Układ całkujący

[Requ123Z]

Cześć wszystkim.

Mam pytanie, czy zadanie jest wykonane prawidłowo. Treść zadania, mój schemat i wyniki analizy są na zdjęciu. 

Zdjęcie: https://i.imgur.com/00dvbNx.png

 

Edytowano Styczeń 16, 2021 przez Requ123Z

[marek1707]

No zastanów się, jeśli na wejście zapodajesz prostokąt a na wyjściu dostajesz sygnał tym większy im szybciej zmienia się wejście, to to chyba nie jest całkowanie wręcz przeciwnie, prawda? Rozumiesz co widzisz na wykresie, czy tylko z czymś Ci to się kojarzy więc uznałeś, że jest OK. A nie jest OK, zupełnie.

Twój układ nie działa. Schemat jest dobry, ale czegoś jeszcze tu brakuje. Sygnał przenosi się przez tylko układ RC - "dookoła" wzmacniacza, który w ogóle nie pracuje. Szukaj błędu dokładnie tak jakbyś usiadł do tego z miernikiem i lutownicą. I jeszcze: musisz choć trochę wiedzieć czego się spodziewać na wyjściu. Inaczej łykniesz każdą bzdurę z symulatora. Także: usiądź spokojnie i zastanów się jak wygląda scałkowany prostokąt a dopiero potem przejdź do analizy układu.

[Requ123Z]

35 minut temu, marek1707 napisał:

No zastanów się, jeśli na wejście zapodajesz prostokąt a na wyjściu dostajesz sygnał tym większy im szybciej zmienia się wejście, to to chyba nie jest całkowanie wręcz przeciwnie, prawda? Rozumiesz co widzisz na wykresie, czy tylko z czymś Ci to się kojarzy więc uznałeś, że jest OK. A nie jest OK, zupełnie.

Twój układ nie działa. Schemat jest dobry, ale czegoś jeszcze tu brakuje. Sygnał przenosi się przez tylko układ RC - "dookoła" wzmacniacza, który w ogóle nie pracuje. Szukaj błędu dokładnie tak jakbyś usiadł do tego z miernikiem i lutownicą. I jeszcze: musisz choć trochę wiedzieć czego się spodziewać na wyjściu. Inaczej łykniesz każdą bzdurę z symulatora. Także: usiądź spokojnie i zastanów się jak wygląda scałkowany prostokąt a dopiero potem przejdź do analizy układu.

Elektrotechnika to kompletnie nie moja dziedzina i kierunek, w którym zmierzam zawodowo, ale trafił się przedmiot na pierwszym semestrze studiów informatycznych na specjalności programistycznej i trzeba przez to jakoś przebrnąć.  

Mając nawet wygląd scałkowanego prostokąta, trudno będzie mi dojść do tego wyniku w analizie przeprowadzonej w programie na zasadzie prób i błędów, w łączeniu różnych obiektów.

Schemat połączeń wziąłem ze schematu znalezionego w internecie i zgaduje, że największy błąd leży po stronie wejścia nieodwracającego (+), które jest podpięte tylko do uziemienia.

[marek1707]

Nie, taka konfiguracja dla wzmacnicza operacyjnego jest zupełnie normalna. Za to brakuje mu zasilania. Bez tego nawet w symulatorze model konkretnego (a nie abstrakcyjnego) wzmacniacza nie da żadnego sygnału na wyjściu. Zatem podepnij źródło dodatniego napięcia stałego (np. +10V) do górnego pinu a ujemnego napięcia stałego (np. -10V) do dolnego pinu zasilania i daj znać czy coś się poprawiło.

[Requ123Z]

14 minut temu, marek1707 napisał:

Nie, taka konfiguracja dla wzmacnicza operacyjnego jest zupełnie normalna. Za to brakuje mu zasilania. Bez tego nawet w symulatorze model konkretnego (a nie abstrakcyjnego) wzmacniacza nie da żadnego sygnału na wyjściu. Zatem podepnij źródło dodatniego napięcia stałego (np. +10V) do górnego pinu a ujemnego napięcia stałego (np. -10V) do dolnego pinu zasilania i daj znać czy coś się poprawiło.

Próbowałem zrobić tak wcześniej, ale wyszło, że napięcie na wyjściu jest zawsze równe 0 i dopiero teraz zdałem sobie sprawę, że podłączyłem te źródła napięcie odwrotnie i to powodowało ten błąd z 0 napięciem.

Obecnie wynik prezentuje się następująco:

[marek1707]

Czy to jest wg Ciebie OK?

Pobaw się sygnałem wejściowym - tak napięciem jak i polaryzacją. "Szkolny" przykład działania byłby, gdybyś zapewnił sygnał bipolarny, np. zamiast: PULSE(0 1m.. dał PULSE(-10m 10m.. Integrator taki jest z definicji odwracający, więc wyjście opada (z jaką prędkością?) gdy wejście jest >0V.

 

[Requ123Z]

15 godzin temu, marek1707 napisał:

Czy to jest wg Ciebie OK?

Pobaw się sygnałem wejściowym - tak napięciem jak i polaryzacją. "Szkolny" przykład działania byłby, gdybyś zapewnił sygnał bipolarny, np. zamiast: PULSE(0 1m.. dał PULSE(-10m 10m.. Integrator taki jest z definicji odwracający, więc wyjście opada (z jaką prędkością?) gdy wejście jest >0V.

