|
Простой ГПД на 1.7МГц и 3МГц на микросхеме LTC1799
| |
| kotrad78 | Дата: Понедельник, 2025-Май-19, 22:18 | Сообщение # 31 |
 мастер
Группа: Пользователи
Сообщений: 951
Статус: Offline
| Структурная схема планируемой терморегуляции.
1. Берём 10Вт резистор, вот такой: https://aliexpress.ru/item/1005001897948520.html Китайские ватты всегда надо делить на 3, поэтому для 12В питания выбираем резистор на 36Ом. На нём будет выделяться около 4Вт, и греться он будет градусов до 100. Что, думаю нормально и для прогрева платы и чтобы сам резистор быстро не сгорел.
2. Убираем с платы реле (или оставляем, если лень) и ставим любой низкоомный мосфет:
3. Сам корпус изнутри оклеиваем кусками пенопласта (или не оклеиваем, если лень). Можно взять пенопластовую плитку, которой потолки оклеивают. У неё толщина 3-4мм, стоит копейки, есть в любом магазине, легко режется ножницами и эффективно задержит тепло внутри корпуса. Не идеально, конечно, но, лучше, чем без него.
4. Нагревательный резистор, у которого есть ушки крепления, через термопасту крепим прямо на медный полигон платы, примерно в 5-6см от LTC микросхемы и задающих резисторов. В двух сантиметрах от нагревателя к плате под болт крепим термодатчик. Между термодатчиком и микросхемой остаётся около 2см.
Тепло не распространяется мгновенно, и не охлаждается мгновенно. Любой материал имеет тепловую инерцию. И это очень здорово!!
Терморезистор в 2см от нагревателя будет срабатывать, например на 50 градусов - выключить нагрев, 47.8 градусов - включить нагрев. Дельта 0.2 градуса. Тепло уходит дальше, к микросхеме и резисторам, снижается градусов до 40. А поскольку всё нагретое инертно, то микросхемы и резисторы будут практически всегда под одной температурой.
То есть, дельта нагрева - остывания будет менее 0.1 градуса.
Таким образом, стабильность частоты ГПД будет практически равна стабильности синтезатора.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Вторник, 2025-Май-20, 01:44 | Сообщение # 32 |
|
мастер
Группа: Пользователи
Сообщений: 951
Статус: Offline
| Цитата kotrad78 (  ) Структурная схема планируемой терморегуляции.
Расчёты расчётами, а натурные испытания лучше. Провёл эксперимент, структурная схема 50/50 верна и не верна.
Взял плату от прошлых опытов, прикрутил на неё через термопасту 100Вт 75Ом резистор. К одному из его ушек прикрутил терморезистор термостата. На термостате выставил 55 градусов, гистерезис 0.2 градуса, то есть, нагрев резистора до 55 градусов - отключение - остывание до 54.8 - включение. На резистор подал такое напряжение, чтобы выделение тепла было 5Вт. 4Вт, как планировал ранее оказалось мало, медленно всё прогревалось.
Всю конструкцию поместил в картонную коробку, туда тепловизор, и все щели заклеил скотчем.
На тепловизоре установил 4 датчика:
P0 - сам резистор
P1 - плата прямо рядом с резистором
P2 - плата в 17мм от резистора
P3 - плата в 30мм от резистора.
Запустил всю систему и дал 20 минут на прогрев. Всё работало исправно, резистор нагревался, реле щёлкало, отключая его. Резистор остывал, реле щёлкало, включая его.
Затем включил запись и записал 10 минут показаний тепловизора. После этого, через каждые 30 сек снял показания всех 4-х датчиков.
Датчик 0: 61.6, 59.5, 60.1, 62.0, 64.2, 64.0, 62.1, 60.0, 59.8, 61.5, 63.7, 64.3, 62.5, 60.4, 59.5, 61.0, 62.9, 64.1, 63.2, 61.1, 59.3,
Датчик 1: 56.2, 55.1, 54.7, 55.6, 56.7, 57.3, 56.8, 55.6, 54.7, 55.3, 56.4, 57.3, 56.9, 55.7, 54.8, 55.0, 56.0, 57.0, 57.3, 56.1, 55.1,
Датчик 2: 48.1, 47.6, 47.3, 47.3, 47.6, 48.1, 48.3, 47.9, 47.4, 47.1, 47.4, 47.8, 48.3, 47.8, 47.6, 47.2, 47.2, 47.6, 48.4, 48.1, 47.8,
Датчик 3: 40.6, 40.7, 40.7, 40.4, 40.3, 40.2, 40.8, 40.9, 40.7, 40.6, 40.2, 40.2, 40.7, 40.7, 40.9, 40.6, 40.1, 40.1, 40.7, 40.7, 40.8,
В итоге, вычислил гистерезис (дельту, D) для каждого датчика, то есть, разницу между минимальной и максимальной температурой:
Итог.
