Вопрос транзисторным гурам

Типо эксперимент, чтоб не думать мучительно, куда писать очередную фишку.

Postby lvd » 02 Nov 2012, 11:28

Правильно ли сделан кварцевый генератор? Что плохо? Что можно улучшить? Задача -- возбудить кварц (32кгц) на параллельной моде.

На картинках: схема с номерами нод, результат DC анализа, картинки transient анализа.

Трандистор -- bc847.
Хрень с диодом -- чтоб дать пинка и всё заработало.

qgen.png
qgen.png (7.6 KB) Viewed 7054 times

qgen_DC.png
qgen_DC.png (8.56 KB) Viewed 7054 times
qgen_longgen.png
qgen_shortgen.png
F̞͖̭̿̔ͯu̐̅cͬ̑ͩk̨̤̳͇̮̭̪̠̽̿̓̆ͭͩ ̷̩̰͎̩͓̘̾̀ͬ̊ͭ͛ͅda̝̺͙̬͎̝̾͟ ̰̜̝̯͉̯̖̓̎́ͨ̽ͫ͟f̟͇̭̀ͬͨͭ̐̚u̹̼̹̗̞͑̔͂͐̚cͭ̅̊̆̒̆ǩ̝̩̯́ͥ̔̍̑ḭ͓͍̳̬ͦ̽͂n͍͎͈̈̅ͩͬ ̊ͫ̂̾̑̈́f̲͚͉͓͗̋́ͧͦ̅ȗ͇̲̻͈̲̅̎͗͒ͭ͡c̬̟̠̹̯̈́ͩ͘ͅk̫̠̻̋͜a̲͒̾̇!͙͕̺͉̗̩̲̂̏̄̀
User avatar
lvd
 
Posts: 7226
Joined: 07 Apr 2007, 21:28
Group: Registered users

Postby deathsoft » 02 Nov 2012, 18:37

lvd wrote:Хрень с диодом -- чтоб дать пинка и всё заработало.

А что примитив IC (initial conditions) ты юзать не умеешь? Чтобы начальное напряжение на конденсаторе задать.
User avatar
deathsoft
 
Posts: 4664
Joined: 07 Apr 2007, 00:58
Group: Registered users

Postby KOE » 07 Nov 2012, 12:50

lvd wrote:Правильно ли сделан кварцевый генератор?

Расчеты в студию. Каков режим работы транзитора (недонапряженный, перенапряженный, критический)? Вид диаграмм срыва/смещения? Запас по самовозбуждению? Мощность 1-й гармоники на выходе?
Что требуетсяот генератора (максимально чистый спектр, шумы)? Из этого следует выбор режима.
Мы рождены, чтоб сказку сделать былью
"Кто не обломался, тем еще предстоит"
User avatar
KOE
 
Posts: 4661
Joined: 15 Apr 2007, 13:06
Group: Registered users

Postby lvd » 07 Nov 2012, 13:47

KOE wrote:Расчеты в студию.

я такое щитать не умею и ращётов нету.
KOE wrote:Каков режим работы транзитора (недонапряженный, перенапряженный, критический)?

судя по картинке с провалом внизу синусоиды, перенапряжённый.
KOE wrote:Вид диаграмм срыва/смещения?

Щето?
KOE wrote:Запас по самовозбуждению?

Щето?
KOE wrote:Мощность 1-й гармоники на выходе?

Ниипу, шоб кварц не перекачать. Если исходить из генераторов на к561лн2, то амплитуда на кварце около 5в или меньше. Сколько это в ваттах, хз.
KOE wrote:Что требуетсяот генератора (максимально чистый спектр, шумы)?

Требуется, чтоб кварц 32768 Гц не гулял по частоте как ему вздумается, а стоял, как в типичных часиках.
F̞͖̭̿̔ͯu̐̅cͬ̑ͩk̨̤̳͇̮̭̪̠̽̿̓̆ͭͩ ̷̩̰͎̩͓̘̾̀ͬ̊ͭ͛ͅda̝̺͙̬͎̝̾͟ ̰̜̝̯͉̯̖̓̎́ͨ̽ͫ͟f̟͇̭̀ͬͨͭ̐̚u̹̼̹̗̞͑̔͂͐̚cͭ̅̊̆̒̆ǩ̝̩̯́ͥ̔̍̑ḭ͓͍̳̬ͦ̽͂n͍͎͈̈̅ͩͬ ̊ͫ̂̾̑̈́f̲͚͉͓͗̋́ͧͦ̅ȗ͇̲̻͈̲̅̎͗͒ͭ͡c̬̟̠̹̯̈́ͩ͘ͅk̫̠̻̋͜a̲͒̾̇!͙͕̺͉̗̩̲̂̏̄̀
User avatar
lvd
 
Posts: 7226
Joined: 07 Apr 2007, 21:28
Group: Registered users

Postby KOE » 07 Nov 2012, 14:02

lvd wrote:судя по картинке с провалом внизу синусоиды, перенапряжённый.

