|
ШИМ модулятор на LM3478MAX , SiC мосфете и диоде
| |
| Пряник | Дата: Воскресенье, 2024-Ноя-10, 20:06 | Сообщение # 166 |
|
знающий
Группа: Проверенные
Сообщений: 231
Статус: Offline
| Цитата melatonin (  ) а, у меня тоже самое в RFsimm... |
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Воскресенье, 2024-Ноя-10, 21:04 | Сообщение # 167 |
 опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 610
Статус: Online
| Цитата Пряник ( ) так вот если все номиналы примерно попадают с 20% , то почему первая индуктивность различается в 2.5 раза ?
Вы рассчитывали ФНЧ:
1. На сопротивление 20Ом.
2. На одинаковое сопротивление по входу и по выходу.
Когда я конструировал передатчик, то использовал не C2M0080120D транзистор, а GC2M0160120D, у которого сопротивление канала выше. Таким образом, у меня потребляемый ток передатчика получился чуть меньше. При 30В около 1А. По закону Ома сопротивление такого передатчика получается 30/1 = 30Ом. Для расчёта ФНЧ рекомендуется отнять примерно 20% от этого значения. 30-20% = 24Ом.
При этом, собственное, выходное сопротивление модулятора ниже 24Ом, таким образом это не совсем верно рассчитывать ФНЧ на одинаковое сопротивление по входу и по выходу. Для этих задач я нашёл вот такой онлайн калькулятор: https://markimicrowave.com/technic....gn-tool В нём есть возможность выбирать входное и выходное сопротивление ФНЧ.
Затем я рассчитал ФНЧ на одинаковый вход и выход, по 24Ом. Первый дроссель получился 220мкГн, второй 540мкГн, первый конденсатор 910нф, второй 390нф. Плоттером Боде в мультисиме рассчитал АЧХ такого ФНЧ, и она получилась вот такой:
Разве это хорошо, иметь такой подъём на конечном участке полосы пропускания? Не думаю. Поскольку собственное выходное сопротивление модулятора ниже 24ОМ, то, опытным путём узнал его. Это около 20Ом. Рассчитал ФНЧ, у которого вход 20Ом, выход 24Ом. Первая катушка получилась 430мкГн, вторая 390мкГн. Первый конденсатор 1мкф, второй 240нф. АЧХ получилась такой:
Уже не помню почему.. возможно мне не понравился небольшой подъём, поэтому второй конденсатор 240нф заменил на два по 220нф, в сумме 440нф. АЧХ получилась такой:
В итоге, у меня, на работающем передатчике в качестве нагрузки (а не на резисторах в качестве нагрузки) синус получился качественным, без искажений. 3 сообщение этой темы. Есть небольшое искажение синуса снизу, но, это из-за того, что выставлено 40% питающего напряжения.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Воскресенье, 2024-Ноя-10, 21:18 | Сообщение # 168 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 610
Статус: Online
| Цитата Пряник ( ) Такие искажения ТОЛЬКО при неправильном фильтре
А может быть всё же проблема в том, что он на вход драйвера выходного каскада модулятора подавал не 100кГц, промодулированные 5кГц синусом, а просто 5кГц меандр?
Похожи сигналы?))
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Воскресенье, 2024-Ноя-10, 21:26 | Сообщение # 169 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 610
Статус: Online
| И ещё, чтобы далеко не ходить.
То же моделирование, на вход драйвера подан 5кГц меандр.
1. Картинка из прошлого сообщения. Нагрузка фильтра 25Ом, а сам ФНЧ рассчитан на 20Ом вход и 24Ом выход (как я делал):
2. Теперь пересчитал ФНЧ на одинаковое сопротивление, и по входу и по выходу на 25Ом:
Всё же, не думаю, что ФНЧ нужно рассчитывать по RFSim, где нет возможности менять отдельно входное, отдельно выходное сопротивление.
|
| |
| |
| Пряник | Дата: Воскресенье, 2024-Ноя-10, 21:27 | Сообщение # 170 |
|
знающий
Группа: Проверенные
Сообщений: 231
Статус: Offline
| Цитата kotrad78 ( ) При 30В около 1А. По закону Ома сопротивление такого передатчика получается 30/1 = 30Ом. Для расчёта ФНЧ рекомендуется отнять примерно 20% от этого значения. 30-20% = 24Ом.
Не рассказывайте мне то , что я на протяжении больше 10 лет рассказываю.
Про 20% это я рекомендовал, просто я на форуме если с компа на ранчо - Пряник, а если с домашнего или рабочего - Швондер. так оно зарегистрировало.
Цитата kotrad78 ( ) таким образом это не совсем верно рассчитывать ФНЧ на одинаковое сопротивление по входу и по выходу
У меня нет желания дискутировать по этому поводу.
