RealStrannik.ru

В практике исследований направлений, претендующих на СЕ нередко требуются высокоточные регулируемые быстродействующие многофазные генераторы. При относительно небольших частотах вполне можно обойтись достаточно недорогими многофункциональными микросхемами с зашитой неизменяемой функциональностью, либо относительно недорогими функциональными генераторами, которые задают частоту для многофазных силовых преобразователей. Для большинства случаев этого вполне достаточно. Однако для частот более 50 МГц, для случаев точного регулирования соотношения фаз, для точной автоподстройки импульсных устройств цифровыми методами зачастую требуются индивидуальные решения для высокоточной схемотехники. Задача этой ветки - выдача практических рекомендаций по самостоятельному построению индивидуальных многоцелевых многофазных генераторов, пригодных для репликации устройств направлений Стивена Марка, Дональда Смита, Едвина Грея и многих других.

Генераторы на ИМС средней интеграции со сложной расстановкой импульсов во времени, особенно многоканальные, многофазные - это устройства, которые содержат несколько десятков корпусов. Обычно они создаются не для одного эксперимента, служат порой десятки лет, их схема может часто изменяться. Поэтому достаточно разумно собрать такой генератор на универсальной печатной плате. Обычно получается что-то вроде вот такого устройства:

Проще всего собирать часто изменяемые схемы с использованием микросхем в DIP-корпусах. Их выводы проще паять, достаточно просто менять сгоревшие корпуса.
Самыми лучшими универсальными печатными платами, на мой взгляд, являются платы без металлизации переходных отверстий. Оптимальным является вариант, когда к одной ноге микросхемы можно припаять два провода. Тогда такая плата представляет собой набор большого количества контактных площадок с тремя отверстиями на каждой площадке. Вот очень неплохой вариант универсальной печатной платы. Хорошо изготовленная универсальная плата может выдержать несколько десятков перепаек на каждой контактной площадке.

Далеко не всегда есть возможность приобрести нужную для работу универсальную печатную плату. То не помещается нужное количество корпусов микросхем, то излишки платы приходится отпиливать, то просто размеры не те. В свое время мне удалось освоить методику изготовления печатных плат путем вырезания дорожек на фольгированном стеклотекстолите при помощи самодельного резца. Хочу поделиться ею с теми, кто ее еще не освоил. Эта технология имеет целый ряд преимуществ. При определенном навыке изготовление экспериментальных двухслойных плат вообще не требует травления. Плату на десяток корпусов можно изготовить менее чем за час. Тут же спаять и настроить. Вот пример платы, которую я изготовил в нужный мне размер для настройки микроконтроллерных устройств еще в эпоху, когда у персональных компьютеров была только шина ISA.С тех пор платой постоянно пользуюсь, а уж сколько перепаивал ее, уже и забыл.

Для изготовления подобной универсальной платы сначала делается из фольгированного двухстороннего стеклотекстолита толщиной 1,5 мм заготовка нужного размера. Затем через приклеенный бумажный трафарет сверлятся сквозные отверстия диаметром 0,6 - 0,8 мм. Для изготовления универсальных плат я вообще при помощи линейки тонкой иглой наношу на плату сетку с шагом 5 мм. А далее сверлю отверстия в нужных местах.

Теперь самая изюминка технологии. Надо научится правильно резать медь на поверхности стеклотекстолита. Для этого при помощи наждачного станка изготавливается резец. Его можно изготовить из скальпеля, а еще лучше из обломка ножовочного полотна по металлу. Потом резец следует затупить со стороны острых зубцов при помощи того же наждака и обмотать изолентой. На фотографии самый удобный для меня резак - самый правый. Затачивается длинная сторона профиля резца, а короткая оставляется как есть.

Самый важный момент - правильный захват и движение резцом. Правая рука только задает направление движения резца и угол наклона резца по отношению к поверхности стеклотекстолита. Ни в коем случае нельзя прикладывать правой рукой усилия, предназначенные для резки. Вы не сможете контролировать длину реза, и это закончится травмой.

