Elektronické počítadlo k ruční vrtačce pro vinutí induktorů

[Lojza1]

Jak jsem tady psal, trochu jsem i zagoogloval, abych nebyl po paměti nepřesný. Všiml jsem si přitom knížky
https://maly.gitbook.io/hradla-volty-jednocipy/predmluva_mentora
Ono je to ošemetné. Nakonec si stejně každý na cestě k dovednostem dříve nebo později a rychle nebo postupně projde solidnějším studiem, pokud na ní vydrží. Ale taková knížka na začátku cesty je od onoho šikovného autora výborným počinem, jakkoliv je trochu obsáhlá a trochu klame, když na potřebu ještě mnohem delšího procesu poznávání, na nedohlednost konečného cíle, dost hlasitě neupozorní. Kdo se chytne, nejspíš dříve nebo později pochopí bohatství dostupných vědomostí motivující k celoživotní zvídavosti. Neodpustím si doplnit, že jen dokud konečně někdo ty internety nezakáže. Snad s výjimkou posledních kapitol se tam my asi nic nového nedozvíme, a přece je třeba už předmluva mentora nějak podnětná. Výklad je blízký tématům zde dotčeným, proto jsem si neodpustil se o knížce zmínit.

[samponek]

[Lojza1]

samponek: Nevím, jestli rozumím otázce nebo jestli si rozumíme celkově. Pokud se na odvrácené straně rezistoru objeví překmit, který na kapacitním děliči paralelní kondenzátor - kapacita vstupu přesáhne rozsah napájení + úbytek na ochranné diodě, ten paralelní kondenzátor možná trochu zatlumí překmit zdroje signálu, spíše se ale nabije přes tu ochrannou diodu. Přes ni tedy projde nějaký náboj do blokovacího kondenzátoru napájení. Napájecí napětí se výrazně nezhoupne a proto ani napětí na výstupech pouzdra. Ale samozřejmě doplním, že ono to není až tak krásné. V takových případech může být vhodné zajistit šumovou imunitu třeba vstupem se Schmittovým klopným obvodem.

[samponek]

Ve skutečnosti je to mnohem složitější. Překmity napětí vznikají na parazitních indukčnostech pod proudem, také zemních smyčkách i pracovních indukčnostech, přívodních vodičích ( také indukčnost, někde velmi škodí, jinde je indukčnost žádoucí)

Záleží, jestli je IO sám na napájeí hladině, kde není žádný odběr, protože i vstupní budící proud hradla 6mA + překmity může snadno převýšit bezpečnou velikost napájecího napětí přes vnitřní diodu.
Při AC proudu 30A a 300V a 500khz jsou překmity úplně všude, na vodičích, tištěných spojích i na kusu plného hliníku s měřícími hroty 20cm od sebe.

Ano 10.2V je kompromis mezi rychlostí, výkonovou ztrátou a bezpečným provozem, odpor, zenerka, tak aby CMOS neviděl co se děje kolem.

Zde je důkaz a zemní smyčky nejsou. "Pouze" je parazitní indukčnost 400nH v jednom Source a to na paseku bohatě stačí.
Když se to blízko zašpuntuje indukčností 70uH, překmity zmizí.
Napájené je to spínaným zdrojem 316VDC 30A, ale ten běží na 10x menší frekvenci (54khz) a nemá to to vliv.

[Lojza1]

Nechci dělat chytrého. Podle mých zkušeností bývá obtížné vůbec připojit osciloskop tak, aby nesledoval, co se indukuje v přívodech jeho sondy. Na plechu asi nic moc nebude. Mnohem horší je to kousíček nad plechem, pokud tam jsou střídavá magnetická pole a ta tam jistě jsou. Je to jasně vidět, když se kolem třeba jen projde se zkratovaným vstupem sondy, aniž by se i vůbec jakkoliv připojila k té věci. Délka vlny je moc krátká, proudy velké a vstupní přívody sondy musejí být proto velmi krátké, pokud má být vidět něco trochu pravdivého. Ale to asi píšu, co tu každý nějak zná. Podle okolností by snad i mohlo mít smysl mít na kablíku sondy několik závitů vhodným feritovým toroidem, ale to se lehko řekne, když na obou koncích něco překáží. Výsledek se zlepší jen částečně, v nějakém ohledu, takže třeba vůbec. Podstatné je, kudy a jak, případně jestli stíněnými nebo i koaxiálními kablíky, třeba i v odrušovacích toroidcích, se v těch magnetických polích vedou logické a jiné subtilnější signály, které není možné frekvenčně omezit.