1. Предположение о том, что, чем дальше микросхема LTC будет от нагревательного резистора, тем меньше будет дельта температур оказалась верно. А как мы уже знаем, для максимально стабильной частоты ГПД, дельта нагрева микросхемы и всех элементов должна быть как можно ниже. Эксперимент прошёл удачно.
2. Начальная мысль, что датчик температуры нужно разместить между микросхемой и нагревательным резистором оказалась не верна. В текущем опыте терморезистор стоял прямо на резисторе. Но, из-за его больших размеров, у него очень большая теплоёмкость. То бишь, реле отключало нагрев резистора строго при 55 градусах, но, по инерции он ещё продолжал разогреваться на 2-3 градуса. И, всё это передавал на плату. Обратный процесс такой же. Реле включало нагрев при 54.8 градусов, но, резистор большой и нагревался медленно. В этот момент, все точки на плате продолжали остывать, увеличивая дельту.
Заключение.
1. Термостат для ГПД на китайской плате за 1$ работает отлично.
2. Реле в термостате нужно убирать и менять на мосфет обязательно, слишком часто щёлкает, на долго контактов из китания не хватит.
3. Нагревательный элемент не должен быть большим. Он должен быть как можно меньше, а термодатчик нужно крепить прямо на него! Тогда гистерезис в 0.2 градуса будет уже актуален.
4. Элементы, которые нужно застабилизировать по теплу должны стоять как можно дальше от нагревательного элемента.
В общем, сейчас буду думать, что выбрать в качестве нагревателя. Мысли и идеи приветствуются).
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Вторник, 2025-Май-20, 12:22 | Сообщение # 33 |
|
мастер
Группа: Пользователи
Сообщений: 951
Статус: Offline
| Провёл следующий эксперимент. В качестве нагревателя - 2512 смд резисторы. 2шт, по 10Ом, параллельно. Подал на них 3.5В, ток 0.68А, на резисторах выделяется 2.39Вт.
Вариант 1.
В плате просверлил отверстие рядом с резисторами, через термопасту на медный полигон прикрутил терморезистор. Жёлтая линия - путь тепла.
Вариант 2.
Просверлил отверстие впритык к резистору, подложил шайбу для выравнивания датчика и прикрутил его через термопасту, чтобы он касался корпуса резистора.
Всё это дело так же разместил в картонной коробке, дал 20 минут на прогрев и снял дельту температур на другом конце платы.
Вариант 1.
Резистор 2512 96.1, плата 42.8
Резистор 2512 54.0, плата 43.9
Дельта платы 1.1С
Вариант 2.
Резистор 94.0, плата 36.8
Резистор 49.4, плата 37.4
Дельта платы 0.6С
Итог.
1. 2512 резисторы отлично работают в качестве нагревателя. Очень быстро нагреваются, очень быстро остывают.
2. Чтобы продлить им жизнь, желательно не нагревать их выше 65-75 градусов. А это значит, что 2штуки для нагрева всей платы мало. Нужно штук 7-8 параллельно.
3. И самая основная проблема, которая всплыла - очень большая инертность самого терморезистора.
Точнее, не самого терморезистора, а кожуха с крепёжной петелькой. Я не знаю, из чего он сделан. Пробовал зачищать ножом - металл блестящий, но не медь. Пробовал паять - не лудится. И не магнитится. И самое главное - держу пальцами, пытаюсь залудить, тепло вообще очень медленно передаётся. То есть, какой-то сплав константана или ещё чего.
Основная проблема, как видите по рисункам - огромная дельта нагрева и остывания 2512 резисторов. И даже когда терморезистор прикручен прямо на корпус смд - дельта нагрева всё равно 40 градусов. То есть, родной термодатчик с кожухом - петелькой под болт - не годится. Для того, чтобы LTC микросхема ГПД и задающие резисторы имели максимально ровный нагрев, 2512 нагревательные резисторы должны нагреваться градусов до 65-75, но, иметь минимальный разрыв между горячим и холодным состоянием.
