Re: Generator RC nie chce zadziałać
: pn, 29 grudnia 2014, 14:23
Romekd pisze:W Twoich wypowiedziach zdarzają się błędy, pewnie podobnie jak i w moichDo jednego z nich przyznałeś się na końcu swojej wypowiedzi, choć widać, że nie przyszło Ci to łatwo (przeczytałem Twojego posta zanim zdążyłeś dokonać edycji i zmienić w nim "to i owo")..
Uznałem za stosowne sprostować tezę jakoby trzy sekcje przesuwnika mogły okazać się niewystarczające do wzbudzenia, bo tak można było zrozumieć Twoją pierwszą wypowiedź. Wystarczą pod warunkiem że tranzystor lub inny objęty sprzężeniem stopień dostatecznie duże wzmocnienie. Przy częstotliwości nieskończenie wielkiej każda sekcja przesunie fazę o 90 stopni, toteż sumaryczne przesunięcie fazy wynosi wówczas 270 stopni. Oczywiście nieskończenie wielkie jest wówczas tłumienie sygnału, wynika z tego jednak że istnieje taka skończona częstotliwość przy której przesunięcie fazy wynosi dokładnie 180 stopni, a poziom sygału na wyjściu przesuwnika jest wówczas większy od zera.
Następnie przeprowadziłem symulację samego tylko przesuwnika fazy w wersji trzy- oraz czteroczłonowej i okazało się że że ten ostatni mniej tlumi sygnał. Uznałem zatem za stosowne uzupełnić tamten post.
Jeżeli i Ty uważasz że popełniłem jakiś błąd konstrukcji swojego zespołu głośnikowego - zabierz głos w stosownym temacie. Na merytoryczne argumenty odpowiem, co innego gdy ktoś sadzi utarte komunały, aby tylko oznajmić wszem i wobec że to co zrobiłem jest do bani bo tak.inni są przekonani o swojej ciągłej nieomylności, przez co wszystkich wyśmiewają, wyszydzają itp. Dodatkowo sądzą, że ci pierwsi tego nie widzą, gdyż napisane zostało to w innym wątku, dziale, lub w ogóle na innym Forum..
Najpierw napisałeś, że dodanie kolejnego ogniwa do przesuwnika fazy nic nie poprawi, gdyż problem rozwiązuje już rezystor włączony w obwód kolektora, bo on również "przesuwa fazę". Szkoda tylko, że przesuwa w drugą stronę, czyli opóźnia fazę, a pozostałe ogniwa przyspieszają.
Ponownie mieszasz dwa systemy walutowe, powołując się w dalszej części wypowiedzi na przebiegi napięciowe oglądane na oscyloskopie. Nie pisałem że rezystor w kolektorze "przesuwa fazę" (i to do tego jeszcze napięcia!) lecz że jest on integralną częścią pierwszego ogniwa przesuwającego fazę prądu jaki dopływa z kolektora. Ostatnim elementem przesuwającym fazę w takim generatorze (ze sprzężeniem z kolektora na bazę) jest kondensator dołączony do bazy, natomiast rezystory polaryzujące bazę do przesuwnika fazowego już się nie wliczają, choć oczywiście i one wywierają wpływ na wypadkowe przesunięcie fazy, a tym samym na pracę generatora. Na ogół negatywny, bowiem za sprawą niezerowej impedancji wejściowej tranzystora w układzie wspólnego emitera tłumią one dodatkowo sygnał, którego i tak za wiele nie ma.
Rozwiązuje problem, ale niestety częstokroć metodą "plastra"No i jak się jednak okazuje dodanie tego dodatkowego ogniwa CR w wielu przypadkach rozwiązuje problem - układ wreszcie zaczyna oscylować..-, o czym słusznie wspomniał Kolega jacekk.
Co innego gdy dodajemy czwartą sekcję z samego założenia, chcąc uzyskać generator w którym przesunięcie fazy w każdej sekcji wynosi dla częstotliwości pracy po 45 stopni, co innego zaś gdy zadaniem tej czwartej sekcji jest wygenerowanie dodatkowego przyspieszenia fazy, którego część spośród trzech uprzednio istniejących sekcji z różnych powodów nie wnosi, mimo że takie było ich zadanie, względnie gdy szkodliwe opóźnienia fazy wnosi kiepski częstotliwościowo tranzystor.
