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Generatore onda triangolare

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[41] Re: Generatore onda triangolare

Messaggioda Foto Utentecarloc » 25 mar 2011, 0:11

Ho fatto due conti per la parte dell'impostazione della frequenza....partirei da questa sezione di schema


il datasheet si contraddice un po' sui numeri, infatti prima dice f=1/RC (senza la Rc dello schema sopra) e poi invece TR1 è internamente collegato ad una sorgente di tensione di 3V a bassa impedenza e la frequenza dipende dalla corrente "estratta" come f=\frac{320 \cdot I_T}{C} mA,uF,Hz

ma considerato Vt=3V e valida la prima, nella seconda la costante sarebbe 333 invece di 320.. che comunque rientra nelle tolleranze dichiarate :roll: :roll:

Partendo dalla gamma minima che voglio (0.9 - 11 Hz) e da un condensatore che sia ragionevole -direi 10uF- si ottiene che la corrente It deve variare tra 28uA e 344uA.
Intanto vediamo che stiamo dentro il range consigliato di 1uA - 3mA e poi anche che i condensatori per coprire le 5 gamme di frequenza saranno 10uF...1nF ... e direi che sono valori accettabili :ok:

Facendo due conti risulterebbe -salvo errori-

I_T=(\frac{1}{R_C}+\frac{1}{R})V_T-\frac{V_C}{R_C}

da cui Rc=57kohm e R=10.3kohm per avere da 0.9 a 11Hz con tutta la corsa del potenziometro alimentando a +/-9V.
Ora naturalmete dobbiamo considerare le tolleranze dell'integrato 4%, delle resistenze 5%, del condensatore 10% ....

mettendo insieme alla formula della frequenza e invertendo...

V_C=(1+\frac{R_C}{R})V_T-\frac{C \,R_C}{k}f dove Vt sono i famosi 3V e k=320

dove calcolando le variazioni \Delta V_C=  -\frac{C \,R_C}{k} \Delta f cioè
\Delta f=-\frac{k}{C \, R_C} \Delta V_C dove si vede che il range di variazione dipende dall'inverso di Rc... quindi per avere più margine per compensare le tolleranze devo diminuire Rc... poi "centro" il range con R...

.. per ora buona notte....
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[42] Re: Generatore onda triangolare

Messaggioda Foto Utenteposta10100 » 25 mar 2011, 22:47

Rieccomi!

Cominciamo con l'alimentazione:
Nel progetto iniziale vorrei utilizzare un alimentatore stabilizzato con uscite +12/-12, quindi l'alimentazione a+9/-9 dovrebbe essere OK anche se forse un pochino al pelo...

Ho deciso di montare il tutto senza scatola lasciando quindi la board accessibile.
Questo mi permette di usare un DIP switch da 8 posizioni per la selezione dei condensatori.
Consente anche di combinare tra loro i vari condensatori ottenendo gamme intermedie, sperando di non combinare pastici :lol:

Per il resto del ragionemento devo rileggere il datasheet e quello che hai scritto, poi vediamo come risolvere il problema delle tolleranze.
Per le tolleranze dei reistori si può giocare con i paralleli.
2 resistori di ugual valore in parallelo equivalgono ad un resistore con valore dimezzato ma anche tolleranze dimezzate.
Sempre se ne val la pena!

Rileggo il ds e ci ragiono su un momento!

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[43] Re: Generatore onda triangolare

Messaggioda Foto Utenteposta10100 » 26 mar 2011, 0:35

Ho riguardato il tuo ragionamento.
Sostanzialmente è corretto ma non hai tenuto conto dell'effetto della posizione del potenziometro sulla corrente It.
Ho provato a fare i conti ma è un incubo...
Direi che la soluzione è mettere un inseguitore tra il potenziometro e Vc.

Che ne pensi?
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[44] Re: Generatore onda triangolare

Messaggioda Foto Utentecarloc » 26 mar 2011, 18:36

Sì hai ragione, fare dei conti per quella cosa è un'incubo...
ma forse l'inseguitore si può anche non mettere....

la resistenza vista dal cursore del potenziometro -verso l'IC- vale Rc... ora Rc=57kohm... considerando di diminuirla un po' per starci dentro con le tolleranze si potrebbe fare 47kohm...

ora se prendi un potenziometro di valore abbastanza basso -che so 2kohm- la resistenza vista dal cursore -verso il pot- vale al massimo 500ohm

circa 100 volte più piccola di quella di carico... non linearità intorno all'1% ... nello stesso ordine di grandezza di un buon potenziometro a 10 giri....

d'altra parte i 18V sui 2kohm del potenziometro dissipano circa 160 mW... direi che ci si può stare...anche perché se ti serve una frequenza veramente precisa ci devi solo collegare un frequenzimetro digitale!