 

Wyczytałem, że sygnał prostokątny po scałkowaniu powinien na wyjściu dać nam sygnał trójkątny, więc mój wynik jest niepoprawny.  Parametry, jakie ustawiłem na V1 są parametrami spisanymi z polecenia.

[FlyingDutch]

Cześć,

no przecież masz kawałek trójkąta. Zmniejsz stałą czasową (pojemność) i daj na wejście sygnał prostokątny o zmiennej polaryzacji (w jednej połówce napięcie dodatnie a w drugiej ujemne) - dokładnie tak jak radził Ci @marek1707.

Pozdrawiam

[Requ123Z]

48 minut temu, FlyingDutch napisał:

Cześć,

no przecież masz kawałek trójkąta. Zmniejsz stałą czasową (pojemność) i daj na wejście sygnał prostokątny o zmiennej polaryzacji (w jednej połówce napięcie dodatnie a w drugiej ujemne) - dokładnie tak jak radził Ci @marek1707.

Pozdrawiam

Sygnał na wejściu ustawiłem taki, bo tak jest w poleceniu. 

Czyli zadanie jest już dobrze wykonane, muszę tylko zmniejszyć stałą czasową?

[FlyingDutch]

Przed chwilą, Requ123Z napisał:

Sygnał na wejściu ustawiłem taki, bo tak jest w poleceniu. 

Czyli zadanie jest już dobrze wykonane, muszę tylko zmniejszyć stałą czasową?

 

Cześć,

ten układ odwraca fazę o 180 stopni o czym napisał Ci kolega @marek1707. Podaj napięcie prostokątne ujemne i dodatnie (prostokąt) względem masy to napięcie na wyjściu będzie narastać i opadać i będziesz widział przebieg trójkątny. Stała czasowa ma wpływ wyłącznie na prędkość narastania/opadania napięcia na wyjściu.

Pozdrawiam

[marek1707]

2 godziny temu, Requ123Z napisał:

Wyczytałem, że sygnał prostokątny po scałkowaniu powinien na wyjściu dać nam sygnał trójkątny, więc mój wynik jest niepoprawny.

I to jest najlepsze podsumowanie tego co robisz. Nie rozumiejąc tego co się dzieje, próbujesz wszystko "tak jak w poleceniu".  I teraz jedna wiedza z internetu (wyczytałeś..) kłóci się z inną ("no przecież masz kawałek trójkąta") a to wszystko razem z tym co widzisz. Smutne to, bo wychodzi, że nie rozumiesz nawet podstaw: procesu całkowania (niechby i napięcia, ale to może być każda inna wielkość fizyczna a nawet czysto matematyczne rozważania) a mając takie braki nie umiesz ocenić wyników swojego eksperymentu. Musiałeś "doczytywać" jak wygląda wyjście układu całkującego po zapodaniu prostokąta a tu proszę: są odcinki poziome (sprawdziłeś kiedy one zachodzą w korelacji do sygnału wejściowego? czy nie było tego w poleceniu to po co się przemęczać? sprawdziłeś z innym prostokątem? na co wpływa "stała czasowa"?) więc to na pewno źle, a między nimi odcinki opadania sygnału (ciekawe co wtedy jest na wejściu?) a wszystko razem nie wygląda jak piła czy trójkąt więc jest do kitu. Eksperyment nieudany. Ciekawe czy w oderwaniu od "elektrotechniki" - jak sam to nazwałeś, byłbyś w stanie całkować sygnał przyspieszenia (brzydzimy się całym tym prądem i czujnikami, ale na szczęście dla opornych mamy cieżarek na sprężynach i miarkę centymetrową) aby dostać prędkość i całkować jeszcze raz by dostać położenie. Co wtedy? Czy studenci informatyki nie ogarniają tego typu rzeczy, matematykę kończą na wielomianach drugiego stopnia a gdy przychpodzi do interakcji ze światem rzecywistym to muszą dostać od analityka wzór i umieją jedynie bezmyślnie przepisać go na jeden z fafnastu języków jakie znają? Znam paru ludzi po informatyce i wiem, że tak nie jest, choć z kolei wielu tych których oni znali ze studiów pracuje na kasach sklepowych (nie, nie przy ich oprogramowaniu tylko przy użytkowaniu). Także radzę wychodzić poza polecenia, bo marnie skończysz. 

[FlyingDutch]

Cześć @marku1707,

niestety to co napisałeś jest smutną prawdą - kolega wątkotwórca chyba nie "zajarzył", że całką dla wartości stałej (amplituda prostokąta) jest funkcja liniowa. Pewnie wielkim odkryciem byłoby stwierdzenie, że ten układ prawidłowo scałkuje dużo bardziej skomplikowany przebieg napięcia. Przecież jeszcze kilkadziesiąt lat temu używano takich analogowych układów wzmacniaczy do rozwiązywania skomplikowanych równań różniczkowych (gdy komputery cyfrowe nie istniały, lub miały za małą moc obliczeniową).

Pozdrawiam

Edytowano Styczeń 17, 2021 przez FlyingDutch

[Treker (Damian Szymański)]

Różnie bywa, ale nie ma co się zrażać @Requ123Z - co dalej dzieje się z tym zadaniem. Udało Ci się wyjaśnić wszystkie problemy i ostatecznie rozwiązać ten temat? Jeśli coś jest niejasne to może po prostu zapytaj