|
Новые микросхемы для формирования двухтактного сигнала
| |
| kotrad78 | Дата: Пятница, 2024-Авг-23, 14:39 | Сообщение # 1 |
 опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 609
Статус: Offline
| Лично я пока двухтактные передатчики ещё не собирал, поэтому владею только теорией.
Поэтому, в этой теме предлагаю поискать новые, современные микросхемы (или схемные
решения) для формирования двухтактного сигнала.
Типичный формирователь двухтактного сигнала выглядит примерно так:
Обычно для этих целей берутся какие-нибудь 74HС04 микросхемы,
с помощью которых инвертируют один сигнал. Но, для реальной работы двухтакта,
как я понимаю, нельзя строго одинаково инвертировать сигнал. Потому, что если
сигналы будут строго совпадать по противофазе, то один выходной транзистор не будет
успевать закрываться, когда начнёт открываться второй.
Это приведёт к ненужному нагреву транзисторов, и к снижению КПД. Таким образом,
нужно найти современную микросхему, которой можно было бы плавно регулировать
фазировку прямого и инвертированного сигнала, чтобы в конечном итоге добиться
минимального нагрева выходных транзисторов, при максимальном КПД передатчика.
Попробуем найти такую микросхему или схемное, современное решение?
Сообщение отредактировал kotrad78 - Пятница, 2024-Авг-23, 14:39 |
| |
| |
| shwonder | Дата: Пятница, 2024-Авг-23, 16:15 | Сообщение # 2 |
 просветленный
Группа: Модераторы
Сообщений: 3291
Статус: Offline
| Для двух тактов это прямо необходимо. Немного спасает то , что подается синус на вход, там немного фронты расходятся.
Я занимался этим вопросом. Просто скопировал вот эту схему. Там не обязательно ставить делитель на два, можно получить противофазу и на инверторах. Есть и видео работы.
за основу я взял эту схему. Было давно, но помнится пришлось уточнять некоторые номиналы элементов.
Но это делается быстро. Вот только для разных диапазонов придется иметь разные номиналы.
|
| |
| |
| olegby3838 | Дата: Пятница, 2024-Авг-23, 16:21 | Сообщение # 3 |
|
практикующий
Группа: Пользователи
Сообщений: 135
Статус: Offline
| Цитата kotrad78 (  ) Обычно для этих целей берутся какие-нибудь 74HС04
Это приведёт к ненужному нагреву транзисторов, и к снижению КПД
Не берутся и никто так не делает, кто хоть немного знаком с этой темой.
Сквозняк (сквозной ток), сразу нагреет и попалит выходные ключи. Речи о КПД вообще не может быть.
Дело совсем не в фазировке, ее слиииишком мало, а в DTG, время паузы или мертвое время от. англ. Dead Time Generator (генератор "мёртвого" времени).
Это всегда изначально и обязательно учитывается в схемотехнике. В МС TL494 и многих других, все это уже реализовано по умолчанию.
Если в качестве генератора, делителя и других функций двухтактных преобразователей используются микроконтролеры,
тогда DTG реализуется программно.
Вот как раз на них и можно было бы сделать простой ключевой двухтакт. До десятка мГц точно можно найти не очень дорогие, а вот выше не знаю.
Второй вопрос - их программирование, это тема совсем не моя...
Сообщение отредактировал olegby3838 - Пятница, 2024-Авг-23, 16:29 |
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Пятница, 2024-Авг-23, 19:53 | Сообщение # 4 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 609
Статус: Offline
| Цитата shwonder ( ) Вот только для разных диапазонов придется иметь разные номиналы.
Вот, в этом и есть главный недостаток такой схемы..
Цитата olegby3838Не берутся и никто так не делает, кто хоть немного знаком с этой темой.Сквозняк (сквозной ток), сразу нагреет и попалит выходные ключи. Речи о КПД вообще не может быть.
Берутся и делают, Ракета так делал https://radiorubka.at.ua/forum/8-266-1
Сообщение отредактировал kotrad78 - Пятница, 2024-Авг-23, 19:56 |
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Пятница, 2024-Авг-23, 19:58 | Сообщение # 5 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 609
Статус: Offline
| Цитата olegby3838 ( ) используются микроконтролеры,тогда DTG реализуется программно.
Вот как раз на них и можно было бы сделать простой ключевой двухтакт.
Напишите название микросхем, примерную структурную схему, попробуем подумать
|
| |
| |
| Пряник | Дата: Пятница, 2024-Авг-23, 20:40 | Сообщение # 6 |
|
знающий
Группа: Проверенные
Сообщений: 230
Статус: Offline
| Цитата kotrad78 ( ) и есть главный недостаток такой схемы
Как вариант может на микроконтроллере сделать, но это частота 3 мгц , и поэтому будет запредельная стоимость. И чем городить все это проще сделать переключатель.
Я не настаиваю, но пока альтернативы нет, и я не знаю таких микросхем.
