Последнее: детектор нуля и синтез цифрового резонанса.

Эмуляция резонанса в ltspice.

Схема, собранная в эмуляторе LTSpice, состоит из параллельной цепи подвеса и генератора прямоугольных импульсов на таймере. Ниже приведена копия экрана. Как только транзистор отключается, время от времени возникают колебания на резонансной частоте. В электронике используется библиотека LTSpice серии 74hct.

...

Детальный просмотр.

Имеет смысл создать следующую схему . Сразу после выключения транзистора измерьте половину длительности резонансной частоты и включите транзистор на это время.

...

Детальный просмотр.

Вы можете получить сигнал от трансформатора тока. В LTSpice не был найден трансформатор тока (трансформатор КТ). Вместо этого L3 sal? N? Ml? схема L7 и вторичная обмотка? индуктивная связь была использована между. В отличие от трансформатора тока фаза сигнала во вторичной обмотке сдвигается на 90 градусов. В операционном усилителе (U2) использовался фазовый выпрямитель для сглаживания и применения этих различий .

Амплитуда сигнала, поступающего от фактического трансформатора тока во время фазы резонанса цепи, составляет менее 50 милливольт. Этого недостаточно для настройки компаратора. Следовательно, исходный сигнал, полученный от трансформатора тока, должен быть усилен . Однако после коррозии контактов амплитуда сигнала фактического трансформатора тока будет больше, чем вольт. Таким образом, смена операционного усилителя должна быть линейной. Для этого использовался логарифмический усилитель (U6).

D4, C1, R5 генерируют первый пусковой сигнал (заменить на управляемый генератор). Когда транзистор выключен, на частоте коррозии контактов возникают колебания. После усиления в эмуляторе и его фазового сдвига сигнал на входе компаратора должен отражать изменения тока (нулевой переход) в индуктивности L3.

Элементы D6 и R8 обеспечивают начало зарядки конденсатора C2 по переднему фронту сигнала от компрессора U11. Заряд конденсатора прекращается в конце сигнала, поступающего от компрессора U11. В то же время транзистор включается, и конденсатор C2 начинает протекать через цепь R2 D5. Транзистор включается во время разряда конденсатора C2, что определяется схемой R6 D5. Алгоритм, выбранный для определения длительности полупериода, не позволяет изменять частоту в колебательном контуре. Я благодарен за создание высококачественного «клона» прямоугольной пульсации.

Цепи D6-R8 и R6-D5 могут быть удалены. Выбрав схемы R9 и C2, можно достичь времени, необходимого для включения транзистора. Если транзистор открыт в течение четверти периода, то ток, подключенный по амплитуде, не изменится больше, чем если бы транзистор был открыт в течение половины периода.

В реальных оборотах требуется один вибратор для удаления ошибочных переходов через ноль (переходы), что неизбежно сопровождает работу компаратора и других узлов. Импульсы определенной длительности одиночных колебаний переключают D-триггер в выключенное состояние.

Максимальный ток, резонанс при передаче энергии через минимальное напряжение.

Ранее подход рассматривался в колебательном контуре и его резонансе при прохождении тока через ноль. В рассматриваемой цепи сдвиг фаз, используемый для моделирования трансформатора тока, был удален. В результате собрана схема, которая добавляет «энергию» к максимальному току (зеленый свет), который представляет минимальное напряжение .

...

Детальный просмотр.

Нет смысла подробно рассматривать производительность всей цепочки, она избыточна и требует оптимизации. Когда транзистор выключен, конденсатор С13? начинает заряжаться током, который ограничивает резистор R20. В то же время компаратор U16 ожидает нулевого напряжения. Во время перехода к нулю заряд на конденсаторе C13 прекращается, транзистор включается, и конденсатор начинает разряжаться. Как только конденсатор разряжен, транзистор отключается. Время зарядки конденсатора в течение периода отключения выбирается таким образом, чтобы оно равнялось времени его разряда. Разрядный момент конденсатора U21-U22 короткозамкнут D-триггером U17.

Резонансный частотный детектор и цифровой синтез.

Для определения резонансной частоты схемы практической реализации заинтересованы в синтезе и половинной скорости цифровых интерфейсов резонансной частоты .

...

В исследовании использовался электронный счетчик импульсов 74F193PC

...

Детальный просмотр.

Идея этой схемы проста. Когда транзистор выключен, колебательный контур реагирует на гармонические колебания среды на резонансной частоте. , Одновременно с выключением транзистора мы начинаем увеличивать значение счетчика. Счетчик начинает считать импульсы, поступающие от генератора U10-U13 на его вход. Как только начальный сигнал превышает ноль, транзистор включается, и счетчик начинает уменьшаться от текущего значения до минимума (нуля). дегустации. , D-триггер отвечает за направление расчета.

Поскольку количество используемых импульсов не очень велико, резонансная частота «плавает», ограничивая количество пикселей (не более шестнадцати). Интересно, что если транзистор отключится через четверть полупериода, амплитуда тока увеличится, если предыдущая амплитуда начнет уменьшаться.

Резонансный частотный детектор и цифровой синтез.