Poi naturalmente se ci vuoi mettere l'inseguitore non credo che porti nessun problema.. (l'unico pensiero sarebbe la deriva termica della tensione di offset... dipende da che opamp usi ma così ad occhio direi proprio che sarà un effetto trascurabile)

In questo caso metterei il potenziometro anche un po' più alto e magari un bypass sul cursore
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[45] Re: Generatore onda triangolare

Messaggioda Foto Utenteposta10100 » 26 mar 2011, 22:43

carloc ha scritto:anche perché se ti serve una frequenza veramente precisa ci devi solo collegare un frequenzimetro digitale!

Sai che ci avevo pensato ad un controllo in anello chiuso fatto da un PIC... solo che poi mi sembrava troppo complesso per un generatore da 100KHz!
carloc ha scritto:Poi naturalmente se ci vuoi mettere l'inseguitore non credo che porti nessun problema..

Problemi non ce ne dovrebbero essere, in fondo siamo a frequenza 0.
L'inseguitore lo farei con un TL082 che ho già in casa, mi rimarrebbe anche un amplificatore libero.

La prima prova la faccio su breadboard senza inseguitore, se poi ci sono problemi lo aggiungo.

Rifaccio i conti e vedo le gamme di frequenza che ottengo.

Dato che utilizzerò dei dip switch a 8 canali, e dato che ne servono solo 5 per i condensatori, utilizzerò i restanti per la selezione tri/sin e duty cicle 50%/regolabile.
Ne resta uno libero, qualche idea su come utilizzarlo? :lol:
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[46] Re: Generatore onda triangolare

Messaggioda Foto Utentecarloc » 27 mar 2011, 11:13

..sì bello il PLL :ok:

ma non credo sia una passeggiata... occhio alle risoluzioni del DAC e della lettura della frequenza altrimenti rischi di far peggio... ti resta una modulazione di frequenza sovraimpressa....

ma verrebbe proprio un masterpiece... display LCD, alcuni tasti e un bell'encoder a due fasi per impostare frequenza e magari livello etc... a ripensarci forse se si prende la via del digitale quasi quasi vale la pena di farlo in in sintesi digitale, tipo DDS ma con le tabelle non solo per il seno ma anche triangolare e già che ci siamo pure "arbitraria"...

per i dipswitch considera che (a parte i 5) uno serve per commutare sin/tri ma poi un secondo da usare in tandem serve per aggiustare i livelli di uscita che altrimenti sono diversi.

Per variare il DC poi non so il trimmer simmetry che margine abbia... per variarlo molto credo si dovrebbe usare lo schema di fig.14 del datasheet adattato per avere il controllo di frequenza in tensione.... e comunque ci vorrebbero altri due dipswitch da usare a deviatore
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[47] Re: Generatore onda triangolare

Messaggioda Foto Utenteposta10100 » 28 mar 2011, 9:03

carloc ha scritto:a ripensarci forse se si prende la via del digitale quasi quasi vale la pena di farlo in in sintesi digitale, tipo DDS ma con le tabelle non solo per il seno ma anche triangolare e già che ci siamo pure "arbitraria"...

Ci avevo gia` pensato: PIC che riempie una ram esterna e poi la legge ciclicamente e un DAC converte gli indirizzi in tensioni in uscita.
Solo che partendo da 20MHz di clock riuscivo solo ad ottenere un centinaio di kHz in uscita.
Tutta colpa dei PIC16 che non hanno un registro da 16 bit!

In questo momento e` chiaro solo l'obiettivo finale: il generatore di funzioni.
Come implementarlo ancora non e` deciso, non ho ancora acquistato nulla e non e` un problema cambiare radicalmente il progetto.

La soluzione digitale permette anche la forma d'onda generica, inviata ad esempio da PC.
Tutte soluzioni possibili, ma quale scegliere?
La semplicita` del chip faccio tutto io o il sistema piu` complesso ma piu` completo del PIC?

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[48] Re: Generatore onda triangolare

Messaggioda Foto Utentecarloc » 28 mar 2011, 10:06

Beh sai la scelta tra un semplice generatore analogico o un sintetizzatore digitale la devi fare a monte....

impegno e prestazioni saranno radicalmente diversi... certo che per il digitale secondo me un PIC va anche bene per il "controllo" ma ci va anche dell'hardware dedicato... altrimenti la frequenza raggiunta sarà molto bassa... la frequenza di campionamento fissa il passabasso antialias... ma per avere una triangolare decente devi far passare almeno la settima o nona armonica ... 100kHz => 700-900kHz... campionamento a 3 MHz minimo minimo...
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[49] Re: Generatore onda triangolare

Messaggioda Foto Utenteposta10100 » 28 mar 2011, 11:13

Vero la decisione va presa a monte, e per ora sono nella fase di valutazione delle possibilita`. Quindi questo e` il momento giusto per prendere la decisione!
Hai centrato il problema riguardo al PIC, ci penso e valuto vantaggi e complessita`...
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[50] Re: Generatore onda triangolare

Messaggioda Foto UtenteDirtyDeeds » 28 mar 2011, 16:11

Io penserei a un DDS...
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You won't get a sexy tan if you write tan in lieu of \tan.
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