Ależ właśnie tutaj oglądałeś nie to co należało oglądać. Niestety trudno byłoby na oscyloskopie obserwować prąd kolektorowy tranzystora, oraz prąd dopływający z pierwszego (od strony kolektora)kondensatora do dalszej sekcji przesuwnika. Wówczas okazałoby się że wszystko jest na miejscu, tj. faza prądu w kondensatorze jest przyspieszona względem fazy prądu kolektora. Przebiegi prądowe pozwala natomiast bez trudu obejrzeć symulacja, ułatwiając zrozumienie wszelkich niuansów działania układu.No niestety, niekoniecznie.. Wstawiłem do pierwotnego układu tranzystor o fT=5 GHz i faza (przy 1 kHz) nadal pozostawała opóźniona . Dzieje się tak z powodu, o którym wspomniałem już wcześniej.. Tranzystor z rezystorem w obwodzie kolektora ma rezystancję wyjściową zbliżoną do wartości tego rezystora (przynajmniej w zakresie niskich częstotliwości), a obwód przesuwnika fazy obciąża to wyjście kolektorowe. Składowa pojemnościowa w impedancji przesuwnika fazy wywołuje opóźnienie fazy na rezystancji wyjściowej tranzystora (na rezystorze Rk), względem fazy sygnału na bazie tranzystora, przez co przesuwnik musi ją później przesunąć o wartość większą niż 180 stopni..
Rzeczywiście, tranzystor daleko nie w każdym przypadku odpowiada idealnemu źródłu prądowemu sterowanemu prądem, które powinno znaleźć się w zastępczym schemacie takiego generatora. Dwustopniowy wzmacniacz jaki zaproponowałeś - bardziej natomiast odpowiada źródłu napięciowemu sterowanego napięciem, i takie źródło może znaleźć zastosowanie w generatorze, ale przy innej już konfiguracji przesuwnika, zaczynającego się od kondensatora a kończącego się na rezystorze. Po prawdzie, zbliżony był do Twojego układu lampowy pierwowzór takiego generatora. Trioda miała wszak nieskończenie wielką rezystancję wejściową, a stosunkowo małą wyjściową. Jeżeli zatem wzmocnienie napięciowe oporowego stopnia triodowego było większe od 29 (co można łatwo uzyskać z lampami takimi jak ECC81, 83 lub 85 ale ECC82 to już nie) a rezystory przesuwnika miały rezystancję wyraźnie większą od rezystancji wewnętrznej lampy w punkcie pracy - to generator wzbudzał się, i to już przy trzech sekcjach przesuwnika. Oczywiście, istorną rolę pełnił wówczas opornik upływowy siatki, który powinien mieć tyle co pozostałe rezystory przesuwnika, podczas gdy w układzie jednotranzystorowym rezystory w bazie powinny być tak duże jak to tylko możliwe dla uzyskania stabilnego punktu pracy.I znowu wszystko zależy jak na to spojrzeć. Jeżeli weźmiemy jakiś popularny tranzystor krzemowy, np. BC109C o wzmocnieniu 500, to rezystancja wyjściowa naszego układu z tranzystorem V1 wyniesie 4,7 k? (dla Ciebie stanowi to "rozwarcie"), a wejściowa, małosygnałowa, obliczona z modelu Ebersa-Molla dla prądu Ic=1 mA wyniesie 12,5k? (dla Ciebie, dla odmiany, jest to już "zwarcie"..
Przykład z tranzystorem BC109C jaki podałeś istotnie wyłamuje się z "mojej" zasady działania generatora tranzystorowego. Ale to nie znaczy że generator nie zadziała. Zmieni się jedynie jego częstotliwość, inne będą bowiem przesunięcia fazy na poszczególnych sekcjach przesuwnika, zwłaszcza połącznej z bazą. Co do impedancji wejściowej petów, to oszacować można ją bardzo łatwo. Przy prądzie kolektora 1mA rezystancja różniczkowa złącza baza-emiter jest bliska 26 omów (UT/Ic~26mV/1mA) zaś beta tych elementów zawiera się w granicach od 20 do 100, przyjmijmy 60 aby móc zrealizować generator. W takim wypadku rezystancja wejściowa wyniesie 1,5k, będzie więc kilkakrotnie mniejsza od rezystancji występujących w przesuwniku.
