. Позволяет совсем убрать этот ОУ. Раскачки без каких-либо проблем хватает на самом МУ,
да и выходной ФНЧ будет стоять после усилительных каскадов.
https://radiorubka.at.ua/_fr/2/7866700.jpg 27 стр.
Точно так же любой МУ с нормирующим усилителем и ФНЧ.
4. Один С11 будет определять время зарядки-разрядки, практически синхронно.
Его номинал выбрать по необходимости.
Увеличил резисторы в делителях, незачем зря электричество тратить! 
Пробуй.
Сообщение отредактировал olegby3838 - Суббота, 2024-Авг-17, 17:15 |
| |
| |
| Пряник | Дата: Суббота, 2024-Авг-17, 18:33 | Сообщение # 65 |
|
знающий
Группа: Проверенные
Сообщений: 230
Статус: Offline
| Цитата raketayudin ( ) Давайте определимся, что мы хотим от данного модулятора?- модулятор в составе с передатчиком. Включил и работаешь длительное время, а потом выключил.
- модулятор в составе трансивера. Тоесть будет активная работа передача/прием управляя от манипулятора-тангенты?
Цитата raketayudin ( ) - подавать/снимать оба питания силовое/местное с помощью одного тумблера, можно двух, как в авиации. В какой последовательности?
Цитата raketayudin ( ) питание драйвера от трансформатора, постоянной длительности (от генератора 4060) делает IR2110 более стабильной, треск отсутствует.
Цитата raketayudin ( ) диод между VCC и VB работоспособный вариант! Я проверил. |
| |
| |
| olegby3838 | Дата: Суббота, 2024-Авг-17, 23:02 | Сообщение # 66 |
|
практикующий
Группа: Пользователи
Сообщений: 135
Статус: Offline
| Пряник
Вам, как топикстартеру этой темы, мои схемные поползновения совсем не принимаются, или наоборот,
нравятся так, аж слов нет? Хоть бы строчку ...
Процесс эволюции и схем в том числе, неизбежен, а авторство непокобелимо!
Что-то не так?
(одна большая ПП, она же макетка или их стопка, ИМХО не причина для внесения обоснованных доработок)
Готов к конструктивному обсуждению.
raketayudin,
Какая амплитуда треугольников на выходе А6.1 ?
|
| |
| |
| raketayudin | Дата: Воскресенье, 2024-Авг-18, 00:55 | Сообщение # 67 |
|
опытный
Группа: Модераторы
Сообщений: 586
Статус: Offline
| Цитата olegby3838 ( ) Пробуй.
Цитата olegby3838 ( ) Какая амплитуда треугольников на выходе А6.1 ?
5 Вольт. https://radiorubka.at.ua/forum/12-284-20412-16-1723240347
Относительно общего провода модулятора.
Цитата olegby3838 ( ) одна большая ПП, она же макетка или их стопка, ИМХО не причина для внесения обоснованных доработок
И так. На данный момент вот как я собрал печатную плату, нюансы и примечание.
17 августа 2024г.
Схема модулятора в шапке темы проверена мной и она РАБОТОСПОСОБНА! .
На плате из критичного: Разрезать дорожку 4-я ножка 4060. Поставить перемычку на шине питания +12В.
P.S. Все остальное, это лично моя фантазия и личное, ХОЧУ паять то, что хочу 
 
В каком месте лучше установить плавкий предохранитель?
Сейчас на ПП, ПР стоит между диодным мостом и конденсаторами фильтра.
|
| |
| |
| raketayudin | Дата: Воскресенье, 2024-Авг-18, 01:42 | Сообщение # 68 |
|
опытный
Группа: Модераторы
Сообщений: 586
Статус: Offline
| Цитата Пряник ( ) в этом есть смысл, в печатке исправляется одним проводком. КАк то сразу я не догадался до этого.
Решением будет сместить сигнал делителем как это сделано для 74HC541 или запитать логическую часть 2110 от +5 Вольт.
Цитата Пряник ( ) у меня не поехало , почему то.
=================================================================
Немного картинок про работу защиты через ножку SD IR2110.
