LM311P prąd wejściowy

[Anonim]

38 minut temu, maver144 napisał:

Wybacz, właśnie dlatego, że długo nie odpisuję jest mi trochę głupio i wrzuciłem takiego babola na szybko. Tak jak zauważyłeś dioda Zenera jest na 5.1 V i to jest bez sensu, natomiast wstawiając ją myślałem, że jest na 1 V. Rezystor R2 dobrałem na 3.6 mA. 

 

Pytając o napięcie wyjściowe miałem na myśli drugi sposób podłączenia tzn. gdyby obciążenie było w obwodzie emitera. 

@maver144, nic nie zrozumiałeś dlatego i nam trudno jest Ciebie zrozumieć ponieważ Twój schemat jest zupełnie bez sensu. Zauważyłeś? Marek do tego nawiązał i chciał Ci pomóc a Ty dalej swoje. Ale dajmy temu szansę, napisz nam dlaczego po raz kolejny wklejasz tu SCHEMAT-BEZ-SENSU i udowodnij, że rozumiesz co jest w nim bez sensu to może ktoś pomoże.

Jeśli nie rozumiesz tego schematu zupełnie i nie wiesz dlaczego jest bez sensu to napisz nam to wprost, nie ma się czego wstydzić, nie każdy musi wszystko rozumieć, a my wtedy spróbujemy Cibie zrozumieć i postaramy się  sensownie wytłumaczyć tak aby wszystko było zrozumiałe, co jest w tym schemacie bez sensu żeby nasza dyskusja w tym wątku miała jakikolwiek sens. Ok?

Tylko już nie wklejaj tu tego schematu bez sensu, najlepiej spróbuj narysować nowy.

[maver144]

@atMegaTona Przeczytałem twoją uwagę o wstawianiu komparatora jako symbol (trójkąt), ale nie uważam tego za najlepsze rozwiązanie. Pierwotnie błędnie podłączyłem wyjście sugerując się właśnie tym jakie napięcie pojawia się na wyjściu komparatora, ale w rzeczywistym układzie do wyjścia mamy w obudowie włączony tranzystor (wyjście komparatora polaryzuję bazę). Kolega podsunął mi prawidłowe podłączenie tzn. aby zasilanie puścić przez ten tranzystor, obciążenie mogę wtedy dać albo w obwód kolektora albo w obwód emitera. To znaczy 5V przez obciążenie do kolektora i emiter do masy (tak jak u mnie) lub 5V do kolektora i obciążenie z emitera do masy. Wspomniał jednak, że tylko ta pierwsza konfiguracja zapewnia napięcie zbliżone do Vcc. No i to jest jakby jasne, bo takie napięcie doprowadzamy do kolektora (pomijam spadek na diodzie 2V). Stąd jest moje pytanie o napięcie wyjściowe, ale w konfiguracji gdzie obciążenie jest od emitera do masy. Czy występuje np. jakiś spadek kolektor - emiter.

Z tym tranzystorem mam rzeczywiście pewien problem, ponieważ jest to tranzystor npn, czyli gdybym zasilał układ +/- 5 V, to gdy napięcie na wejściu odwracającym by dominowało (wyjście komparatora zbliżone do ujemnego bieguna zasilania) , tranzystor i tak by nie przewodził. Nie wiem, czy to specyfika tego układu, ale wydawało mi się, że taki komparator powinien również działać jak wzmacniacz, a jak w takiej konfiguracji uzyskać ujemne napięcie na wyjściu.

W moim układzie to nie ma znaczenia bo działa to jak klucz, jeśli różnica napięć na wejściach jest dodatnia to rozumiem, że tranzystor przewodzi prąd płynie od zasilania przez obciążenie do emitera i masy dioda świeci. Jeśli „wygrywa” wejście odwracające to mamy 0 V na bazę i tranzystor nie przewodzi. Zgodnie z tym wydaje mi się, że gdy przycisk nie jest wciśnięty na wejście + wchodzi 0.6 V czyli spadek napięcia na diodzie krzemowej. Rezystor R2 dobrałem tak, żeby przez diodę płynął prąd rzędu 3.6 mA czyli żeby właśnie na diodzie było te 0.6 wg charakterystyki. Pewien problem stanowią rezystory od histerezy R10 R9, no bo jakby przenoszą trochę napięcia z zasilania. Nie wiem natomiast, czy miałbym przy dobieraniu R2 miałbym jego wartość potraktować jako zastępczy rezystor R2||(R10+R9+R5). Czytając o histerezie podane są wzory na dobranie R9 R10 dla pewnego napięcia wejściowego. Ja ten dzielnik (aktualnie rezystor i dioda) potraktowałem jako takie niezależne napięcie wejściowe (stały spadek na diodzie miałby to zapewnić).

Jeśli chodzi o napięcie na wejściu odwracającym no to R4 i R8 mają tworzyć dzielnik niskoprądowy, który spolaryzuję bazę Q1, C1 ma się szybko naładować do poziomu ~3.44 – 0.7 (napięcie na dzielniku R4, R8 minus spadek BE), przez rezystorR7. Następnie ma się rozładowywać przez R3 (po pusczeniu przycisku) i w tym momencie napięcie na wejściu – jest większe niż na + czyli wyjście komparatora biegun ujemny 0V, tranzystor nie przewodzi i dioda przez ten czas nie świeci.

Widzę tu pewien problem tzn. że w zasadzie to prąd przez diodę zamyka się niezależnie od polaryzacji tranzystora, przez obwód histerezowy R9 R10 D1 do masy. Ale są to na tyle duże rezystory, że nie powinna świecić, póki nie jest zwarta przez tranzystor.

