Микроконтролери и електроника
http://mcu-bg.com/mcu_site/

Електролитни кондензатори и проблема с обратното напрежение
http://mcu-bg.com/mcu_site/viewtopic.php?f=4&t=14405		 Страница 1 от 3
Автор:  vstoykov [ Сря Мар 02, 2016 11:52 pm ]
Заглавие:  Електролитни кондензатори и проблема с обратното напрежение
Когато стане въпрос за това обикновено предлагат нещо подобно:

Изображение

Или даже същото, но без диодите. (Не съм убеден, че е добра идея, обаче сериозни производители на кондензатори казват, че ставало...)

Друг начин за решаване на проблема - намира се някаква точка, която е възможно най-отрицателна и два последователно свързани кондензатора се свързват с резистор към нея:

Изображение

Изображение

Има ли друг по-добър начин, който да не е достоен за категорията "безумни проекти"?

(Не искам да слагам много големи резистори, защото тогава ще има проблеми с входящите токове. Също така искам да избегна ползването на цифрова изчислителна машина вместо аналоговия филтър, държа да е по старата школа, без микроконтролери.)

(Схемата на филтъра ми беше предложена от калкулатора на Analog.com за филтри.)

Сетих се, че може и просто да сложа един дълъг пасивен филтър на входа на усилвател с голямо входно съпротивление:

Изображение

Обаче не знам дали ще стане достатъчно стръмна амплитудно-честотната характеристика.
Автор:  ike [ Чет Мар 03, 2016 3:08 am ]
Заглавие:  Re: Електролитни кондензатори и проблема с обратното напреже
https://store.comet.bg/Catalogue/Product/9549/
Автор:  mountaineer [ Чет Мар 03, 2016 10:51 am ]
Заглавие:  Re: Електролитни кондензатори и проблема с обратното напреже
ike написа:
https://store.comet.bg/Catalogue/Product/9549/


Картинка номер 3 от чаршафа е много показателна. На големите керамични кондензатори мястото им не е по пътя на сигнала... Електролитните също са леко подозрителни, дори и да не са вързани насрещно. 10 микро има полимерни. Не са много евтини и понякога са обемисти, обаче се държат възможно най-добре и не са полярни

http://uk.farnell.com/wima/mks4c051006b00jssd/capacitor-5-10uf-63v/dp/1890152
Автор:  itso.t [ Чет Мар 03, 2016 11:47 am ]
Заглавие:  Re: Електролитни кондензатори и проблема с обратното напреже
В краен случай, има електролитни, неполярни...
Автор:  ike [ Чет Мар 03, 2016 5:37 pm ]
Заглавие:  Re: Електролитни кондензатори и проблема с обратното напреже
mountaineer написа:
Картинка номер 3 от чаршафа е много показателна. На големите керамични кондензатори мястото им не е по пътя на сигнала...

Съгласен съм, че 4 многослойни керамични кондензатора на пътя на сигнала е все едно 4 микрофона, обаче сметни входното съпротивление на операционния усилвател от поне 1MOhm и целия падеж ще е върху него, резисторите и кондензаторите почти няма да оказват влияние.
Автор:  itso.t [ Чет Мар 03, 2016 7:56 pm ]
Заглавие:  Re: Електролитни кондензатори и проблема с обратното напреже
ike написа:
Съгласен съм, че 4 многослойни керамични кондензатора на пътя на сигнала е все едно 4 микрофона, обаче сметни входното съпротивление на операционния усилвател от поне 1MOhm и целия падеж ще е върху него, резисторите и кондензаторите почти няма да оказват влияние.

Тоест, всеки ОУ, с достатъчно голямо входно съпротивление, е перфектният гасител на нежелани входни сигнали. Яко...
Автор:  mountaineer [ Чет Мар 03, 2016 8:37 pm ]
Заглавие:  Re: Електролитни кондензатори и проблема с обратното напреже
Нямах предвид микрофонните ефекти (които също са проблем). Онази характеристика показва силната зависимост капацитет-напрежение на тези кондензатори. При сценария "малък сигнал върху DC" имаш филтър с променлива честота на срез, зависима именно от това DC напрежение. При голям входен сигнал (волтове) имаш параметричен ефект, т.е. филтърът вече не е линеен и сигналът излиза крив.
Автор:  jig.tak [ Чет Мар 03, 2016 9:18 pm ]
Заглавие:  Re: Електролитни кондензатори и проблема с обратното напреже
@ОП
Това с входните токове не го разбрах. В момента м0ожеш да си купиш ОУ за каквито старата школа навремето само е мечтала по отнопшение на входните токове.
От друга страна да се говори за входни токове и да вържеш електролитен между захранване и входа е ебаси решението.
Автор:  vstoykov [ Чет Мар 03, 2016 11:02 pm ]
Заглавие:  Re: Електролитни кондензатори и проблема с обратното напреже
jig.tak написа:
@ОП
Това с входните токове не го разбрах. В момента можеш да си купиш ОУ за каквито старата школа навремето само е мечтала по отношение на входните токове.