Не факт еще. В перенапряженном режиме провал в импульсах тока 1й гармоники. Форма напряжения может быть почти синусоидальной, добротность-то большая.
lvd wrote:Щето?

Точка их пересечения определяют режим работы автогенератора (напряжение смещения и амплитуда 1 гармоники напряжения возбуждения) при наличии цепей автосмещения.
lvd wrote:Щето?

Произведение крутизны на управляющее сопротивление. Определеяет режим самовозбуждения (жесткий/мягкий).
lvd wrote:Ниипу, шоб кварц не перекачать.

На кварце нежелательно рассеивать больше милливатта. Лучше - еще меньше. Иначе за пару лет частота заметно уплывет из-за механической деградации.

lvd wrote:я такое щитать не умею и ращётов нету.

Тогда непонятны вопросы
lvd wrote:Что плохо? Что можно улучшить?

т.к. неизвестно, что было в исходном варианте.
Мы рождены, чтоб сказку сделать былью
"Кто не обломался, тем еще предстоит"
User avatar
KOE
 
Posts: 4661
Joined: 15 Apr 2007, 13:06
Group: Registered users

Postby lvd » 08 Nov 2012, 15:32

Итак, пофиксены номиналы кварца - C0=5pF, Cres=2fF, L=11kH, Resr=20kOhm (был добавлен в схему) Все ёмкости и Resr выдраны из какого-то даташита.
Раскачка кварца стала дольше (где-то 1 секунда или больше), коллекторный ток на установившемся режиме имеет небольшой провал посередине (10% от размаха), сам размах где-то 20мкА, откуда можно посчитать верхнюю границу рассеиваемой на кварце мощности (куда меньше 2мВт). Также можно оценить рассеиваемую мощность размахом напряжения на Cres -- где-то 10кВ (виртуальных, ессно) -- тоже меньше 2мВт.
F̞͖̭̿̔ͯu̐̅cͬ̑ͩk̨̤̳͇̮̭̪̠̽̿̓̆ͭͩ ̷̩̰͎̩͓̘̾̀ͬ̊ͭ͛ͅda̝̺͙̬͎̝̾͟ ̰̜̝̯͉̯̖̓̎́ͨ̽ͫ͟f̟͇̭̀ͬͨͭ̐̚u̹̼̹̗̞͑̔͂͐̚cͭ̅̊̆̒̆ǩ̝̩̯́ͥ̔̍̑ḭ͓͍̳̬ͦ̽͂n͍͎͈̈̅ͩͬ ̊ͫ̂̾̑̈́f̲͚͉͓͗̋́ͧͦ̅ȗ͇̲̻͈̲̅̎͗͒ͭ͡c̬̟̠̹̯̈́ͩ͘ͅk̫̠̻̋͜a̲͒̾̇!͙͕̺͉̗̩̲̂̏̄̀
User avatar
lvd
 
Posts: 7226
Joined: 07 Apr 2007, 21:28
Group: Registered users

Postby KOE » 08 Nov 2012, 21:15

lvd wrote:Раскачка кварца стала дольше (где-то 1 секунда или больше)

В реальной жизни будет не так, потому что раскачка будет идти от уровня теплового шума в схеме, а не от хрени с диодом.
lvd wrote:коллекторный ток на установившемся режиме имеет небольшой провал посередине (10% от размаха), сам размах где-то 20мкА

У меня моделирование режимов автогенераторов никогда не сходилось с практикой. Из-за разброса параметров реального транзистора (spice-модели строятся на усредненных значениях, нечто вроде средней температуры по больнице). Причем реальный режим может отличаться по амплитудам токов/напряжений в разы.
Пару недель назад я из научного интереса решил сделать расчет режима автогенератора (перестраиваемый по частоте варикапом, частота ~50 МГц, емкостная трехточка с общей базой, транзистор 2т368) по честно обмеренной модели транзистора. Т.е. ручками снял статические характеристики, сделал аппроксимацию по Эберсу-Моллу с учетом эффектов, вызывающих переход в режим насыщения при больших, чем по Эберсу-Моллу, напряжениях коллектор-эмиттер, с учетом конечного наклона выходных характристик в активной области, посчитал все честно по формулам (учитывал только 0 и 1 гармоники). Так расходимость с экпериментом все равно была 20-30%. Но зато хоть понял, как оно работает.
Мы рождены, чтоб сказку сделать былью
"Кто не обломался, тем еще предстоит"
User avatar
KOE
 