Усилия для прорезания канавки в меди создает только большой палец левой руки. Правая рука только прижимает при этом резец к поверхности стеклотекстолита. Обхватываем плату левой рукой, либо плотно прижимаем плату к столу опять-таки левой рукой. Надавливаем аккуратно большим пальцем левой руки на торец резца. Резец начинает резать медь. Такой способ позволяет контролировать длину реза с точностью до десятых долей миллиметра.

Обратите внимание на угол наклона резца.

Делаем рез и получаем в меди щель с поднятым краем меди. Разворачиваем плату на 180 градусов и снова делаем рез, снимая поднятую медь. В результате получаем чистый разрез с нужной шириной щели. Удаляем ненужную медь.

Посмотрите еще раз фотографию самодельной универсальной платы. Уже при небольшом навыке вы сможете между двумя ножками микросхемы, расположенными на расстоянии 2,5 мм вырезать проводник. Я вырезаю два проводника.
В заключение небольшой ролик (8 Мб) о резке.
ifolder.ru/28125665
Все, теперь у нас есть технология, которая при возникновении потребности позволит изготовить плату за считанные часы без травления. Лично я беру с собой заготовки плат и убиваю время во время перелетов, в поезде, на занудных совещаниях.
Теперь можно приступать и непосредственно к схемотехнике.

Несколько слов о необходимом оборудовании для успешного построения цифрового генератора.
Прежде всего нужен блок питания. Основной серией для построения быстродействующих генераторов на TTL – логике считаю серию 1554. В настоящее время существенно более дешевым является ее аналог – серия 74AC. Эта серия обладает достаточно большой нагрузочной способностью. Но у нее достаточно высокие требования к источникам питания. Лучшим вариантом будет блок питания на 5 Вольт и минимум на 5 Ампер с точностью поддержания напряжения не хуже 0,1 Вольта, уровнем пульсаций не более 50 мА и защитой от короткого замыкания. Для экспериментальных работ нашей специфики наиболее целесообразным является запитывание разрабатываемы устройств от автомобильного аккумулятора. Поэтому вполне приемлемым можно считать создание стабилизатора на 5 Вольт из 12 Вольт обычного компенсационного типа.
Для настройки генератора следует обязательно иметь мультиметр, как минимум сервисный осциллограф и обязательно цифровой логический пробник. Логических пробников опубликовано множество, поэтому нет смысла приводить их схемы здесь.

Мы будем создавать достаточно гибкий и легко перестраиваемый многофазный генератор. Для этого схему разобьем на три условные части.


В состав многофазного генератора входят генератор прямоугольных импульсов с TTL-уровнями сигналов на выходе G1, многоразрядный делитель частоты CT1 и непосредственно формирователь фаз PF1. В качестве генератора G1 можно использовать как внутренний генератор импульсов, так и внешний генератор или генератор стандартных сигналов в случае, если необходимо применять перестраиваемый и высокостабильный генератор колебаний. В случае использования внешнего генератора на плату многофазного генератора следует установить компаратор с должным быстродействием, который будет преобразовывать сигналы внешнего генератора в прямоугольные сигналы с TTL - уровнями. В качестве внутреннего генератора G1 можно использовать как простейшие перестраиваемые генераторы на TTL - логиле, так и высокостабильные готовые генераторы типа SG-531 (см. прикрепленный файл).
Разрядность делителя частоты CT1 будет определять точность установки фаз на выходе устройства. Например, если использовать разрядность 10, то точность выставления фаз будет составлять 0,1%. Мы для простоты будем использовать в качестве делителя частоты 8-разрядный счетчик, что даст нам точность установления фаз 0,4%.

Буквально несколько слов о покупке комплектующих.
Очень удобно получать информацию о стоимости деталей или покупать детали по приводимым ссылкам на сайте
www.efind.ru
Обращаю ваше внимание, что очень часто стоимость коплектующих российского или советского производства многократно выше зарубежных и при этом намного более качественных изделий.
Так, например, цены на отдельные корпуса используемых мною микросхем серии 74AC варьируются в основном в пределах 5-20 рублей за корпус, в то время как стоимость одного корпуса серии 1554 может превышать 800 рублей за корпус.