Для решения проблемы счетчика - максимум 16 импульсов, вы можете добавить еще один счетчик 74F193PC. Это позволяет уменьшить время пульсации генератора и тем самым повысить точность определения частоты. Этот подход иллюстрируется в цикле с двумя счетчиками.

...

Детальный просмотр.

Эта схема 74F193PC не имеет смысла, и более трех метров. Рассмотрим частоту 30 кГц. Половина периода составляет 16 666 665 наносекунд. Получите время отклика логических чипов серии SN74F, равное 10 наносекундам. Максимально возможное значение счетчика составляет 1667. Для 15 кГц это значение в два раза выше. Два счетчика позволяют считать 256 импульсов, три счетчика позволяют считать 4096 импульсов.

Резонансный частотный детектор и цифровой синтез.

Еще одним усовершенствованием схемы станет использование не одного, а двух управляемых генераторов. Первый загорается и работает для увеличения значения счетчика, второй включается, когда его значение уменьшается. Увеличивая или уменьшая длительность импульса второго генератора, можно настроить транзистор на отключение до или после точки перехода через нулевой ток или напряжение. По сравнению с аналоговым методом определения времени отключения транзистора шум не оказывает влияния.

...

Детальный просмотр.

В эмуляторе добавлены шумоподавляющие элементы R12 / C8, C4, C6 для обеспечения работы контактов , что приводит к коррозии .

Практические испытания показали, что логарифмический усилитель AD8307AN не подходит для низкоамплитудного использования входного сигнала. Эмулятор проверял возможность использования одного из циклов AGC (автоматическое управление доходами). Если у кого-то есть контур усилителей, которые работают должным образом с минимальным фазовым искажением от 25 мВ до 250 мВ, я был бы признателен.

Цифровой резонансный синтез частоты (ФАПЧ).

Алгоритм выключения заключается в следующем. Генератор сигналов - это ячейки листа тетради. Когда транзистор выключен (зеленая диаграмма), генератор подключается непосредственно к входу счетчика. Счетчик переключается в режим счета «ячейка» - количество импульсов первого генератора. На датчике тока расчет останавливается на переднем фронте сигнала (желтая диаграмма) - первый генератор выключен, генератор включен, подключен к обратному входу счетчика, а также включен силовой транзистор. Счетчик начинает падать. Когда счетчик достигает нуля, транзистор выключается, а затем включается.

...

Схема проекта Diptrace доступна по этой ссылке. В окончательном проекте были выявлены логические ошибки, печатная плата может не соответствовать фотографиям, показанным на разных этапах проектирования.

...

Детальный просмотр.

Использование двух генераторов обеспечивает большую гибкость. За счет уменьшения и увеличения частоты генератора, подключенного к обратному входу счетчика, момент переключения транзистора (фазы) регулируется. Если вы установите частоту обратного генератора в два раза больше прямого показания - транзистор включится на четверть.

...

Детальный просмотр.

При индукционном нагреве энергия теряется, если транзистор включен более четверти цикла.

Настройка должна начинаться с установки одинаковых частот около 10 МГц для каждого генератора. Генератор включается, когда на его вход подается избыточная мощность (5 / U3.2 и 1 / U1.1).

...

Детальный просмотр.

Тяжелые режимы - это моменты включения и выключения транзистора, которые вызывают высокочастотный «скачок», который приводит к неправильным положениям электрических проводников. От датчика тока информация об изменении фазы передается на вычислительный вход D-триггера. Транзистор включается во время первого прохода через ноль, все последующие радиочастотные операции игнорируются, поскольку триггер уже изменил свое состояние. Отключение транзистора осуществляется путем подачи сигнала сброса на вход «обязательного» триггера, что имеет преимущество перед вычислительными вычислениями. Следовательно, во время операции восстановления импульса,

Ошибка в периоде отключения равна длительности импульса. На частоте 10 МГц - это 100 нс. Для частот до 100 кГц - хороший результат. При переходе на другую элементную базу вы можете работать с частотами 100-150 МГц. Ошибка до 10н. Для частот индукционного нагрева до 200 кГц - это очень высокая точность. При проектировании схемы эта ошибка, которая равна длительности импульса, может быть принята во внимание, и может быть получен абсолютно точный результат получения нуля.

Результат работы показан ниже. Желтый свет - это первый сигнал от генератора, синий свет - это сигнал, который вызывает коррозию контактов. Желтый свет - это меандр от генератора. Его длительность является шаблоном, и генерируется выходной сигнал, аналогичный его продолжительности. Очевидно, что когда частота исходного сигнала изменяется, частота результирующего сигнала изменяется симметрично.

...

Детальный просмотр.

Длительность исходного сигнала измеряется количеством коротких импульсов, которые он содержит. Когда исходный сигнал уменьшается, генератор начинает считать импульсы. На переднем фронте первого сигнала отсчет останавливается, D-триггер меняет свое значение, второй генератор включается и начинается их отсчет. Когда он достигает нуля, D-триггер меняет свое значение.

...

Детальный просмотр.

Качество сигнала, генерируемого стандартным генератором SN74F00, а также размеры осциллографа очень высоки.