Почему не сделал защиту по авторской схеме из первого поста? Делал, но не понравилось, тригер ненадежно прикрывал вход 2110 от импульсов с компаратора и они все равно пролазили. Как то так. Может у кого получится отладить?
Было бы интересно узнать время срабатывания такого решения.
Один из сильных минусов датчика тока (ДТ), чтобы получить с датчика напряжение нужен импульсный ток на первичной обмотке.
Получается имеем несколько мертвых-нерабочих временных зон (если так это можно назвать) для аварийных ситуаций.
1. При старте пройдет какое то время пока напряжение с ДТ достигнет 0,6 Вольт.
2. Когда ширина импульса достигает 100%, то-есть транзистор открыт, ток идет, а с датчика получаем 0 Вольт.
Общий вид на модулятор. Как рас видно куда подключены щупы осциллографа при снятие осциллограмм работы защиты.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Воскресенье, 2024-Авг-18, 02:06 | Сообщение # 69 |
 опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 609
Статус: Offline
| Цитата raketayudin ( ) Было бы интересно узнать время срабатывания такого решения.
А если сделать так:
С7 в фильтре уменьшить со 100нф до 4.7нф
R24 с 1кОм увеличить до 4.7кОм
Вернуть кондёр с базы на массу у Q3, и его ёмкость поставить тоже 4.7нф
Уменьшится ли время срабатывания защиты?
|
| |
| |
| raketayudin | Дата: Воскресенье, 2024-Авг-18, 02:32 | Сообщение # 70 |
|
опытный
Группа: Модераторы
Сообщений: 586
Статус: Offline
| Цитата kotrad78 ( ) А если сделать так:
Ножка SD устанавливалась в "1" с соизмеримой скоростью фронта нарастания меандра 125кГц.
А куда быстрей чем фронт меандра на стоке тран-ра, еще и за один такт? Хмм.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Воскресенье, 2024-Авг-18, 03:20 | Сообщение # 71 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 609
Статус: Offline
| Цитата raketayudin ( ) А куда быстрей
Так у вас же сейчас всё равно в схеме остаётся один кондёр на 100нф, С7. Он является "замедлителем" для резкого подъёма напряжения, в случае КЗ. Я же предложил вместо этого 100нф поставить два по 4.7нф, увеличив сопротивление резистора между ними с 1к до 4.7к. То есть, чтобы от уменьшения ёмкости сохранить приемлемый уровень подавления пульсаций. Ну, в общем, чисто теоретически интересно, на сколько вырастет скорость срабатывания)
|
| |
| |
| shwonder | Дата: Понедельник, 2024-Авг-19, 11:24 | Сообщение # 72 |
|
просветленный
Группа: Модераторы
Сообщений: 3291
Статус: Offline
| Цитата olegby3838 ( ) Вам, как топикстартеру этой темы, мои схемные поползновения совсем не принимаются, или наоборот,нравятся так, аж слов нет? Хоть бы строчку ...
Процесс эволюции и схем в том числе, неизбежен, а авторство непокобелимо!
Но, я сильно надеюсь продолжить работу, и с учетом ваших предложений, уже по настоящему , как положено : сначала схема, обсуждение, потом предложения , потом печатка, и на завод.
Спасибо вам за участие, с опытным человеком всегда интересно пообщаться.
|
| |
| |
| olegby3838 | Дата: Вторник, 2024-Авг-20, 16:53 | Сообщение # 73 |
|
практикующий
Группа: Пользователи
Сообщений: 135
Статус: Offline
| Цитата raketayudin ( ) Какая амплитуда треугольников на выходе А6.1 ?5 Вольт.
Я смакетировал работу компаратора в MS14 и увидел интересную зависимость.
Амплитуда модулирующего сигнала для полного "размаха" скважности, должна быть почти в 2 раза больше ампл. треугольников,
на другом входе компаратора.
Это говорит о том, что в этой: https://radiorubka.at.ua/_fr/2/3590538.gif схеме, на прямом входе компаратора А5 должна быть
амплитуда под 10 В рр.