Wybacz, właśnie dlatego, że długo nie odpisuję jest mi trochę głupio i wrzuciłem takiego babola na szybko. Tak jak zauważyłeś dioda Zenera jest na 5.1 V i to jest bez sensu, natomiast wstawiając ją myślałem, że jest na 1 V. Rezystor R2 dobrałem na 3.6 mA. 

[marek1707]

Nowy schemat jest OK. 

3 godziny temu, atMegaTona napisał:

nic nie zrozumiałeś dlatego i nam trudno jest Ciebie zrozumieć ponieważ Twój schemat jest zupełnie bez sensu

Nie bądź taki srogi, ja raczej traktuję to jak wypadek przy pracy. Chłopak się stara, czasem  faktycznie ręce opadają (bo przecież każdy ma jakieś sprawy pozaforumowe) i się ulewa, ale z tego co maver144 pisał wcześniej i o co pytał to moim zdaniem ma zadatki na elektronika 🙂 Przynajmniej drąży temat jak rzadko kto i nie porzuca go po dwóch odpowiedziach..

Nie wiem czy powinienem odnosić się do każdego akapitu z ostatniego posta, bo większość to zdania oznajmujące z którymi w większości się zgadzam.

W kontekście innego podłączenia tranzystora pytanie o napięcie wyjściowe zaczyna mieć sens. Tranzystor npn z kolektorem na plusie zasilania i wyjściem z emitera to wtórnik emiterowy więc jego napięcie będzie co najwyżej takie jakim napięciem jest sterowana jego baza minus 0.6V spadku na diodzie BE. Trzeba więc zajrzeć do schematu połączeń wewnętrznych scalaka i zobaczyć jak to tam zrobili. Nnawet gdyby to było najlepiej jak można (czyli baza podciągana jakimś opornikiem lub tranzystorem pnp do plusa) to możemy oczekiwać co najwyżej Vcc-0.6V.

Układy tego typu (większość wzmacniaczy operacyjnych i niektóre komparatory) nawet nie wiedzą, że pracują z zasilaniem bipolarnym. To jest tylko nasz punkt widzenia, gdy robimy masę gdzieś w środku a przynajmniej wewnątrz widełek +Uz/-Uz. Odnosimy wtedy do niej sygnały wejściowe i do niej odniesione dostajemy wyjścia. Komparator to także wzmacniacz więc z reguły może pracować również w takiej konfiguracji. Wystarczy np. że postawisz jego masę na -UZ a plus jego zasilania i opornik podciągający wyjście zapniesz na +Uz. Jeżeli odpowiednio zrobisz sprzężenie zwrotne dostaniesz wzmacniacz liniowy z wyjściem bipolarnym (względem jakiejś masy o której tylko Ty wiesz). Zaletą takiego swobodnego tranzystora w odróżnieniu od dwutranzystorowego wyjścia typowego wzmacniacza operacyjnego jest to, że możesz w pewnej konfiguracji pracować na dowolnych (uni- lub bipolarnych) sygnałach wejściowych (w zalezności od tego jak rozpiąłeś zasilanie scalaka) a dostać sygnał cyfrowy/dwustanowy odniesiony do masy, czyli nadający się wprost dla jakiejś bramki cyfrowej. A przecież zamiana sygnałów "analogowych" na "cyfrowe" to podstawowe zadanie tego 1-bitowego przetwornika A/C. Niektóre komparatory mają wprost nóżkę masy oprócz +Uz/-Uz właśnie po to, by sygnał wyjściowy był z założenia odniesiony do niej. Nie trzeba wtedy takich myków z pływającym tranzystorem, bo stopień wyjściowy robią wtedy porządnie na dwóch tranzystorach i sygnał nie ma wad niesymetrii stopnia z otwartym kolektorem. Co ciekawe, nawet w przypadku kanonicznego LM311 różni producenci różnie traktują ten wyjściowy tranzystor. Kolektor co prawda jest wszędzie wyjściem głównym i to zgadza się z Twoją obecną aplikacją (czyli obciążenie do Vcc), ale z emiterem już jest różnie. U Texasa mamy oznaczenie emitera i choć w ich schematach w większości jest on podłączany do masy to nie zawsze. W ST za to pin ten nazywa się GND (w odróżnieniu od +Uz/-Uz) i w zasadzie wszędzie jest podłączany do masy wyjściowej. Tak naprawdę nie jest to goły npn a raczej pewien zespół tranzystorów przy okazji zapewniający ograniczenie prądu wyjściowego. Acha, wygląda na to, że w połączeniu emitera jako wyjścia nie można spodziewać się więcej jak ok. Vcc-1.5V.

Tak, oporniki histerezy pobierają prąd z wyjścia w obu stanach i w przypadku LEDa może to mieć znaczenie. Zauważ jednak, że wystarczy zwiększyć ich wartości np. 10-krotnie co nie zmieni szerokości histerezy a spowoduje, że w zasadzie prąd przez nie płynący nie zapali nawet dobrej diodki. Oczywiście w przypadku komparatora z wyjściem totem-pole nie byłoby problemu. Dostałbyś wtedy sztywne GND i sztywne Vcc więc i obliczenia histerezy by się uprościły. Wybór tego typu scalaków jest dzisiaj tak wielki, że trzeba dobrze wybrać. Oczywiście można ściubolić każdy grosz albo kupować pierwszy z brzegu LM311 i budować na nim fajne układy, ale warto pamiętać, że są inne możliwości - czasem zwyczajnie upraszczające życie. Gdy już poznasz na wylot tego staruszka, rozejrzyj się wśród komparatorów 🙂