Просто говорю, что ФИЛЬТР НЕ ПРАВИЛЬНЫЙ.
Рекомендую применять РФсимм99, и считать с равными вход-выход.
Можно было бы согласится, если нет проблем. А так если карежит синус - проблемы в неправильном ФНЧ.
Цитата kotrad78 ( ) на работающем передатчике в качестве нагрузки (а не на резисторах в качестве нагрузки) синус получился качественным, без искажений.
Цитата kotrad78 ( ) Есть небольшое искажение синуса снизу, но, это из-за того, что выставлено 40% питающего напряжения.
Тогда же и пояснял почему.
|
| |
| |
| Пряник | Дата: Воскресенье, 2024-Ноя-10, 21:33 | Сообщение # 171 |
|
знающий
Группа: Проверенные
Сообщений: 231
Статус: Offline
| Цитата kotrad78 ( ) что он на вход драйвера выходного каскада модулятора подавал не 100кГц, промодулированные 5кГц синусом, а просто 5кГц меандр?
Какие 5 кгц ?
Какой синус ??
Цитата kotrad78 ( ) Всё же, не думаю, что ФНЧ нужно рассчитывать по RFSim, где нет возможности менять отдельно входное, отдельно выходное сопротивление.
Хотя тема ваша, можете делать, что хотите. Но меня смущает, что участники форума вводятся в заблуждение. А это не правильно.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Воскресенье, 2024-Ноя-10, 22:02 | Сообщение # 172 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 610
Статус: Online
| Сейчас провёл эксперимент.
1. Подал синус 5кГц амплитудой 1В на вход ШИМ и измерил сигнал после ФНЧ модулятора, нагрузка - передатчик, напряжение питания 50В.
2. Отключил ШИМ и подал 5кГц меандр амплитудой 5В на вход оптодрайвера 6N137M, сигнал после ФНЧ модулятора, нагрузка - передатчик, напряжение питания 50В.
|
| |
| |
| melatonin | Дата: Воскресенье, 2024-Ноя-10, 23:40 | Сообщение # 173 |
|
практикующий
Группа: Пользователи
Сообщений: 110
Статус: Offline
| Завал синуса вбок (на 5 кГц) наблюдается только когда "ломается" работа драйвера - т.е. когда он начинает звенеть как не в себя. При напряжениях, когда драйвер работает нормально, завала синуса нет.
Цитата kotrad78 ( ) Подал синус 5кГц амплитудой 1В на вход ШИМ и измерил сигнал после ФНЧ модулятора, нагрузка - передатчик, напряжение питания 50В.
По теории - нет никакой разницы, как произошла гармоника 5 кГц. Она может быть как единственной составляющей исходной синусоиды 5 кгц, так и входить в спектр меандра скважностью 50% частотой 5 кГц (который я подавал), так и входить в спектр ШИМ модулированного меандра частотой 100 кГц. Разложите эти 3 сигнала в ряд Фурье (можно подать на вход SDR и посмотреть в том же HDSDR наглядно) - везде будет гармоника 5 кГц. И она должна пройти через фильтр согласно его АЧХ.
Разница на выходе на этизх картинках обусловлена разным уровнем этой гармоники - т.е. явно ШИМ отрабатывает не на все 0-100. Разница в форме же может быть обусловлена только тем, что в одном из сигналов присутствуют гармоники помимо 5 кгц, но в пределах полосы фильтра, позволяющей получить их с достаточным для визуального наблюдения уровнем.
Сообщение отредактировал melatonin - Воскресенье, 2024-Ноя-10, 23:43 |
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Понедельник, 2024-Ноя-11, 00:32 | Сообщение # 174 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 610
Статус: Online
| Цитата melatonin ( ) Разница на выходе на этизх картинках обусловлена разным уровнем этой гармоники - т.е. явно ШИМ отрабатывает не на все 0-100.
Цитата kotrad78 ( ) 1. Подал синус 5кГц амплитудой 1В на вход ШИМ
ШИМ отрабатывает 0..100%, если ему на вход подавать сигнал около 2В-2.5В. Я же подавал 1В.
У вас есть в осциллографе функция анализатора спектра FFT? Или быть может есть другой анализатор спектра, может на базе программ ПК и звуковой карты? Если есть, измерьте THD этого 5кГц сигнала с градацией питающего напряжения, например 40В, 50В, 60В, 70В, 80В.
А потом, если остались силы)), попробуйте перемотать ФНЧ как предлагал Швондер, чтобы входное и выходное сопротивление были равны. У вас нагрузка 25 Ом? Тогда вот такой ФНЧ:
И точно так же измерьте коэффициент гармонических искажений (THD) при тех же градациях питающего напряжения.