То есть, чтобы тепловая волна от них, идущая на плату имела минимальную амплитуду!
Пока на мысль приходит следующее решение:
1. Промышленность выпускает NTC резисторы на 10кОм в 0805 корпусе https://lcsc.com/product....81.html Есть в более крупном 1206, но, у них ТКС не подходит под китайский модуль(((.
2. В общем, можно сделать так. Сначала запаиваем 0805 терморезистор, а затем, прижимаем к нему вплотную один из нагревательных 2512 и припаиваем. Как мне кажется, такое близкое расстояние будет очень быстро нагревать терморезистор, а значит термореле будет быстро включать и остужать нагревательные 2512.
|
| |
| |
| shwonder | Дата: Вторник, 2025-Май-20, 13:08 | Сообщение # 34 |
 просветленный
Группа: Модераторы
Сообщений: 3323
Статус: Offline
| я предлагаю не тратить напрасно время.
Чем вас пугают синтезаторы ?
Очень все просто, и даже печатка не нужна, на макетной плате , проводками , за три часа (с длительными перекурами) можно спаять . И по деньгам совсем даром.
Обычную трех точку, на кт315м и катушке на деревянном каркасе, поместить в такие условия(картонная коробка) и будет вам безмерная радость. А ставшее не занятым время потратить на развитие схемотехники на кт315х, или на синтизаторы.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Вторник, 2025-Май-20, 13:08 | Сообщение # 35 |
|
мастер
Группа: Пользователи
Сообщений: 951
Статус: Offline
| Поискал получше, есть подходящие 10кОм NTC в корпусе 1206 B57621C5103J062 https://www.mouser.com/Product....g%3D%3D от TDK/Epcos по линейности и сопротивлению подходят к китайскому термостату.
Сравнил под микроскопом 2512 и 1206, выводов не касаются, так что, можно делать.Добавлено (2025-Май-20, 13:11)
---------------------------------------------
Цитата shwonder ( ) Чем вас пугают синтезаторы ?
Ничем не пугают. Просто интересен сам процесс создания ГПД только из деталей, без программирования. Просто ради научного интереса. Сейчас вот, термостабилизацией занимаюсь, тоже увлекательно весьма получается.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Среда, 2025-Май-21, 04:02 | Сообщение # 36 |
|
мастер
Группа: Пользователи
Сообщений: 951
Статус: Offline
| Разработал финальную, 3.1 версию ГПД.
1. Два диапазона:
"Пионерка": ~ 1.1 - 2.3МГц
"Тройка": ~ 2.8 - 3.3МГц
Смена диапазона тумблером (которое включает реле).
2. Смена частоты многооборотным проволочным переменником 10кОм.
3. Терморезистор для термостата разместил между нагревательными 2512 резисторами. По идее гистерезис нагрева резисторов должен стать заметно меньше.
4. На плате предусмотрел перемычки из константановой проволочки 0.3мм. Они нужны, чтобы тепло платы не уходило наружу по питающим и сигнальным проводам.
5. Плату планирую крепить внутри корпуса на 3 пластиковых болта, и на один стальной (левый, нижний), чтобы обеспечить экранное соединение корпуса с массой. Пластиковые, чтобы тепло платы не уходило на корпус.
6. Про корпус уже писал выше, заказал маленький, вот такой: https://aliexpress.ru/item/1005005476768440.html Его внутри оклею пенопластовыми пластинами от потолочной, декоративной плитки.
7. На плате длинный вырез медного полигона, это для того, чтобы тепло от нагревателя шло в сторону LTC микросхемы и задающих резисторов. Поскольку плата будет нагреваться, реле диапазонов разместил прямо около LTC. Это хорошо для стабильности сигнала. Реле же само по себе греется меньше, чем будет нагреваться вся плата.
Пару дней обожду, если новых идей не появится, отправлю на завод, в производство.
Если 1206 терморезистор сработает, общая стабильность частоты может получиться очень высокой.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Среда, 2025-Май-21, 07:26 | Сообщение # 37 |
|
мастер
Группа: Пользователи
Сообщений: 951
Статус: Offline
| Цитата sobiratel2023 ( ) А вот размер микросхемы огорчает
Пришёл ответ с завода печатных плат
Да, они могут запаять мелкие детали.
