Тъй, снощи го разгледах по-подробно агилента...

Leo, финтилатора им трябва щото тяхното е изцяло линейна регулация. Две печки по 100W... трябва някой да им духа
Между другото предполагам щото така и така са линийни са си позволили бая големички шунтове. За пада върху основния казват че стигал 3.5V и за 16-бита не им трябва усилвател, директно го мерят с АЦП.

Иначе за AC/DC-то не им е чак толкова гениална идеята както ми се стори... Като се позамислих, то няма как да стане добра регулация без филтър. Емо аз това ти го обяснявах и на теб. В случая те са се спрели на капацетивен и съдейки по монтажната схема баааяяяя големичък капацитет имат
Но те филтрите не се обичат с шунтовете, няма как да го сложат преди шунта щото съвсем ще измъчат регулатора, особено с техните високомни шунтове. А след шунтовете им бърка меренето. Така че щат не щат трябва да измерят и тока през филтъра...
Предполагам просто събират пиковия ток с грубия шунт и получават изходния ток. Така че целта им е да не скапят меренето, а не да го подобряват... Всъщност те с техните 16 бита имат добра точност - около 100uA предполагам в целия диапазон. А когато консумацията е под 30mA се включва и другия шунт в играта и могат да мерят и под 1uA. Но в малкия диапазон точността им е в DC съставката, през филтъра ще изпускат динамиката...

С две думи не е нещо велико, по-скоро просто и вероятно работещо

Дори да направим идеалното мерене на тоците със собствените АЦП-та в захранването, ще виждаме само консумацията, без да имаме възможност за "синхронизирано" гледане на цифрови входове.

Погледни диаграмките няколко поста по-горе. Имам абсолютно синхронизирано "гледане" на 8 цифрови канала (де да бяха повечко) + диаграма на консумацията - най-долу.
На първия от цифровите канали ми е тест пойнта на ЛЕД-а на устройството, през който ми е софтуерния УАРТ (само TxD) на 1Mbps (10uS/ байт), на останалите имам други сигнали свързани с активността на устройството. Управленията на ключовете на някои от консуматорите и т.н. Някак си не съм готов да се откажа от всичко това "синхронизирано" логване, дори и да нямам велики точности и резолюции при меренето на тоците. Все пак правим "захранване за програмисти", нали?

stefan63, с такива транзистори вероятно бихме могли да избегнем шунтовете при големите тоци, но за сметка на точността на измерването.

Cekins, логаритмичната скала ми беше една от първите идеи, които ми дойдоха, когато мислих устройството. И аз мисля, че не е подходяща, най-малкото със скоп трудно бихме "мерили" консумацията ... Всеки път трябва да я смятаме в определената точка от диаграмата. Мисля, че линейната скала е за предпочитане.

Desert Leo, Аджилента има радиатор, защото няма предрегулатор. А при симулиране на батерията като "товар" - без радиатор няма как да се мине...

Относно вентилатора и въздушните потоци си абсолютно прав.


Малко размисли по "разделното" мерене на AC и DC съставката на тока.
DC- то се мери през шунта преди филтриращия голям кондензатор в изхода, а AC се мери през токов траф последователно на кондензатора.
Усилването на AC_то с траф (коефициент на трансформация) по отношение на честотна лента ми изглежда мнооого по-лесно (просто), отколкото с усилвател.
Практическия проблем в случая е, че за да получим реалния изходен ток, трябва да съберем двете измерени му съставки - AC и DC. Проблема е, че измерването им трябва да става ТОЧНО в един и същи момент. Всеки усилвател внася фазови изкривявания (дефазиране или забавяне ако щете) на изходния сигнал спрямо входния, като на всичкото отгоре това забавяне е и честотно зависимо (погледнете фазочестотната характеристика на който и да е операционен усилвател).
Токовия траф от своя страна също внася честотно-зависими амплитудни и фазови изкривявания (закъснения). Та въпроса е че те трябва да се компенсират. Добрата новина е, че те могат да се измерят и можем да ги приемем като известни и постоянни. Предполагам за това ги има програмируемата логика и DSP-то в тези захранвания... Т.е. задачата не е никак проста...

Забелязахте ли, че във веригата на големия изходен кондензатор на агилент-а освен токовия траф има последователно и един резистор?

Захранването има компенсация на дроп-а по кабелите. За да се направи такава компенсация, трябва да имаме "келвиново" мерене (4 проводно) на напрежението директно при товара (каквото добавих в последната ми схема). Меренето не е проблем. Проблем е как бързо да "повдигнем" напрежението в изхода за да компенсираме дропа, при положение, че в изхода имаме огромен кондензатор? (т.е. трябва бързо да можем да го зареждаме и разреждаме) . Предполагам, че точно за да можем бързо да "повдигаме" напрежението в изхода на регулатора (преди кабелите към товара и товара) в някакви малки граници, "компромисно" е поставено това последователно съпротивление на кондензатора в изхода.