Вот тогда будет видно, какой ФНЧ лучше, мой или Швондера).
Форума для измерения гармоник с помощью анализатора спектра:
 Добавлено (2024-Ноя-11, 03:01)
---------------------------------------------
Цитата Пряник ( ) так сделайте как в РФсимм, и синус выровняется.
Меня интересует другой момент. Почему синус начинает ухудшаться только после достижения определённого напряжения питания? Ведь если бы ФНЧ был "плохой" или "неправильный", то синус изначально был бы сильно искажён?
Пока есть только две версии.
Первая.
И транзистор и диод - приборы ведь нелинейные. До определённого напряжения питания их характеристики одни, а значит и собственное выходное сопротивление модулятора стабильное. Но, после достижения определённого порога напряжения, параметры или транзистора, или диода, или обоих вместе начинают меняться. А значит меняется и выходное сопротивление модулятора, а значит и ФНЧ перестаёт согласовываться, что и вызывает ухудшение формы синуса.
Вторая.
При увеличении напряжения начинают меняться ферромагнитные свойства колец дросселей (китайские, поддельные, некачественные) и/или меняется ESR плёночных CBB конденсаторов (тоже, китайские ведь у всех). В итоге уже сам ФНЧ расстраивается и синус начинает искажаться.
Сообщение отредактировал kotrad78 - Понедельник, 2024-Ноя-11, 00:51 |
| |
| |
| melatonin | Дата: Понедельник, 2024-Ноя-11, 09:00 | Сообщение # 175 |
|
практикующий
Группа: Пользователи
Сообщений: 110
Статус: Offline
| Цитата kotrad78 ( ) У вас есть в осциллографе функция анализатора спектра FFT? Или быть может есть другой анализатор спектра, может на базе программ ПК и звуковой карты?
Самый простой способ (из подручных средств) посмотреть сигнал - записать любым рекордером в wav-файл, потом загрузить в adobe audition или soundforge или какой другой редактор (может бесплатный audacity подойдет), где есть анализатор - и там все видно будет.
Цитата kotrad78 ( ) Вот тогда будет видно, какой ФНЧ лучше, мой или Швондера)
С одной стороны ФНЧ не может "ломать" синус. Он ведь только пропускает гармоники с определенной АЧХ (изменение сопротивления входа/выхода влияет лишь на АЧХ фильтра). То есть "поломка" происходит перед фильтром - ответ надо искать в форме меандра, с ростом напряжения она меняется. С другой стороны, реактивности фильтра влияют на формирование меандра косвенно - на те же наводки на затвор - с повышением напряжения меняются наводки --> меняется форма меандра.
Посмотрите свои осциллограммы на прошлой странице - сигнал на затворе. Он ведь меняется с увеличением напряжения. То есть я бы не искал "темную кошку" (изменение сопротивления с ростом напряжения) - а смотрел бы на выходной меандр и главное на сигнал на затворе.
При чём не обязательно играться с ШИМ. Достаточно проверять изолированно сам драйвер, подавая те же 5 кГц меандр на вход.
Это кстати позволит изучать сигнал, используя звуковую карту. SDR подошел бы для анализа, если бы мы не залезали в область звуковых частот - обычно вход у них зарезан по низким частотам.
Сообщение отредактировал melatonin - Понедельник, 2024-Ноя-11, 09:10 |
| |
| |
| melatonin | Дата: Понедельник, 2024-Ноя-11, 09:47 | Сообщение # 176 |
|
практикующий
Группа: Пользователи
Сообщений: 110
Статус: Offline
| Обратите внимание на вот эту картинку: https://radiorubka.at.ua/_fr/2/s13900245.jpg
Верхняя "полка" меандра падает от начала к концу. Если мне не изменяет память, я такое наблюдал как раз с ростом напряжения - могу ошибаться, не фиксировался на этом. Вот такой спад может дать дополнительные НЧ гармоники, которые пролезут через фильтр и "испортят синус".
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Понедельник, 2024-Ноя-11, 14:27 | Сообщение # 177 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 610
Статус: Online
| Цитата melatonin ( ) Верхняя "полка" меандра падает от начала к концу
Как я понял, это, видимо конструктивная особенность данной схемы. Подавал 80В питание, смотрел сигнал на затворе - эта полка там идеально ровная, то есть её чуть-чуть наклоняет видимо ФНЧ. Но, на это можно внимание не обращать, т.к. при 80В питании эта полка падает на 2В всего.