[samponek]

Nepočítám s indukováním střídavého pole, tam to hodně klesá se vzdáleností a je to nízké napětí, vhodným uspořádáním se to dá omezit.
I když je pravda, pokud je pracovní indukčnost, kde teče výstupní proud ještě pravoúhlý v řádu desítek Ampér v blízkosti vstupního transforátoru, tak dojde vlivem nf kladné zpětné vazby k exponenciálnímu nárustu hlasitosti, lampa na pracovním stole pohasne, fechraly i zdroj zavrčí.
Toho se dá jednoduše zbavit tím, že to zapojíš jako invertující, pak s indukovaným proudem hlasitost klesá, protože se zvětší vazba záporná.

Malé překmity v řádu Voltů neškodí, začínají škodit a brzdit až v desítkách Voltů.

[Lojza1]

To podle popisu vypadá docela špatně. Ostatně pokud je ten vliv tak velký, že sám vede k nějaké významné zpětné vazbě, znamená to nejen nějaké narušení definovaného frekvenčního průběhu zesilovače, ale nejspíš i nelinearitu a související zkreslení signálu. Ještě jsem chtěl připsat, že je důležité, aby spínané silové proudy netekly ve smyčkách s velkou plochou. Spíš třeba dvojlinkou tam a zpět, případně čtyřlinkou kvadrupólově v nějakém feritovém toroidu. Tohle stojí za to dobře promyslet a odladit právě třeba zkratovanou smyčkou na sondě osciloskopu. Moje osobní zkušenost z koncového audiozesilovače je, že jedním se zásadně určujících prvků pro stabilitu i zkreslení byl i správný návrh oboustranného plošného spoje, a to šlo o lineární zesilovač. Jako součást aktivního reproboxu zmíněného zde:
http://www.ebastlirna.cz/modules.php?name=Forums&file=viewtopic&t=100195&postdays=0&postorder=asc&start=15
U něj ale je změřeno celkové nelineární zkreslení (6Ω, 1kHz) typicky při výkonu 1W 0,0004 % a při výkonu cca 65W 0,0013%. Je to subtilnější kategorie.

[samponek]

Plošný spoj je zcela zásadní, je nutné se vyhnout zemním smyčkám i napajecím odbočkám. V třídě D jsou kapacity i indukčnosti na desce spojů někde žádoucí a jinde velmi škodí.
S tou stabilitou je to takový kompromis, aby na výstupu bylo audio třeba 130VRMS, musí být zesílení aspoň 100 a krmení musí mít rozsah 1.5V.

Nejde dát zesílení 400, rozkmitá se to na frekvenci jednotek Hz.

[Lojza1]

Njn. Je to neřešitelné, aby to za něco stálo, a velmi obtížně řešitelné, aby to vůbec nějak fungovalo. Já jsem naštěstí tak hlasitou věc nikdy nepotřeboval.