...

Детальный просмотр.

Собран стенд для проверки индукционного нагрева. Предварительно собранные сигналы датчиков тока поступают в цепь. Вызывает коррозию контактов при использовании внешнего генератора и последующем отключении. Когда вы приносите заготовку для нагрева, частота делает это изменение.

...

Детальный просмотр.

Суммируя промежуточный результат, можно сказать, что идея регулировки частоты с использованием принципа расчета кратковременных стробирующих импульсов абсолютно работает.

Резонансный синтез частоты (импульсный повторитель).

Схема проекта в Diptraction доступна по этой ссылке. Ранее использовался генератор на основе логических элементов. В этой схеме генератор заменен на генератор с регулируемым напряжением - SN74S124N. Это позволило увеличить рабочую частоту до 40 МГц и выше, что привело к высокой точности и стабильности в фазе.

...

Детальный просмотр.

...

Детальный просмотр.

После того, как печатная плата подключена , необходимо следовать следующему алгоритму сборки и конфигурации. Работа схемы полностью зависит от работы генератора. Не забудьте сначала выбрать генератор, который отвечает за увеличение значения счетчика, чтобы проверить фото ниже. В d-триггере на выходе 6 прыгающие устройства имеют напряжение 11 + 5 В (отключить последнее), равное нулю. На осциллографе необходимо установить рабочую частоту на резисторе R2.

...

Детальный просмотр.

Скучаешь по Меандру? Это вопросы о качестве осциллографа, изготовленного Китайской Народной Республикой. Если осциллограф не работает на частотах 40 МГц, сигнал должен быть взят с одного из выходов измерителя. Он делится на 2,4,8,16. Вам также следует проверить все пятые выводы счетчиков и проверить наличие избыточного сигнала.

...

Детальный просмотр.

После этого второй генератор должен быть установлен на той же частоте, что и первая частота, чтобы включить переключающие устройства и уменьшить значение счетчика.

...

Детальный просмотр.

После этого необходимо подключить контакты к цепи - убедитесь, что D-триггер SN74F74N и ожидающие мультивибраторы установлены на логических элементах SN74F00N и что он работает. Очень важно отрегулировать длительность импульса второго мультивибратора U7.4 / U7.3, когда транзистор снят с контактов и передает шум и ложные срабатывания, показанные на фотографии ниже. Задержка (продолжительность времени переключения) должна составлять до четверти полупериода.

...

Детальный просмотр.

...

Детальный просмотр.

...

Детальный просмотр.

При отсутствии внешнего сигнала возникают короткие замыкания, которые возбуждают импульсы датчика, которые вызывают коррозию контактов. В этом случае включенный транзистор отключается независимо от характеристик трансформатора тока, и затем генерируется стартовый импульс. Его длительность задается резистором R6. Почему такой стимул? В эмуляторе легче понять логическую цепочку его формирования и характера.

...

Пусковой импульс.

То, что происходит на входе датчика тока, когда транзистор включается и выключается на короткое время, подает энергию в схему колебаний. Если мы сравним осциллографию эмулятора, показанную в начале раздела, и колебания, вызванные коротким импульсом колебаний в реальной фазе, следует признать, что они совместимы друг с другом.

Когда транзистор выключен, счетчик загорается в прямом направлении и начинает считать импульсы красного круга генератора - это время, когда счет импульсов прекращается, когда транзистор включен, счетчик переходит в режим реверса и начинается его замедление. Когда он достигает нуля, транзистор отключается.

...

Пусковой импульс. Сигнал на входе трансформатора тока.

Вход (желтый свет) и выход (синий свет) от датчика тока показаны ниже. Датчик имеет прямой и обратный выход. Необходимо использовать тот, который точно повторяет импульсы на входе. Этот выход должен быть подключен к входу PLL.

...

Пусковой импульс. Сигналы на входе и выходе трансформатора тока.

Стенд был собран для резонансных испытаний. Проблема со схемой состоит в том, что датчик фазы обнаруживает изменение фазы (нулевой переход) позже. Замена датчика тока датчиком тока не влияет на коррозию контактов.

...

Схема резонирует.

Короткое видео показывает, как резонансный рабочий контур может изменять резонансную частоту при нагреве в будущем и представлять заготовку в настоящее время.

...

Ошибка установки нуля датчиком тока.

Нетрудно спроектировать правильную транзисторную схему. Для этого достаточно увеличить частоту обратного генератора путем принудительного увеличения времени задержки в мультивибраторе U7.4 / U7.3 , но под контролем датчика тока, когда транзистор включен - проблема все еще не решена. Я благодарен всем, кто делится лучшими практиками.

SMD PLL производительность в счетчиках импульсов.

Начата разработка ФАПЧ на счетчиках импульсов в версии SMD. Электронные и печатные платы формата DipTrace доступны по этой ссылке. Управление частотой генератора DS1077Z осуществляется с микроконтроллера по протоколу I2C.

...

Детальный просмотр.

Копилка.

Импульсные расширители. Sec.

Библиотеки серии LTSpice 74hct

2020 © Все права защищены ( вверх )