Kvarciniai rezonatoriai

Gavau keletą naujų kvarciukų savo kolekcijai. Dabar kolekcija atrodo maždaug taip:
quartz oscillator
Kvarciniai rezonatoriai

Tai ne kokie pigūs keramikiniai rezonatoriai. Tai tikro kvarco, preciziniai įrenginiai. Aš net turiu vieną kvarcą padaryta pagal užsakymą. Išliko net popierinis pasas:
passport

Rezonatoriaus dažnis 90380Hz plius-minus vos tik 1,3Hz. Gana didelis tikslumas?

O beto, šitos detalės labai gražiai atrodo. Ypač tos paauksuotos. Detalės išimtos iš senos matavimo aparatūros bei TV siustuvų. Kai kurie kvarcai buvo įdėti į mažus termosus su termostatais. Nes dažnis garantuojamas tik prie tam tikros temperatūros. Dažniausiai prie 20°C.

Naujas namelis interneto puslapiams

Šitie interneto puslapiai, angliška versija, Gyvuliukų puslapiai ir dar keletas projektų sukasi ant paprasčiausios DSL linijos. Niekas neinvestavo pinigų į serverį, ir ten paprastai naudojamos visokios kompiuterinės atliekos. Pradėjome stygti resursų- kai kurie puslapiai, ypač MySQL pagrindu, pradėjo lėtokai veikti. Seno serverio celka ir paplaukes IDE diskelis sunkiai susitvarko su užklausom. O dar ir motinos čipsetas bugavotas, kažkos kvailas SISas… Kitoje vietoje išbandžiau dualinį antrą pentiumą ir visai buvau patenkintas jo greičiu. Taigi, jei pavyks, šitie puslapiai persikraustys į 1997 metų hardwarę. Tai bus keletas SCSI 3 diskelių, dualinis procesorius ir t.t. Kol kas testuojame. Va paveiksliukas:
New house for this web page
Išskrostas originalus Intelio serveris ir keletas SCSI diskelių

Operacinė išlieka ta pati- Linux Debian.

Keisti lauko tranzai

Šiandien biški laužiau senus TV siustuvus. Aš ieškojau galingų tranzų savo reikmėm. Bet papuolė siustuvas su aukštoku dažniu- ant spintų buvo parašyta apie 3,6GHz… Visa elektronika labai griežtai įdėta į visokias dėžutes. Kiek kuičiau nieko gero neradau, nebent 57MHz kvarciuką į kolekciją. Galu gale radau tokią daug žadančia užlituotą dėžutę. Vienam gale parašyta Вход СВЧ, kitam Выход ir per vidurį- УСВЧ. Daug radiatorių- tipo stiprintuvas. Išlaužiau dėžutę ir radau tranzus bei egzotiškus filtrus. Tranzus nulupau pasidžiaugimui:

Gallium Arsenide power fets

Tai rusiški galio tranzai. Max galia rodos 3W, bet dažnis aukštokas. Ant tranzų parašyta:

3П610Б-2, 3П910А-2, 3П910Б-2.

TL494 – universali mikroschema, 7 dalis

Alternatyvus išėjimo pajungimas.

Senesnėse žinutėse (6, 5, 4, 3, 2, 1) rašiau apie klasikinį pajungima- kolektoriaus apkrovą. Naršydamas internetą radau Rusišką schema- elektros šokeris. Jis padarytas TL494 pagrindu ir apkrova pajungta per emiterius. Kolektoriai pajungti į Vcc, o emiteriai pagal šią schemą:

Emitter load

Greitai surinkus schemą testavimo plokštėje nustatyta, kad viskas veikia. Labai smagu- susitaup vienas ar du tranzistoriai. kodėl nėra šios schemos datašyte? … Originaliam, senam Texas Instruments nėra, bet va naujesniam, ON Semiconductors jau yra. Beja, ONSEMI mikroschema su žymiai geresniais maksimaliais parametrais. Taigis, RTFM du ar daugiau kartų 🙂

TL494- VFD indikatoriaus maitinimo šaltinis

Visokiuose savos gamybos prietaisuose dažniausiai naudojamas įšorinis maitblokis (sieninis transformatoriukas- kubelis). Bet jis duoda max 15 … 16V. O jei reikia įžiebti kokį elekroliuminiscencinį indikatorių? (dar vadinama VFD). Aišku galima susirasti koki transformatoriuką duodanti virs 25 … 50V, bet tada kaip maitinti kitus elementus? Čia mums padės antrinis įtampos šaltinis. Aišku galima panaudoti specialią mikroschemą, bet galima panaudoti second-hand čipuką TL494. Likusios detalės irgi iš senų kompų. Tai bus standartinis step-up impulsinis stabilizatorius.

Čia schemutė.

Schematics
Nuspauskite ant paveikslėlio arba čia, kad pamatyti didesnę schemą.