Даже операционник или компаратор на частоту 3 мгц - ценник совсем не детский. Я так думаю, даже не искал.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Пятница, 2024-Авг-23, 21:14 | Сообщение # 7 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 609
Статус: Offline
| А можно ли вот такую микросхему применить? https://www.littelfuse.com/media?r....tasheet
LF2304N
1. Берём любой синтезатор 3МГц
2. Делаем инвертор на 74HC04
3. Подаём два сигнала в противофазе с этого инвертора на входы HIN и LIN микросхемы LF2304N
4. Выходы микросхемы подаём на драйверы верхнего и нижнего транзистора двухтактного передатчика, например на скоростные драйверы IXDD609CI
По даташиту у этой микросхемы Deadtime от 80 до 190нс. Да, это время вручную не регулируется. Но, может быть этого времени будет достаточно, чтобы убрать сквозной ток на 3МГц частоте?
Сообщение отредактировал kotrad78 - Пятница, 2024-Авг-23, 21:16 |
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Суббота, 2024-Авг-24, 22:43 | Сообщение # 8 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 609
Статус: Offline
| Нашёл микросхему, которая идеальна подходит под нашу задачу LF21844N https://www.littelfuse.com/media?r....tasheet
Если к ножке DT на массу поставить подстроечный резистор 200кОм, то деадтайм можно будет регулировать от 280нс до 6мкс.
К сожалению, микросхема медленная и для 3МГц не подойдёт(((... Но, сам факт того, что промышленность производит микросхемы с ручной регулировкой дейдтайма - уже радует!
Надо найти более скоростную мс с таким же функционалом.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Воскресенье, 2024-Авг-25, 01:27 | Сообщение # 9 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 609
Статус: Offline
| Посидев несколько часов на разных сайтах, перелопатив пару тысяч микросхем, прихожу к выводу.
Нужные нам микросхемы, у которых можно было бы вручную регулировать дедтайм, и которые нормально бы работали на 3МГц - есть.
Например: HIP2210 https://www.renesas.com/us/en/document/dst/hip2210-hip2211-datasheet Средняя цена около 4-5$
Если между выводом RDT и массой поставить подстроечный резистор в 100кОм, то время дедтайма можно будет регулировать от 15 до 350нс, что нормально для 3МГц.
Но, есть весьма неприятный минус.. Эта микросхема идёт в корпусе 10 Ld 4x4 TDFN. То есть козявка 4х4мм, у которой нет выводов, есть только контактные площадки под корпусом. То есть, её придётся паять либо феном и паяльной пастой, либо обычным паяльником и жалом, как иголка и под микроскопом.
И такая картина, походу со всеми микросхемами. Если нужно регулировать дедтайм на 3МГц, они все уже идут в таких мелких корпусах.. Или я плохо искал?
|
| |
| |
| Пряник | Дата: Воскресенье, 2024-Авг-25, 19:59 | Сообщение # 10 |
|
знающий
Группа: Проверенные
Сообщений: 230
Статус: Offline
| порылся в своем сарае и нашел плату. Совсем забыл - оказалось , что это я уже на готовой плате делал, был проект такой, и там я добавил еще платку для устройства. Только оно сделано на 74нс04. Но работой доволен.
Недостаток одно диапазонности можно обойти изготовив несколько устройств.
Можно на микроконтроллере, быстром и дорогом. Только надо еще писать прошивку. Алгоритм видится такой : определение частоты, вычисление периода колебаний, установка длительности на 10-20% меньше расчетного, и программирование выходных ШИМ на заданную частоту и длительность.
Не особо сложно, но в наших условиях - недостижимо.
Вот найденное фото того устройства, работа которого на видео. Там на плате еще есть функционал, но то к делу не относится.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Понедельник, 2024-Авг-26, 21:05 | Сообщение # 11 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 609
Статус: Offline
| Перелопатив огромное количество микросхем, так и не нашёл, которая бы нам полностью подходила, поэтому, набросал примерную схему регулировки дедтайма. За основу взял схему из 2 сообщения.
Если картинка будет смазана, то, можно скачать отсюда: https://disk.yandex.ru/i/gF7JbkeqN9NkTA
1. Перевёл схему на современную элементную базу.
2. Микросхемы старался выбирать максимально быстрые, но, чтобы можно было вручную паять, без сильных сложностей. Скорость работы микросхем подписана на схеме, внутри каждой микросхемы. Так же, для удобства подписал, какой нужен корпус микросхемы и от какой компании. И примерную стоимость микросхем.
3. Разработал многодиапазонность, используя варикапы. Как мне думается, так должно сработать.
5. Все современные драйверы спокойно работают от 5В логики на входе, но, для запаса, разработал 7В выход. Микросхема TLV3501AID по паспорту имеет предел питания в 5.5В, но, провёл натурный эксперимент, т.к. они у меня есть. При 8В питании работает, не помирает. Выше поднимать не стал, а для реального применения выбрал питание 7В, этого будет и достаточно и надёжно.
Вот такой сигнал на выходе TLV3501AID, при 7В питании и на частоте 10МГц:
Фронты очень классные для 10МГц.
Теперь вопросы.
