niedziela, 1 maja 2016

Bledy w Application Note 301 , "Signal Conditioning for Sophisticated Transducers" NS

Bledy w Application Note 301 , "Signal Conditioning for Sophisticated Transducers" NS

Oryginalny tekst - Tasword na ZX Spectrum 1984.

Zasilacz do fotopowielacza, ktorego schemat znajduje sie w Application Note 301 , "Signal Conditioning for Sophisticated Transducers" koncernu National Semiconductor, jako pierwszy, rzekomo nia dziala. Wzbudza sie czy raczej generuje impulsy a tranzystory sie po czasie uszkadzaja.

Zasilacze wysokich napiec stalych powszechnie stosowane sa w oscyloskopach. Wymagania na stabilnosc napiecia sa bardzo liberalne. Stosowany jest stabilizowany zasilacz impulsowy flyback lub nieregulowany o wypelnieniu 100% przeciwsobny forward. Wystarczy ze jest on zasilany ze stabilizowanego napiecia. Alternatywnie napiecie kilkuset voltow z uzwojenia transformatora sieciowego podane jest do powielaczy napiecia.
Wysokie napiecie stosowane jest w gazowych laserach laboratoryjnych.
"Wysokim" napieciem jest zasilany dzielnik fotopowielacza a z niego fotopowielacz. Fotopowielcz ma wiele zalet. Jest bardzo trwaly. Ma ogromna czulosc i male szumy. Moze byc wykonany jako szerokopasmowy o pasmie przekraczajacym GHz. Im wiecej stopni powielania czyli dynod ma fotopowielacz tym wieksza jest wrazliwosc pradu wyjsciowego na napiecie zasilania . Wynosi ona typowo, lokalnie ( jest nieliniowosc ) kilkanascie razy co stawia wysokie wymagania na stabilnosc napiecia zasilania.
Zmieniajac napiecie zasilania zmieniamy wzmocnienie fotopowielacza w duzym zakresie ale zmiana ta ( chocby kondensatory filtru prostownika ) jest sila rzeczy dosc wolna. Gdy potrzebujemy szybkiej automatycznej regulacji wzmocnienia fotopowielacza to celowo zaburzamy podzial napiec w przedostatnich stopniach dzielnika fotopowielacza i wzmocnienie radykalnie spada.
Taka szybka regulacja stosowana jest przykladowo w impulsowych dalmierzach laserowych cywilnych i militarnych. Uklad regulacji wzmocnienia ustala wzmocnienie tak duze ze odbierane szumy ( zaleznie od ustawionego zakresu odleglosci ) w czasie oczekiwania na odbicie od obiektu sa na poziomie 5-50% oczekiwanej odpowiedzi. Przy krancowych zasiegach bramka jest otwierana kilkakrotnie i operator przegladajac 3 wyniki pomairu odleglosci wybiera wlasciwy. Przy malych odleglosciach pewnosc pomiaru jest o wiele wieksza.

W "Polprzewodnikowe uklady impulsowe i cyfrowe", Jerzy Baranowski , WNT 1976 na stronie 767 znajduje sie schemat zasilacza wysokiego napiecia 300..2000V. Szkoda ze autor nie podał zrodła. Zasilacz taki jest w USA produkowany od 1957 roku. Dobrze chociaz ze przy przedruku nie popelniono bledow co jest powszechne.
Tak w ogole to w Polsce czy szerzej w innych krajach niz w USA , Japoni czy Europie zachodniej nic oryginalnego nie powstaje. Tak zwana polska tworczosc naukowa to plagiaty i wtornosci. Dokumentacje nowszych urzadzen sa, jak mowi plotka , kradzione przez wywiad ZSRR.

Na pierwszy rzut oka wszystko w schemacie zasilacza fotopowielacza w AN-301 wydaje sie w porzadku. Podejrzenia kieruja sie w strone transformatora ktory ma zastepowac oryginalny model PE6197. Ale ten transformator sterowany generatorem G432 wydaje sie nawet lepszy niz potrzeba.
Kondensator 1 uF z wyjscia z wtornika emiterowago Q4 darlingtona do wejscia ujemnego wzmacniacza operacyjnego to element regulatora - integratora. Jednak ze zdumieniem stwierdzamy ze sprzezenie zwrotne przez niego jest dodatnie !
Przerobienie tego na dzialajacy uklad nie jest proste. Transformator typu PE6197 przeznaczony jest do przetwornicy przeciwsobnej zasilanej napieciem max 28V i daje napiecie 1250 V. Tymczasem przetwornica w AN-301 zasilana jest maksymalnie napieciem -15 ... +28V. Tlumaczy to uszkadzanie tranzystorow
W koncu tworze mocno zmieniony schemat zasilacza. Pracuje bardzo ladnie i jest stabilny. Tranzystory przetwornicy sa zimne. Q4 musi sie grzac bo pracuje stratnie jako liniowy regulator szeregowy.
Czulosc uzytego fotopowielcza jest niewiarygodnie wielka !