Для ОУ в модуляторе это предел выхода при 12В питании, под горлышко, если это не Rail-to-Rail ОУ.
Если учесть, что на выходе А6.2 6.39 В, то есть больше, чем 0.5 U питания, то вполне логично подрезание верхнего полупериода.
Это хорошо видно здесь: https://radiorubka.at.ua/_fr/2/1119984.jpg
Решение:
1. Нужно снизить амплитуду треугольников, хотя бы до 3,5_4 В. (уменьшить R34), тогда раскачки по НЧ понадобится меньше,
будет запас по выходу.
На длительность фронтов это никак не повлияет, т.к. МС компаратора имеет большой запас усиления.
MS14 это подтверждает.
На ночь глядя
2. Перенести регулировку рабочей точки несущей ПРЯМО на инвертирующий вход компаратора.
Причины те же.
Исключается малейший дрейф не только А6.2 но и А6.1 , Зачем он нужен?
Плавность регулировки (минус К усиления А6.1 в 28 раз!) рабочей точки несущей.
Синхронность нарастания напряжения по обоим входам компаратора.
Что бы сохранить симметрию, логичнее изменять постоянку на том входе, на котором меньше амплитуда.
См. пункт 1
raketayudin Пробуй!
Сообщение отредактировал olegby3838 - Вторник, 2024-Авг-20, 23:41 |
| |
| |
| raketayudin | Дата: Среда, 2024-Авг-21, 01:13 | Сообщение # 74 |
|
опытный
Группа: Модераторы
Сообщений: 586
Статус: Offline
| Цитата olegby3838 ( ) Пробуй!
Я пробовал Ваше первое предложенное решение https://radiorubka.at.ua/_fr/2/s4252148.jpg . И скажу, что понравилось)
Избавился от переходного процесса при снятии +12В с модулятора.
Задумка хорошая, но не все так гладко. Мне пришлось играться двумя конденсаторами установленных в средних точках делителей для А6.2 и A6.1. Для делителя А6.2 пришлось поставить номинал С по более, чтобы замедлить начальный ток заряда разделительного конденсатора 0,1мкФ с выхода ОУ на вх. LM319. И так, я игрался с номиналами С на двух ОУ, чтобы убрать переходной процесс на ВКЛ и ВЫКЛ.
Потом опишу, а то нужно отдыхать. Не в обиду)
Вижу свежее второе решение постом выше.
Цитата olegby3838 ( )
Да, это я на глаз выставил напряжение смещение и получилось, что ограничение сверху настало быстрей чем внизу.
Как уже выяснили выше, нужна отдельная крутилка для установки несущей, а не пропускать через весь НЧ тракт.
Цитата olegby3838 ( ) логичнее изменять постоянку на том входе, на котором меньше амплитуда
Мои наблюдения на железном аппарате показали что амплитуды равны на обеих входах компаратора.
Ниже на картинках. Уровень входного сигнала не менял.
Можно сказать амплитуда НЧ сигнала будет меньше чем треугольники, так как треугольники все время с постоянной амплитудой.
 
Кстати, на первой картинке видно форму сигнала на выходе модулятора на нагрузке 11 Ом.
Вполне красивый синус)
|
| |
| |
| olegby3838 | Дата: Среда, 2024-Авг-21, 08:38 | Сообщение # 75 |
|
практикующий
Группа: Пользователи
Сообщений: 135
Статус: Offline
| Цитата raketayudin ( ) Задумка хорошая, но не все так гладко.
Цитата raketayudin ( ) амплитуды равны на обеих входах компаратора.
Цитата raketayudin ( ) амплитуда НЧ сигнала будет меньше чем треугольники, так как треугольники все время с постоянной амплитудой.
После всех теоретических и практических поползновений, схема станет еще проще.
(борьба за каждый необоснованный элемент)
Резисторы R16 и подстроечник R16-2 (условно) можно ставить от 2 до 10 кОм, по имеющимся наличию.
Номинал С11 уточнить в железе.
Дерзай!
Сообщение отредактировал olegby3838 - Среда, 2024-Авг-21, 08:44 |
| |
| |
|