1. По паспорту, компаратор MAX961ESA+ работает до 5В логики на входе. У меня эта микросхема была в программе и она отказывалась работать, если на входе было более 2В сигнала. Поэтому, на схеме предусмотрел делитель R1 R2. Но, может, это просто огрехи программы и этот делитель не нужен?
2. Нужен ли R3 в 100кОм? В оригинальной схеме там какой-то ключ, телеграфный или что? В общем, непонятен мне этот участок.
В остальном, всё вроде должно работать. Что думаете?
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Вторник, 2024-Авг-27, 02:37 | Сообщение # 12 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 609
Статус: Offline
| Упростил схему, если использовать 2 диапазона 1.7МГц и 3МГц:
Скачать схему, если в посте будет замылена: https://disk.yandex.ru/i/6IMnCEgIITlMFw
1. Формирователи и усилители меандра TLV3501AID на более медленные и дешёвые лучше не менять, это вообще, отличные микросхемы и цена доступная.
2. Компаратор поставил более медленный и дешёвый MAX913ESA
3. Регулятор дедтайма сделал на одной микросхеме MC74AC02DR2G в корпусе SOIC-14, вместо двух мелких SOT-25, у неё скорость так же меньше, но для 3МГц хорошо подходит.
4. А вот двойной триггер Шмитта в корпусе SOIC-8 или 14 так и не нашёл. Они есть, но для 3МГц слабоваты. Так что, оставил прежнюю, быструю микросхему 74LVC2G14GV в корпусе TSOP6. Это единственная микросхема, которую придётся запаивать игольчатым жалом паяльника + с лупой или микроскопом. Но, у неё есть выводные ножки, так что, запаять можно будет.
Убрал R1 и R2, микросхема компаратора была в программе и стабильно работала от 5В логики на входе.
Регулировку дедтайма так же оставил на варикапах.
В общем, пишите свои мысли. Нормально получилось? Может, какие ошибки или дополнения есть?
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Вторник, 2024-Авг-27, 04:54 | Сообщение # 13 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 609
Статус: Offline
| Получилось смоделировать эту схему в мультисиме. Стали понятны многие вещи)
Ютуб в последнее время работает плохо, поэтому залил видео процесса моделирования сюда: https://disk.yandex.ru/i/OVyjyc3zbpCPcg
Вот часть схемы.
Резистор R2 в небольших пределах регулирует ширину каждого импульса в противофазе. То есть, если его движок стоит в среднем положении, ширина импульсов в обоих каналах равна. Если движок уводить от среднего положения, то ширина импульсов в одном канале начинает становиться шире, в другом уже.
Этот резистор будет полезен, если с вашего ГПД или синтезатора придёт не идеально 50% по скважности меандр. Он может быть 47% или 53%. И вот этот R2 призван уравнять ширину сигналов.
Теперь, самое интересное. Это резистор R4. Именно он регулирует ширину импульсов одновременно и одинаково в обоих каналах.
Например, движок резистора на условных 34%. Ширина импульсов такова, что они накладываются друг на друга, что будет вызывать сквозной ток в транзисторах передатчика и их ненужный нагрев:
Теперь перемещаем движок резистора на условные 62%, ширина импульсов одновременно и одинаково уменьшается, пропадает пересечение, полностью пропадает сквозной ток в выходных транзисторах.
Очень просто и понятно).
Сообщение отредактировал kotrad78 - Вторник, 2024-Авг-27, 04:57 |
| |
| |
| shwonder | Дата: Вторник, 2024-Авг-27, 11:55 | Сообщение # 14 |
|
просветленный
Группа: Модераторы
Сообщений: 3291
Статус: Offline
| с некоторых пор считается плохим тоном размещать файлы на яндекс.ру. Не у всех оно работает.
А вот с варикапами - вполне работоспособный вариант. Мне так кажется. Как ими управлять - есть множество вариантов, у вас самый простой.
Совсем простое устройство и совсем не обязательно его так усложнять, эти мс плохо макетировать(корпуса маленькие) и купить можно не в каждом месте. Там достаточно одного корпуса 74нс14 , или 74нс04, ну и драйверы, и на 10 мгц серия 74НС работает без проблем.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Вторник, 2024-Авг-27, 14:03 | Сообщение # 15 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 609
Статус: Offline
| Цитата shwonder ( ) эти мс плохо макетировать(корпуса маленькие)
Полностью согласен с этим. Тут корпус SO уже нужно со "вторыми глазами" паять, а тут триггер Шмитта ещё меньше..
Тогда, может подскажете, какое выбрать время?
Смотрите, на сайте, где подбирал микросхемы: https://www.lcsc.com/search?q=74LVC2G14GV есть вот такой параметр:
То есть 4.3нс для двойного триггера Шмитта.
Какое можно выбрать максимальное время, чтобы сделать:
- формирователь на 1.7-3МГц
- формирователь на 1.7-10.4МГц
Возможно и получится найти триггер в корпусе SO. Остальные микросхемы уже в корпусе SO.
|
| |
| |
|