Pagrindinės detalės be TL494 tai: T1, Q1, L1, D1. T1 valdo galingą mosfetą (nėra jis toks galingas) ir invertuoja signalą. Mosfetas pajungtas pasyvaus įjungimo schema. Nes mažas galingumas. L1 tai kažkos senas induktyvumas iš seno HP printerio (apie 50 vijų laido ant mažos 1cm dydžio feritinės “šeivutės”. D1 tai greitas šotki diodas- irgi rastas kažkokioje plokštėje. Reikia tik žiūrėti, kad VFD indikatoriaus įtampa jo nepramuštu. TL494 pajungta kie netipiškai- panaudotas kitas įėjimo komparatorius, galima jungti ir standartiškai, kaip parašyta senesnėse žinutėse.

TL494 – universali mikroschema, 6 dalis

Testuodami įrenginius ne perkraukit jų, stenkitės apkrovimą daryti kiek galima labiau simetrišką. Kai su oscilografu testuojį schemą pageidautina atjungti neoninę lemputę ir vietoje jos, prie transformatoriaus apvijos prijungiam paprasta rezistorių.

Some oscillograms

Čia guli mažas (~500kb XVid AVI) filmukas su oscilogramomis. Atkreipiam dėmesį į tai, kad kai tranzas ir išjungtas, ant jo vistiem matosi kitos fazės impulsas. O jei dar bloga apkrova, blogai sukonstruota schema dar atsiranda ir visokių trugdžių kurie tikrai gali susprogdinti galios mosfetus. Kurdami tokios schemas reikia numatyti viską- pradedant topologija, baigiant plokštės darymą. Kai kada, parazitinius generavimus galima užgesinti pajungiant “snublerius”- paprastutes RC grandines, kurios užtrumpina tuos aukšto dažnio signalus.

O dabar išmintis iš interneto (laisvas vertimas vogto teksto):

  Half-bridge and full-bridge Push-pull Forward converter
minimalus mosfeto itampos reikalavimai maitinimo itampa plius rezervas

230VAC*1,414 + 50V
=> 400V mosfets

 dviguba maitinimo itampa plius didelis rezervas

2*230VAC*1,414+100V
=> 800V mosfets

 dviguba maitinimo itampa plius didelis rezervas

2*230VAC*1,414+100V
=> 800V mosfets
kiti mosfetu parametrai vidutines itampos mosfetai 400V , ir <0.2 Ohm vidine varža => didele
srove, mažai nuostuoliu		 aukštos itampos fetai 800V, >2.0 Ohm vidine varža => mažos sroves
, daug nuostoliu		 aukštos itampos fetai 800V, >2.0 Ohm vidine varža => mažos sroves
, daug nuostoliu
vidinis mosfetu diodas: turi buti išjungtas, nes kitaip sprogs

jei maitinimas <50VDC:
vienas atvirkšcias šotki diodas

jei maitinimas >50VDC:
labiau komplikuota – nuosekliai mažos itampos dideles sroves šotki diodas,
vienas lygiagreciai aukštos itampas, ultragreitas diodas. (<250ns)

 gali buti ignoruojamas gali buti ignoruojamas
realios galios reikšmes daug kW keli 100W keli 100W
kas apriboja galios lygi base-feed transformer core power handling capability (saturation, induced
currents causing core heating)

mosfet current ratings (paralleling more than two fets, the right way, is
tricky)

mosfet switching and conduction losses

 primary leakage inductance, huge voltage spikes (up to kV range) at increasing
power levels, makes use of snubber circuits imperative (=>high heating
losses and low efficiency, and high circuit complexity)

>=800V
fets are expensive and can’t handle much current

 (same as for push-pull)
transformer design needs only one primary

transformer design non-critical

 needs two identical and well coupled primaries, critical design – requires
skills! ;o)		 critical design, only one primary

only the first quadrant of the ferrite cores’ B-H curve is used, i.e. "transformer
core running at only half of what it could handle".
base feed transformer volt-seconds (Vs) imbalance: full-bridge: minimal danger of saturation, Vs imbalance mainly due to
slight differences in mosfet channel on-resistances

half-bridge: if the primary has a series coupling capacitor, then Vs imbalance
is no big problem

major problems with Vs imbalance as fully identical pri windings are almost
impossible to make. The driver circuit absolutely must have pulse-by-pulse
current limiting.		  
tuneable down to DC / 0Hz yes, by using a primary series coupling capacitor no (short-circuit at 0 Hz) no (short-circuit at freq towards 0 Hz)
problems grief with gate drive transformers or floating channel mosfet driver ICs
or optocoupler-tweaking		 grief with mosfets constantly dying on overvoltage, gate drive noise (same as for push-pull)

…

TL494 – universali mikroschema, 5 dalis

Viskas veikia ir su pasyviu valdymu. Bet jei pakelti perjunginėjimo dažnį ar prikabinti galingesnius mosfetus (o ypač keletą mosfetų) prasideda bėdos. Aišku srovė per vartų ar užtvaros (gate) grandinę neteka, bet ten yra nedidelis kondensatorius. O kai greitai junginėjam, talpa reikia greitai pakrauti ir iškrauti. Pasyvus valdymas turi savo limitus. Bet yra aktyvaus valdymo schemutė. Ši schema dar turi ir signalo inverterį:

Totem pole driver circuit
Totem pole mosfetų valdymas (push-pull)

Keletas komentarų apie schemą. R5 yra TL494 įšėjimo apkrova. Nereikia didelės srovės, nes sekantis kaskada paprasčiausias tranzistorius. Užtenka ir 1K. Q1 atlieka signalo invertoriaus vaidmenį. R2 apriboja sroves tekančias į “totem pole” sujungtų tranzistorių bazes. Q2 ir Q3 yra poriniai tranzistoriai. R3 naudojamas kai jungiami keli mosfetai- apsaugai nuo savaiminių generavimų. Šis rezistorius tik keli omai. Q1 ir Q3- C945, Q3- A733. Visi tranzistoriai išlupti iš seno kompiuterio maitblokio. R4 simuliuoja apkrovą.

(C945- npn tranzistorius, ~50V, 100mA, 200mW; A733- pnp, ~50V, 100mA, 200mW)

Surinkit porą tokių schemučių ir priderink transformatorių kaip senesnėje žinutėje. Beja, galite pastebėti nežymų schemos efektyvumo padidėjimą. Tik neapkraukit labai stirpriai šią schemą- čia labai daug prazitinių generavimų.

Sekanti pamokėlė 🙂

TL494 – universali mikroschema, 4 dalis

Laikas pažaisti su aukštesne įtampa! Dėlto, kad schema surinkta ant maketinės plokštės, negalima surinkti galingo įrenginio. Taip gaunasi todėl, kad montažiniai laidai labai ilgi, o įšėjimo tranzai (mosfetai) kabo ore be radiatorių. O bet ir pirminis energijos šaltinis labai mažiukas- juoda dėžutė nuo kažkokio telefono.

Prie esamos senos schemos primontuojam tokią schemą:

Step up transformer
Push-pull apkrova

Pirminės transformatoriaus apvijos identiškos- po 10 viju montažinio laido. Antrinė apvija apie 100 vijų laiduko. Taigi, transformacijos koeficientas lygus 1:10. Jei į trafą paduosim 10V, antrinėjė turim gauti apie 100V. Transformatoriaus šerdis feritinė- vidutinio dydžio šėrdis iš kompiuterio ATX maitblokio.

Atsargiai su antrinės apvijos įšėjimu. Ten visdėlto aukštoka įtampa. Ji jūsų neužmuš- nes maža srovė, bet “jobnins” kaip reikiant. Dar vienas pavojaus šaltinis- jei ant išėjimo įdėti didoką elektrolitinį kondiką, jis gali sukaupti pavojingą kruvį. Bus kaip elektrošokas.

Nixie on the output
Neoninė lemputė įšėjime.

Šios neoninės lemputės (nixiai) dirba nuo pastovios įtampos. Šiai panaudotai lemputei reikia apie 160V, kad pradėtu šviesti. (O pirminis šaltinis tik 15V mažyčiukas sieninis “kubelis”)
(Kitos detalės panaudotos schemoje: PHB55N03LT, 500 ir 1K rezistoriai, IN539 diodas, neaiškios talpos HV kondensatorius, ИН-14 neoninė lempa, C1685 tranzai iš seno Panasonic teliko, 1000mkf kondikas)

Sekanti pamokėlė 🙂

TL494 – universali mikroschema, 3 dalis

Tl494 mikroschemos išėjimas ganėtinai silpnas, o mes norim stumdyti dideles sroves. Todėl reikia pajungti galingesnius tranzistorius. Lengviausia (ir kogero pigiausia, nulupti nuo senų kompiuterių motininių plokščių) naudoti n-kanalo lauko tranzistorius (mosfetus). Mums tenka invertuoti TL494 įšėjimą, nes pirmiausia “išjungta” mikroschema atidarys mosfetus ir pastovi srovė viską aplink iškeps ir priedo visas impulso pločio moduliavimas bus atvirkščias. Taigi, iš to pačio kompiuterio maitblokio išlupam “bendrini” npn tranzistorių (rodos ten C945 stovi?) ir sumontuojam šią schemutę:

output stage on power mosfet
Įšėjimo kaskadas su mosfetais ir pasiviu jungimu.

Mosfetas junginėjimas pasyviu režimu. Tai nėra labai gerai, bet mūsų eksperimentams ir mažom galiom to užteks. Schemoje R1 yra npn tranzistoriaus apkrova. Parinkit ją pagal maksimalią tranzistoriaus srovę. R2 simuliuoja galios raktų apkrovą. Sekančiuose eksperimentuose čia bus trafo apvijos.

O dabar pažiūrėkim į realias oscilogramas…

Sawtooth on the CT pin
Pjūklo formos signalas ant CT išvado.

DTC control, TL494 output
Švelnaus starto animacija. Oscilografas pajungtas prie C1, TL494 įšėjimo kojos.

Dead Time Control ant MOSFET output
Švelnaus starto animacija. Oscilografas pajungtas prie mosfeto įšėjimo.

Sekanti pamokėlė 🙂