Posts: 4661
Joined: 15 Apr 2007, 13:06
Group: Registered users

Postby lvd » 08 Nov 2012, 21:34

KOE wrote:В реальной жизни будет не так, потому что раскачка будет идти от уровня теплового шума в схеме, а не от хрени с диодом.

500мс микрокап щитает где-то 5 минут, потому про 1 секунду или больше это оценка глазами, а на самом деле увеличивал IC кондёра в кварце пока прям в максимальном режиме не начитало генерить.
KOE wrote:Из-за разброса параметров реального транзистора

А ещё из-за разбросов параметров кварцев, которые могут на порядки друг от друга отличаться...
Вощем, через 200к в коллекторе особо дохуя милливатт в кварц не накачать, так что можно не беспокоиться.
F̞͖̭̿̔ͯu̐̅cͬ̑ͩk̨̤̳͇̮̭̪̠̽̿̓̆ͭͩ ̷̩̰͎̩͓̘̾̀ͬ̊ͭ͛ͅda̝̺͙̬͎̝̾͟ ̰̜̝̯͉̯̖̓̎́ͨ̽ͫ͟f̟͇̭̀ͬͨͭ̐̚u̹̼̹̗̞͑̔͂͐̚cͭ̅̊̆̒̆ǩ̝̩̯́ͥ̔̍̑ḭ͓͍̳̬ͦ̽͂n͍͎͈̈̅ͩͬ ̊ͫ̂̾̑̈́f̲͚͉͓͗̋́ͧͦ̅ȗ͇̲̻͈̲̅̎͗͒ͭ͡c̬̟̠̹̯̈́ͩ͘ͅk̫̠̻̋͜a̲͒̾̇!͙͕̺͉̗̩̲̂̏̄̀
User avatar
lvd
 
Posts: 7226
Joined: 07 Apr 2007, 21:28
Group: Registered users

Postby lvd » 09 Nov 2012, 12:34

А вот интересно, .cir из микрокапа в пейкад засунуть как-нить можно?
F̞͖̭̿̔ͯu̐̅cͬ̑ͩk̨̤̳͇̮̭̪̠̽̿̓̆ͭͩ ̷̩̰͎̩͓̘̾̀ͬ̊ͭ͛ͅda̝̺͙̬͎̝̾͟ ̰̜̝̯͉̯̖̓̎́ͨ̽ͫ͟f̟͇̭̀ͬͨͭ̐̚u̹̼̹̗̞͑̔͂͐̚cͭ̅̊̆̒̆ǩ̝̩̯́ͥ̔̍̑ḭ͓͍̳̬ͦ̽͂n͍͎͈̈̅ͩͬ ̊ͫ̂̾̑̈́f̲͚͉͓͗̋́ͧͦ̅ȗ͇̲̻͈̲̅̎͗͒ͭ͡c̬̟̠̹̯̈́ͩ͘ͅk̫̠̻̋͜a̲͒̾̇!͙͕̺͉̗̩̲̂̏̄̀
User avatar
lvd
 
Posts: 7226
Joined: 07 Apr 2007, 21:28
Group: Registered users

Postby KOE » 09 Nov 2012, 17:53

lvd wrote:А вот интересно, .cir из микрокапа в пейкад засунуть как-нить можно?

Думаю, что нет. Если хочешь и моделировать, и разводить - тогда orcad или altium designer - он вообще все делает, даже fpga синтезирует (вроде) при наличии установленного в системе квартуса и оптимизирует автоматом назначение пинов. А так - схема из десятка элементов. Ты гемора огребешь при конвертации ее в пкад больше, чем при рисовании ее с нуля пикаде.
Мы рождены, чтоб сказку сделать былью
"Кто не обломался, тем еще предстоит"
User avatar
KOE
 
Posts: 4661
Joined: 15 Apr 2007, 13:06
Group: Registered users

Next

Return to Электроника

Who is online

Users browsing this forum: No registered users and 2 guests

cron