Mam inne zdanie na temat symulatorów (konkretnie mam na myśli PSPICE). Wyniki symulacji potwierdzają się bardzo dobrze w praktyce, obecnie prawie zawsze sprawdzam układ na symulatorze zanim go zbuduję. Przeprowadziłem właśnie taką symulację, stworzywszy model peta przy pomocy programu parts.exe już jakiś czas temu, a na obecne potrzeby ręcznie zmieniając betę w pliku tekstowym opisującym model. Gdy wynosiła ona 55 - układ wzbudził się, ale nie było łatwo to osiągnąć, mimo że wzmocnienie było prawie dwukrotnie większe od teoretycznie minimalnej wartości 29. Tamta kalkulacja oparta wyłącznie na analizie samego tylko przesuwnika zakłada bowiem że ostatni kondensator będzie pracował na zwarcie, a wejście wzmacniacza w układzie WE idealnym zwarciem nie jest, choć daleko nie zawsze można uważać że choć w przybliżeniu stanowi ono rozwarcie. Trzeba było bardzo starannie dobrać prąd kolektora, nie za mały bo wtedy wzmocnienie napięciowe stopnia jest niedostateczne, ale też i nie za duży, aby napięcie kolektor - emiter nie było zbyt małe, bo wtedy jego szkodliwa konduktancja wyjściowa rośnie. Natomiast bardzo ułatwiło mi zadanie zwiększenie oporności w kolektorze z 4,7k na 5,6k, aby wynosiła ona tyle co i pozostałe rezystory przesuwnika. Prąd kolektora stał się wówczas mniej krytyczny. Pomogła też eliminacja rezyatora 10k z zasilania bazy i stosowne zwiększenie rezystora od strony minusa baterii, tak aby utrzymać optymalny prąd kolektora (oczywiście, w docelowym układzie taki uproszczony sposób polaryzacji nie wchodzi w grę, pozwolił jednak ocenić możliwości wymagania na tranzystor). Gdy do tego jeszcze zwiększyłem napięcie zasilające, niewiele bo zaledwie do 10V - udało się wzbudzić generator z tranzystorem o becie równej 45. Wychodzi zatem na to że w praktycznej realizacji potrzeba tranzystora o większym wzmocnieniu, co zresztą zastrzegłem w jednym z poprzednich postów. Próbowałeś zamieniać pety, skoro w buforze wyjściowym trafił Ci się lepszy egzemplarz? Z symulacji wyszło mi że przy takim wzmocnieniu układ powinien zadziałać nawet i przy obecności rezystora 10k w zasilaniu bazy, oraz przy rezystorze kolektorowym 4,7k.I tu znowu mamy dowód, że układy działające na symulatorze, w rzeczywistości mogą nie działać (i odwrotnie). Jako V1 użyłem tranzystora MP41A o wzmocnieniu prądowym 45 (dla Ic=1 mA), a jako V2 identycznego, lecz o wzmocnieniu 63. Rezystory i kondensatory miały dokładność nie gorszą niż 1%, a układ nie ruszył.
Kombinować można różnie, wystrzegałbym się jednak wynalazków w postaci niedowzbudzonych generatorów RC mających udawać amplifiltry, choć staly się one istną plagą na łamach "RiK" we wczesnych latach 70-tych. Zdecydowanie lepiej używać do tego celu układów specjalizowanych, takich jak filtr Sallen-Key z wtórnikiem emiterowym, względnie układ z wielokrotnym ujemnym sprzężeniem zwrotnym. Są pewniejsze w pracy, a ich parametry można policzyć, zamiast zdawać się na precyzję ustawienia peerki w bazie.Tego typu układów, z większymi lub mniejszymi modyfikacjami, wykonałem w życiu dziesiątki, podobnie jak zapewne wielu tu piszących Kolegów. Po drobnych zmianach charakteryzowały się zawsze pewnym startem, dużą stabilnością (jeden służył mi w latach 80., jako generator tonu 1750 Hz, do otwierania krótkofalarskich przemienników amatorskich, pracujących na zakresach UKF, inny służył jako generator modulacji CW w transceiverze "Bartek", jeszcze inny robił za generator o bardzo małych zniekształceniach, przy pomiarach sprzętu Hi-Fi w latach 70.). Podobne "niedowzbudzone" układy wykorzystywaliśmy w roli filtrów m.cz. i prostych detektorów częstotliwości (o takich praktycznych zastosowaniach pisał w tym wątku Kolega gustaw353).
Niewątpliwie układ dwutranzystorowy łatwiej jest doprowadzić do wzbudzenia (zwłaszcza z kiepskimi tranzystorami) w sytuacji gdy wzmocnienia brakuje. Aczkolwiek te same tranzystory można było wykorzystać i w inny, być może lepszy sposób, np. w generatorze z mostkiem Wiena. Zresztą jak widać na Twoich oscylogramach - trzeba bardzo starannie dobierać wzmocnienie, aby układ pewnie generował ale też i nie zniekształcał nadmiernie. Niestety małoselektywne obwody RC na ogół słabo tłumią harmoniczne, stąd zwróciłem uwagę na układ z przesuwnikiem dolnoprzepustowym, który tłumił harmoniczne dość wydatnie, zwłaszcza harmoniczne wyższych rzędów. Ponieważ zarazem dzięki symetrycznej konfiguracji wzmacniacza był on zdolny do stabilnej pracy bez silnego obcinania prądów, jak i daleko od wchodzenia w nasycenie tranzystorów - wypadkowe harmoniczne na wyjściu były małe. Co prawda tamten układ wymagał aż czterech tranzystorów.Poniżej różnice w działaniu układu, który w mojej ocenie jest lepszy (GEN1b; moim zdaniem łatwiejszy w obliczeniu i uruchomieniu) i działającego wg Twojej teorii (GEN2b).