Знам, че не звучи много рационално, обаче искам да "изцедя" максималното от един "обикновен" операционен усилвател.

jig.tak написа:
От друга страна да се говори за входни токове и да вържеш електролитен между захранване и входа е ебаси решението.


Електролитният кондензатор наистина е вързан с единия си край към входа, обаче същата точка е вързана през резистори към изхода на предния ОУ, така че не е голяма трагедия. Малко се изчаква след включването на захранването и устройството ще работи нормално.

Допълнение: сега като прегледах пак схемата видях, че май наистина е проблем това. Получава се делител на напрежение - двеста килоома и близо няколко мегаома (колкото се предполага, че е съпротивлението на кондензатора по постоянен ток). Това ще промени АЧХ от тази според изчислената и ще усложни положението с входящите токове.

(Токът на утечка през един типичен електролитен кондензатор е от порядъка на двуцифрено число микроампери или по-малко, нали?)

Това какво физическо обяснение има? Защо капацитетът зависи от напрежението?

Изображение

Източник: https://store.comet.bg/download-file.php?id=3813

Цитат:
Resistance Rp is the equivalent parallel resistance and accounts
for leakage current in the capacitor. It decreases with increasing
capacitance, temperature and voltage, and it increases while
voltage is applied. Typical values are on the order of 100/C MΩ
with C in μF, e.g. a 100 μF capacitor would have an Rp of about
1 MΩ.


Източник: http://www.cde.com/resources/catalogs/AEappGUIDE.pdf

Тоест 10 мкф ще бъде 10 MΩ, което при 5V прави 0.5 микроампера. При 10V - 1 микроампер.
Автор:  jig.tak [ Пет Мар 04, 2016 4:20 pm ]
Заглавие:  Re: Електролитни кондензатори и проблема с обратното напреже
утечката само по себе си е неголям проблем. Голямата боза идва от факта че е абсолютно непостоянна величина във времето, температурата и др околни параметри.
Автор:  vstoykov [ Съб Мар 05, 2016 12:30 am ]
Заглавие:  Re: Електролитни кондензатори и проблема с обратното напреже
Може би добро решение е да ползвам по-малки кондензатори (примерно 470 nF) и да сложа повече на брой последователно навързани активни филтри. Обаче калкулаторът на analog.com не е предвиден да му се задава брой на последователно навързаните активни филтри. Ще търся друг начин да сметна/симулирам нещата.

Входните токове не са страшни когато се сложат резистор и на другия вход на ОУ за да се компенсира пада на напрежение в резултат от входните токове.

Обаче големите резистори водят и до повишаване на шумовете. Ако пък сложа повече на брой активни филтри (вързани последователно) това пак ще повиши шумовете. Но тъй като честотната лента е тясна шумовете няма да с много.

Друг начин да реша проблема е да сложа още по-големи електролитни кондензатори и да намаля резисторите с цел токовете на утечка да създават по-малки падове на напрежения (колкото и да са непредсказуеми токовете на утечка, при достатъчно малки резистори няма да оказват съществено влияние). Обаче така ще се увеличи консумирания ток...
Автор:  sparkybg [ Нед Мар 06, 2016 12:37 am ]
Заглавие:  Re: Електролитни кондензатори и проблема с обратното напреже
Струва ми се че се бориш с нещо, което е преборено много-много отдавна. Практически почти всеки операционник от последните 20 години с FET-ове на входа няма проблем с това. И съвсем нарочно ги правят такива, именно за да можеш да ползваш големи резистори и малки кондензатори из веригите.

Относно керамичните кондензатори, менящи си капацитета спрямо напрежението - няма никакви мистерии по въпроса. Разтършувай се и ще намериш предостатъчно информация. Затова се и ползват предимно по захранвания или на други места, на които въпросното "свойство" не е критично. Но това важи за определени керамики, започващи с X (X5R, X7R) и Y (Y5V). NPO/C0G можеш да ползваш свободно, но са до нанофаради, евентуално до 1 микрофарад, като баш най-големите вече стават и нефелно скъпи (примерно 10 кинта бройката).