- минимальный заказ 5 плат - 8$
- далее идёт цена микросхем 5шт и работа по их запайке, 29$ и 19$
- доставка 8$
Итого 64$
В общем, такое себе "удовольствие"))) Найти увеличилку и запаять самому выйдет в 3 раза дешевле.
|
| |
| |
| sobiratel2023 | Дата: Среда, 2025-Май-21, 09:52 | Сообщение # 38 |
 любопытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 53
Статус: Offline
| Подкину идею по верньеру ГПД без встроенного редуктора,в пропорции ручка должна выглядеть както так...
Сообщение отредактировал sobiratel2023 - Среда, 2025-Май-21, 12:05 |
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Пятница, 2025-Май-23, 04:00 | Сообщение # 39 |
|
мастер
Группа: Пользователи
Сообщений: 951
Статус: Offline
| Случайно обнаружил, что в запасе оказывается есть мелкие NTC терморезисторы, типа таких, MF52A103F 3435, не помню уже когда и где покупал, вот тут похожие: https://aliexpress.ru/item/1005005292058861.html
Согнул ножки и припаял так, чтобы капелька касалась резисторов:
Терморезистор подключил к термостату, калибровку не делал, т.к. она в этом устройстве особо не нужна. Всё снова засунул в картонную коробку и дал 20 минут прогреться.
Результаты.
1. Как и предполагал, терморезистор теперь быстро нагревается, быстро остывает. На термостате выставлен нагрев 54.8, отключение 55. Реле щёлкает примерно 1 раз в секунду. Видео, со звуком:
ссылка на видео, у кого ютуб не грузит: https://disk.yandex.ru/i/0_ypwUdfTp0tCA
2. Дельта нагрева 2512 снизилась с 40 градусов, до 15-20 градусов.
Остывание:
Нагрев:
На фотках две точки нагрева платы: вверху слева, у отверстия крепления, и внизу справа, около тёмного, квадратного выреза на плате. Дельта нагрева в этих двух точках примерно одинакова, 0.2-0.3 градуса (вместо 0.6-0.7 в прошлом эксперименте).
Заключение.
1. Тепловизор у меня бытовой, Ifiray P2 pro, с точностью 0.1 градус. Но, производство то китайское, поэтому точность может быть хуже. Так что, реальная дельта в точках на плате может быть меньше.
2. Эксперимент прошёл удачно и ещё раз подтвердил теорию - чем дальше от нагревательного элемента и чем меньше амплитуда температуры нагревателя, тем стабильнее температура в концах платы.
3. Согласно даташиту на LTC генератор, при 3.3МГц её нестабильность при изменении температура на 1 градус - около 150Гц. С текущим термостатом, если тепловизор не врёт, стабильность получится 20-40Гц. Может быть выше.
Думаю, отличный результат для АМ и SSB приёмников, хороший результат для АМ передатчиков и удовлетворительный для SSB трансиверов.
Есть только два вопроса.
1. Нужно ли термокаплю чем-то клеить, заливать к резисторам? Невысыхающей термопастой КПТ-19 капнуть сверху? Эпоксидкой, термоклеем? Или и так норм?
2. Реле в термостате менять на мосфет однозначно, это понятно. Но, на сколько хватит самих 2512 резисторов, если каждую секунду они нагреваются, остывают до 50-70 градусов?
|
| |
| |
| sobiratel2023 | Дата: Пятница, 2025-Май-23, 08:34 | Сообщение # 40 |
|
любопытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 53
Статус: Offline
| Ну если между термодатчиком и нагревательным элементом будет термопаста,хуже уж точно не станет,скорее наоборот,лучше.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Суббота, 2025-Май-24, 17:06 | Сообщение # 41 |
|
мастер
Группа: Пользователи
Сообщений: 951
Статус: Offline
| Нашёл отечественный прецизионный резистор из платины (или палладия), стабильность по паспорту 80ppm/С, многооборотный СП5-44-01-1
Схема:
Стабильность частоты получилась лучше 100Гц/С
Видео:
ссылка на видео, у кого ютуб не грузит: https://disk.yandex.ru/i/pqRVE0KdkVvKwg
На частотомере специально выставил десятки Герц. После 1 минуты на видео приближал камеру к резистору и руку. Ёмкость руки, камеры, немного меняли частоту, то есть, надо всё экранировать.