Какова схемотехника выходных ключей с драйверами?

1554ие10 пойдет вземен ие8?

Извиняюсь за глупый вопрос постом выше, как реализовать десятичный счетчик на 1554 серии или 74АС? (для схемы pmob11)

HIDE написал:
Ох, это так сильно зависит от конкретной схемотехники. Конкретно с ТПУ намучился я с полевиками и в итоге получил отличное возбуждение коллектора ТПУ на обычных КТ972, притом при 5 Вольтах накачки. Постараюсь в ближайшее время выложить схему.

st79 написал:
Конечно, можно заменить все что угодно в пределах реализации цифрового алгоритма. Я совсем плохо знаю 561 серию. Почитаю и чуть позже нарисую, как заменить. Или дайте ссылку на даташит ИЕ8, если есть под рукой.

val_001,я понимаю,что сначала - результат,а потом апгрейд,но ДЕСЯТКИ корпусов???Неужели только контроллер нам поможет? ТАМ inogda1 говорил,что возможен вообще безмикросхемный вариант - есть идеи? И еще - в первоисточниках есть упоминание об одной катушке на коллекторе,по всей длине - тут,наверное,и фазность не нужна!

HIDE написал:
Никакой микроконтроллер не дотянется по быстродействию до серии 1554. Только программируемая логика. Но для этого нужен соответствующий опыт и квалификация. Получилось ровно 10 корпусов. Это только кажется, что это много. На самом деле это разумная плата за простоту настройки и гибкость расширения. Для совсем простого генератора все равно потребуется 3 - 4 корпуса при очень сомнительных схемотехнических решениях. И никокого сравнения по быстродействию. Я разгоняю свой генератор до 180 Мгц тактовой частоты и соответственно до 10 Мгц чсатоты коммутации при потенциально неограниченном числе фаз. Очень может быть, что многое решает быстродействие. Во всяком случае 840-ых полевиков мне не хватило. Слишком медленно. А разумный апгрейт обязательно сделаем. Главное - получить первоначальный положительный результат. Повторяемый и вразумительный.

val_001,если можно,еще раз подробно и точно о катушках,нужно для проверки одной идейки:длина первички,длина вторички,их длины на каркасе,взаимное расположение и схема подключения к стоку,ширина и частота импульса выброса ???

Для экспериментов 10.02.2012 использовался следующий задающий генератор.


Для частоты коммутации коллектора ТПУ 10 КГц при трех фазах напряжения накачки потребовалась тактовая частота 180 КГц. При указанных на рисунке параметрах времязадающих цепочек величина подстроечных резисторов для указанной тактовой частоты около 10 КОм. Подстроечными резисторами R6 и R7 регулируется частота и скважность сигнала на выходе задающего генератора.

Многоразрядный делитель частоты организован на ИМС 1554ИЕ23 (74НС4520). На одном корпусе ИМС мы можем разделить тактовую частоты максимум на 256. Однако мы будем использовать вход асинхронного сброса R и для начала сделаем счетчик на 18. При таком коэффициенте деления мы достигаем весьма высокой частоты коммутации, поскольку тактовая частоты делится всего на 18 и при этом обеспечиваем достаточно точное соотношение перекрытие фаз. Однако, в случае возникновения необходимости шаг изменения степени перекрытия фаз будет весьма грубым. Мы можем увеличить разрядность деления тактовой частоты. При этом улучшится точность формирования фаз, но упадет максимальная частота коммутации. Возможно, нам и не потребуется высокая частота коммутации. Замечу, что схемотехнически при изменении соотношения точность-быстродействия в определенных пределах схема вообще не меняется, а лишь переключаются провода, в более широких пределах изменения соотношения схема не будет принципиально меняться, а лишь расширяться за счет увеличения однотипных корпусов ИМС. Для упрощения схемы подключение питания к корпусам микросхем далее показываться не будет.

вот импортный аналог чуть быстрее, но он мне недоступен, в 74АС аналогов нет, просто остальные заказал серии 74АС, и один тормоз в схемке иметь не хорошо(561ие8)
а 1554ие23 и 1554ие17 это совсем разные вещи?