Общо взето като започнат да се случват твърде големи или твърде малки стойности на разни компоненти, редно е да се замислиш дали не си тръгнал в генерално грешна посока, освен ако конкретното нещо не е някаква екзотика. Понякога ниските съпротивления и големите тоци покрай тях също играят номерца в посока шум, и току виж накрая се окажеш изненадан, въпреки вложените усилия.
Автор:  ДедоБоре [ Нед Мар 06, 2016 11:03 am ]
Заглавие:  Re: Електролитни кондензатори и проблема с обратното напреже
sparkybg написа:
...

++ за всичко от спарки.

vstoykov,
подменяш проблема, като искаш да обсъждаме електролитни кондензатори във филтри. е, не стават, какво да ги обсъждаме.

по-добре дай да сдъвчем самия проблем - трябва ти банд-пас филтър за някаква (ниска) честота.
дай да видим параметрите на филтъра и може да измислим решение. също - екзотика ли е, или масовка. не мога да рзбера желанието ти да го правиш с 'нормален' ОУ, в днешно време има такъв избор, че винаги не си сигурен, дали си обходил всички възможности.
Автор:  vstoykov [ Съб Мар 12, 2016 12:09 am ]
Заглавие:  Re: Електролитни кондензатори и проблема с обратното напреже
С риск да ми завидят за наличието на много свободно време ще разясня с какво се занимавам.

Правя уред за измерване на светлинни пулсации. Идеята първоначално беше просто да показва дали дадена крушка (подсветка на монитор, LED крушка, компактна луминисцентна лампа и т.н.) са я направили както трябва (да не мига с честота 50, 100 или повече херца). Обаче с всяка следваща версия проектът започна да става все по-over-engineered.

Първоначално започнах с това:

Изображение

Обаче не ми хареса, че мери само половината импулс (от средата до горния връх). Реших да го усъвършенствам за да мери сигнала от минимума до максумума (peak to peak).

Изображение

Оказа се, че работи добре и без първия операционен усилвател - освободи се един за индикатор "крушката е грешно проектирана".

Втората схема на breadboard:

Изображение

За фотодиод ползвам 2Ф1075 (казват, че бил аналог на 1PP75), но и червен светодиод става (втората версия е с червен светодиод - максимална чувствителност има към оранжевото). Опитно успях да подбера червен светодиод, който дава най-много ток при една и съща осветеност.

Последната чернова (не е тествана) ползва активен нискочестотен филтър във веригата за обратна връзка, целта на която е да позволи на трансимпедансния усилвател да работи при широк диапазон на постоянната съставка на светлинния сигнал (обикновено размера на измерваната променлива съставка е много по-малък от постоянната съставка).

Преглед в Google Drive, Изтегляне на PDF

Схемата е с две батерии - 9V за захранване на ОУ и АЦП и 6V (или 3-4,5V - ще установя опитно) за захранване на светодиодните индикатори. Има и индикатор за понижено напрежение на батерията 9V (нямаше какво да правя един излишен операционен усилвател).

Операционните усилватели ще бъдат LM324 или подобни (повечето ОУ, които са по 4 в корпус са съвместими по изводи).

Калибровка (цифрите, които уредът показва да отговарят на луксове) няма много смисъл да се прави, освен ако се сложи от скъпите фотодиоди (с подходящ оптичен филтър, който да прави фотодиода чувствителен към цветовете като човешкото око). Обаче като им гледам цените - фотодиодът ще е най-скъпата част.

Смятам да я правя директно на печатна платка, защото на breadboard е безумие да се прави подобно нещо.
Автор:  sparkybg [ Съб Мар 12, 2016 12:22 am ]
Заглавие:  Re: Електролитни кондензатори и проблема с обратното напреже
Взми си свали някоя програма за чертане на схеми, а още по-добре за симулации. Там може да пробваш кое-що и да преценяваш. Лично ползвам CircuitMaker 2000 за почти всичко, дето подлежи на симулиране. Има и по-добри и по-модерни, които се спичат в пъти по-рядко (изчислителния им модел е доработен доста от тогава), но това ми е най-удобно. Там ще видиш и честотната характеристика и всичко останало, още преди да си хванал поялника. С малко повече мислене и ако не правиш откровени простотии, в общия случай хавата работи достатъчно близо до реалността.
Страница 1 от 3 Часовете са според зоната UTC + 2 часа [ DST ]
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
http://www.phpbb.com/