В любом случае, результат очень хороший. Как говорится, собранный "на коленке" ГПД, без экранировки, без стабильного питания, без тепловой изоляции и имеет стабильность лучше 100Гц. Для приёмников - уже такой вариант отличный, для передатчиков хороший.
Важные моменты, если кто будет повторять упрощённую версию.
1. Вывод 3 SET очень не любит никакой ёмкости!! Чем больше ёмкость между 3 ножкой и массой, тем шире "джиттер", т.е. дрожание частоты. По даташиту рекомендуется монтаж не более 10пф между 3 ногой и массой. Поэтому, задающий резистор R2 нужно паять впритык, как можно ближе к 3 ноге.
2. Я этого не делал, но производитель рекомендует 4 ногу DIV шунтировать 1нф керамическим, C0G кондёром, если используется режим, когда этот вывод ни к чему не подключён.
3. Зачем нужен постоянный резистор, параллельно переменному? Для улучшения температурной стабильности, которая влияет на частоту.
- если у вас советский проволочный, "военный" или ещё какой крутой - параллельный резистор имеет смысл ставить с ppm лучше 10.
- если у вас китайский проволочный, у которого ppm обычно около 100-150, параллельный резистор нужен, но только SMD, с ppm 5-25. Если припаяете обычный, выводной, у которого ppm обычно 120-200, или ничего не произойдёт, или стабильность частоты станет чуть хуже.
- если у вас американский проволочный, типа BOURNS, купленный у официального поставщика (а не подделка за 3-5$ на Али), то у него ppm менее 50. Параллельно имеет смысл ставить только SMD с ppm лучше 10.
4. Обычные, резистивные переменники типа WH ставить не рекомендуется:
У них ppm 800-1000, с ним частота будет плыть на 600-900Гц. Ну, или в крайнем случае его так же можно зашунтировать постоянным, частота будет плыть на 150-200Гц. Для самого, самого крайнего случая сойдёт, для приёмников только.
p.s. Плату для термостабильной версии ГПД отправил на завод.
Сообщение отредактировал kotrad78 - Воскресенье, 2025-Май-25, 11:25 |
| |
| |
| shwonder | Дата: Вторник, 2025-Май-27, 12:05 | Сообщение # 42 |
|
просветленный
Группа: Модераторы
Сообщений: 3323
Статус: Offline
| такие сложности. Вместо простого ГПД.
Добавлю вариант, опробованный.
https://www.ur5ffr.com/viewtopic.php?t=9
краткое содержание темы :
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Среда, 2025-Июн-11, 20:12 | Сообщение # 43 |
|
мастер
Группа: Пользователи
Сообщений: 951
Статус: Offline
| Китайский поставщик деталей последние 2-3 недели болел, поэтому и у меня был перерыв с экспериментами, не мог покупать детали. Сейчас всё стабилизируется. Приехал китайский переменник многооборотный, которыми обычно на Алиэкспрессе торгуют, вот такой, BOCHEN https://lcsc.com/product....43.html
Американский многооборотник BOURNS заказывать не стал, 12-14$ - природная жаба не позволила)).
Так же приехала китайская цифровая шкала, которая может измерять до 1Гц. Брал тут: https://aliexpress.ru/item/1005007442287352.html К сожалению, продаван не проверяет шкалы перед отправкой и мне попался брак, последний индикатор с герцами некорректно цифры показывает. Наблюдению особо не мешает, но, неприятно, так что, если кто будет брать, лучше у другого продавца поискать.
Результаты стабильности частоты в течение 1мин:
Ссылка на видео, у кого ютуб не работает: https://disk.yandex.ru/i/WTct6gSOkCChCA
Стабильность получилась около 40Гц.
При том, что генератор сделан "на коленке", на проводках, без экранирования, из китайской рассыпухи, на самых дешманских выводных резисторах с высоким PPM и без стабилизации питания. Результат хороший и для приёмников и для передатчиков. Так что, ГПД имеет право на жизнь.
Скоро приедет плата и термостабильные детали, буду делать всё по даташиту + с термостабилизацией.
|
| |
| |
|