Skoro byl jeden blad to moze ich byc wiecej. Skoro to jest takie Sophisticated czyli wymyslne, wyrafinowane.
Kolejny schemat pokazuje dokladny uklad do wspolpracy z transformatorem roznicowym do pomiaru polozenia - przesuniec LVDT. Napiecie sinusoidalne generuje prosty uklad z tranzystorem Q1 objety trzystopniowym gornoprzepustowym filtrem - przesuwnikiem RC napiecia. Generator taki ma stosunkowo niewielkie znieksztalcenia nieliniowe, kilka procent. Napiecie z generatora podane jest do wzmacniacza operacyjnego A1 o wzmocnieniu ustalonym na 5 i steruje LVDT. Napiecie to jest tez podane do detektora idealnego na wzmacniaczach A1B i A1C i porownane z napieciem odniesienia w regulatorze calkujacym na wzmacniaczu A1D ustala napiecie zasilania generatora na Q1 tak aby uzyskac na LVDT stabilne napiecie zasilania LVDT.
Na pierwszy rzut oka wszystko wydaje sie byc w porzadku. Ale do wzmacniacza A1A sygnal podano z kolektora tranzystora Q1. Na tle wiekszego napiecia stalego jest mniejsze napiecie zmienne ! Wzmacniacz A1A bedzie nasycany lub nasycony i na pewno nie bedzie to dzialac wlasciwie. Wystarczy napiecie dla niego wziac za piewszym ogniwem RC przesuwnika. Czyli blad popelnil skladacz i nikt go nie wylapal. Co ciekawe wadliwe polaczenie jest ukosne i jest tylko jedno ukosne polaczenie w calym ukladzie ! A wystarczy tylko krotka kreske pionowa dac z punktu polacznia rezystora 2.7K i kondensatora 0.05. czyli ktos wykazal sie poczuciem humoru ale zarazem dal naprowadzajaca wskazowke.


Kolejny schemat do czulego i dokladnego akcelerometru ma ta sama wade z generatorem, znow jedyna ukosna kreska ! Akcelerometr taki moze byc integralna czescia cennego systemu Rate Gyro, na przyklad w systemie nawigacji inercjalnej. W schemacie jest kolejna bzdura. Napiecie do komparatora A2B wytwarzajacego sygnal kluczujacy dla FETa demodulatora synchronicznego jest wziety z wejscia ujemnego wzmacniacza A1D gdzie jest przeciez virtual ground. Galaz rezystor 10K , kondensator 0.1 , trymer 25k i kondensator nalezy przesunac w strone LVDT o ca 2 cm i zasilic sinusoida z rezystora - bocznika 100 Ohm.


Schemat dotyczacy zasilania dla sensora Flux Gate czyli po polsku transduktora pomiarowego. Flux Gate jest niezwykle czulym i dosc dokladnym sensorem pola magnetycznego. Ma mnostwo zastosowan, takze w nawigacji.
Wyjscia ukladu CMOS CD 4047 zasilanego napieciem 15V bezposrednio steruja bazy tranzystorow ? To prawie zwarcie do GND. Uklad bedzie cieply lub goracy i po czasie sie uszkodzi. Napiecie za rezystorem zasilajacym transformator 10 Ohm teoretycznie bedzie mialo 7.5V i uklad bedzie pobieral prad az 0.75A . Nie z tym tranzystorami. To jest chyba raczej szkic a nie schemat ideowy.
O ile mozna podejrzewac ze bledy w dwoch poprzednich schematach powstaly przy edycji rysunkow to ten schemat to kompletna bzdura.

1 komentarz:

  1. Takich bzdur jak opisane w tym artykule jest bardzo dużo i można się na nie nabrać. Wystarczy chwile pokombinować.

    OdpowiedzUsuń