Так, теперь мои эксперименты. У меня получилось максимально снизить этот ВЧ звон при высоком напряжении. Убрал разрядный затворный диод SF28 и увеличил сопротивление затворного резистора с 20 до 33Ом. Ферритовые бусины: 2 на аноде диода, 1 на катоде, 1 на затворе карбида. Вот результаты:
Из-за того, что увеличился затворный резистор и был убран разрядный диод, при 100В питании на переднем фронте импульса на затворе появился небольшой бугорок. Общая амплитуда на затворе +19В, и этот бугорок 23В, из 25 предельных по даташиту. Это нормально, безопасно, но, думаю, что на такую конструкцию модулятора выше 100В лучше не подавать. 100В это надёжный предел для такого модулятора, для питания передатчика класса Е.
Так, теперь по ФНЧ. Преодолел природную лень и намотал два новых дросселя, сделал ФНЧ по-Швондеру, когда входное и выходное сопротивление рассчитывается одинаковым.
1. Сначала подал 80В на передатчик, минуя модулятор. Потребляемый ток был 3.21А. По закону Ома вычислил сопротивление передатчика при таком напряжении, получилось 80/3.21 = 25Ом. Как и говорил Швондер, отнял от этого значения 20%, получилось 20Ом. Под это значение и рассчитал ФНЧ.
2. Я же изначально проводил эксперименты при 30В питании, на котором сопротивление передатчика получалось чуть выше, 30Ом, поэтому свой ФНЧ рассчитывал под 24Ом. Но, рассчитывал не на одинаковый вход и выход, а на вход 20Ом, а выход 24Ом, с помощью этого сайта - калькулятора: https://markimicrowave.com/technic....gn-tool И выходной кондёр увеличил в два раза - честно, не помню уже почему. Да, и не думаю, что он особую погоду сделает.
В общем, вот две схемы, вверху Швондера, внизу моя:
Подал на модулятор 80В, а на вход ШИМ контроллера подавал синус разной частоты, напряжением 4В п-п. При таком напряжении, как я писал на схеме в 1-м сообщении достигается 0..100% скважность, соответственно 0...100% модуляция. И, само собой будут заметные искажения. Осциллографом встал на выход модулятора, нагрузка - действующий передатчик класса Е, нагруженный на антенну, согласованную на КСВ 1.5. (при таком КСВ и такой антенне при 80В был ток 3.21А, то есть 25Ом)
Графики сверху вниз: 1кГц, 2кГц, 3кГц, 4кГц, 5кГц.
Слева мой ФНЧ, справа ФНЧ Швондера:
Вывод очевиден. На моём ФНЧ искажений немного меньше.
А это сигнал на выходе модулятора, до ФНЧ при 80В питании. Частота ШИМ-а 100кГц (97кГц), скважность выставил 50%. Картинка одна, поскольку график абсолютно одинаковый, что с моим ФНЧ, что с ФНЧ Швондера, разницы нет совершенно никакой.
Сообщение отредактировал kotrad78 - Понедельник, 2024-Ноя-11, 14:35 |
| |
| |
| melatonin | Дата: Понедельник, 2024-Ноя-11, 17:46 | Сообщение # 178 |
|
практикующий
Группа: Пользователи
Сообщений: 110
Статус: Offline
| Что то мне кажется, не там мы проблему ищем. Приехал таки на дачу, подключил сейчас портативный осцилл. Смотрите интересное
Вход платы драйвера - меандр 100 кГц скважность 20%
1. Затвор, питания модулятора нет
2. Затвор, питание 44 вольта
3. Выход IXDD, питания нет
4. Выход IXDD, питание 44 вольт
5. Вход IXDD, питания нет
Продолжение в след. посте
Сообщение отредактировал melatonin - Понедельник, 2024-Ноя-11, 18:41 |
| |
| |
| melatonin | Дата: Понедельник, 2024-Ноя-11, 17:48 | Сообщение # 179 |
|
практикующий
Группа: Пользователи
Сообщений: 110
Статус: Offline
| 6. Вход IXDD, питание 44 вольта
Что касается входа опторазвязки - то картинку прикладывать не буду, там ровненький меандр что с питанием что без него.
Крч. Жуткие наводки идут на вход IXDD - это первопричина, и бороться надо с ней. Бусины, как видите, лечат последствия - затвор самый чистый на фоне входа и выхода IXDD.
Сообщение отредактировал melatonin - Понедельник, 2024-Ноя-11, 18:42 |
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Понедельник, 2024-Ноя-11, 18:09 | Сообщение # 180 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 610
Статус: Online
| Цитата melatonin ( ) сток самый чистый на фоне входа и выхода IXDD.
Сток или затвор?
И на всякий случай уточню, земляной провод осциллографа вы подключали на фантомную массу после DC/DC модуля или на общую массу модулятора?
Сообщение отредактировал kotrad78 - Понедельник, 2024-Ноя-11, 18:11 |
| |
| |
|