[samponek]

Jj, při 100V se většina jevů neděje a tím je není potřeba řešit, ale na 300V vyskočí bubáci, kteří byli předtím všude možně schovaní
S těmi tlumivkami a odporem z klobouku KC812 je to zajímavé, klobouk se skutečně chová kondenzátorově vůči elektrodám

[Lojza1]

No jasně, a prakticky pak hlavně skrz klobouk kolektory vůči sobě navzájem. Divil jsem se, jak mi nejde trvale vyrovnat výslednou frekvenční charakteristiku, jak se mění po zapnutí a pak se ukázalo, jaký vliv na to má zapnutá stolní lampička.
Ještě k plošnému spoji a k délce vlny. Cesta je jako u všeho rychlého v miniaturizaci, v metodách chlazení a např. v teplotní odolnosti novějších polovodičů. Díky tomu pak i ve zvyšování modulační frekvence a zmenšování L a C. A hlavně díky tomu ke zkracování a optimalizaci spojů. Tady se asi bude ve výsledných vlastnostech těžko soutěžit s většími a lépe financovanými projekty podpořenými počítačovým modelováním. No a v komerčních projektech také při nějakém teplotním zatížení součástí v naprogramovaném cyklu obměny. Ten drahý vývoj se neustálou obměnou musí zaplatit. Pro uživatele je k úvaze, jestli takový výkon potřebuje.
To ale neznamená, že se to pečlivou a náročnou konstrukcí vůbec nedá udělat funkční i podomácku a s menším zatížením součástí. Třeba s těmi koaxiály a čtyřlinkami, což se zase naopak nehodí pro levnou sériovou výrobu. Nakonec rychlé to sice je, ale v té rychlosti se ještě nemusejí tak moc uplatnit zpětné vazby kolem, celkové rozměry se souvisejícím zpožděním tady proto tak moc nevadí. Principiální omezení je tom, že vedení má nějakou impedanci, ta je na koncích nějak přizpůsobená a nepřizpůsobení se uplatní úměrně délce toho vedení. Tady může být i problém se s tou impedancí dostat dost nízko, i proto ty vícelinky.

[samponek]

Pochopil jsem, že manganozinečnatý H60 má vyšší míčko a cívky vyšší indukčnost. Na jakou frekvenci je to naladěný s těmi kondy a jak moc je to zatlumený s těmi odpory? Můžeš postnout hodnoty ?

Kvůli nejspíš malému ss odporu těch cívek se sice nedá udělat vyvážení nuly, ale to se dá udělat i jinak.

[Lojza1]

O naladění nemá smysl mluvit, nechová se to periodicky. Je to popsané v textu dál, někdo se tam na to ptal. Ano, H60 je tuzemské maximum permeability, frekvenčně nejníž, ale tady to je jedno. Jen podotýkám, že tam nešlo o audio. U audia jde o oblast frekvencí, kde už je zpětní vazba dost utažená. Mně šlo o šum na konci pásma, kde vliv zpětné vazby končí.
Já jsem offset nastavil výběrem součástek a ono tam na něm ani tak moc nezáleží, důležitý je drift (ten ale na offsetu nějak závislý může být, jako na dalších činitelích). Ale proč by se ofset nedal nastavit i trimrem? Nějak jej včlenit do odporů na kolektorech prvního diferenciálního páru. Já jsem vybral dva rezistory s vhodnými hodnotami k danému vstupnímu dvojtranzistoru a se souběhem teplotních závislostí. Reálný trimr by teplotní závislosti nejspíš nějak pokazil.

[EKKAR]

[EKKAR]

[Lojza1]

EKKAR: Nojo, ale u KC810 a podobných jde asi o něco jiného. Pouzdro je spojeno se substrátem a kolektory jsou v něm předotované jako vaničky. Proto i ta kapacita kolektorů vůči substrátu a ve výsledku i mezi nimi navzájem je závislá na předpětí substrátu. Popisuji to tam i s důsledky. Je to monolitický dvojtranzistor, ta vlastnost je nepříjemná, ale jinak to nejde, pokud jsou požadavky na co nejpodobnější a fyzicky nejbližší tranzistory, na diferenciální pár se souběhem vlastností. Není to jako u KC510 a KCZ58/9 (ty jsem ale sám podrobně nezkoumal). Předpokládám, že vf tranzistor má prostě čip na přívodu kolektoru a klobouček je i s vývodem elektricky úplně mimo, jen s normální parazitní kapacitou.