Какво мислите по въпроса?

Големия кондензатор в изхода при големи и пикови консумации много би помогнал, когато захранваме устройства с GSM например, но пречи на компенсацията на дропа по кабелите и на стабилизирането на изхода. От друга страна при ниски консумации той повече пречи, отколкото помага, защото "интегрира" изходния ток.
Т.е. изискванията към захранването са различни и противоречиви, та за да се удовлетворят трябва да имаме различни режими на работа на захранването, като при тях ще трябва да можем да "включваме" и "изключваме" големия кондензатор в изхода. (и не само него)
Кондензатора също много би пречил в режим на "симулиране на батерия като източник"...

Та правенето на захранване хич не е проста работа ... (а до сега не сме коментирали въпроса с шумовете в изхода му, а говорим само за стабилизацията, респонса му (дропа и овершота ) при промяна на товара и компенсирането на дропа по кабелите ... Не сме коментирали още и "устойчивостта" на регулатора и склонностите му към самовъзбуждане (щото е рано още де) ) Та като гледам само по линейния регулатор могат да се направят няколко "дисертации" както би казал Дедо ...

Ако можем да погледнем схема на някакво подобно устройство, можем да си спестим "откриването на колелото" ... Някой има ли такава схема?

п.п. Писали сме с Миро по едно и също време.

Е-ми за това все още се чудя какви параметри и ограничения да сложа...
Конкретния Агилент е "специално" захранване за GSM-и ... т.е. силно специализиорано устройство с решения за специфичните проблеми породени от специфичния товар.

От друга страна - колкото по-просто е устройството, толкова по-вероятно е да работи ... Та чак за DSP обработки и др. подобни не ми се мисли. Няма да е идеално, но за това написах, че е за "програмисти" ... Гледам в случая от моята камбанария ... А хардуеристите ако искат точни и/или бързи мерения и др. - да си решават проблемите. Няма да им "ядем" от хляба я ...

Ех... Емо, що бъзикаш радиото?

Тая идея аз я наричам "тотален дебъг" и мисля, че съм я споделял.... Първо, ще уточня, че тя е толкова повече необходима, колкото по-сложно е едно устройство. Демек за хора, които нямат проблем да инвестират няколко десетки к$..
В пълния си блясък тя изглежда така - закачеш захранването, закачеш jtag-а и trace-a който бачка на 500+ мандахерца. Пускаш, чакаш и спираш хардуера...
После си пускаш дебъгера и "дебъгваш" лог-а. Като на екрана виждаш едновременно дизасемблер и коя инструкция се изпълнява, виждаш консумация, виждаш сигнали от лог. анализатор или скоп, виждаш всичко.... Слагаш брейкпоинт примерно по консумация, там където е ритнало камбаната. Дибъгера ти спира там. Това ти е проблемът, обаче сега трябва да видиш какво го е предизвикало. Ми почваш да дебъгваш в обратна посока, степ-бак, степ-бак.. виждаш примерно че е следствие на мазане на памет. Но някой е омазал паметта много преди това. Слагаш брейкпоинт на писане на тоя адрес и пускаш да върви в обратна посока на времето, докато спре на брейкпойнта... Те затова на тоя дебъг му викат "тайм машин"
Така се прави от големите батковци с многото $$$
Казвам ти го, щото това дето си го мечтаеш не става със скоп...

Да се върнем на по-земните неща
Първо помисли още веднъж върху броя на шунтовете и превключванкията. Аз мисля, че два са оптималния брой както е при аджилента. Един постоянно включен и един с ограничение на пада...
Второ, проблемът мерене-филтър-регулация... Ясно ти е, че не може да имаш добра регулация без филтър. В същото време филтъра скапва меренето, освен ако не вземеш мерки... С две думи трябва да се мери и тока на филтъра. Няма не искам, няма недей...
Въпросът е какъв точно да е филтъра. Дали да е изцяло пасивен като на аджилента или да е активен както ти предложих. Тяхната концепция е груба сила...
Аз си мисля, че няма да правиш нещо тежко, евтино и държавно... Предимството на активния филтър, е че ще имаш по-малки главоболия с обработките. Нямаш трансформатори, нямаш фазови измествания. Вероятно ония схеми няма да станат 1:1 ще трябва да се обмисли повечко, но като цяло идеята е да се използва наистина бързо и нискошумящо транзисторно усилване. Другото дето аджилента не са съобразили е, че филтъра обира както шумовете от товара, така и шума от регулатора. Затова си мисля, че всъщност трябва да има два филтъра. Да се изчисти първо стабилизатора, за да може във втория филтър да се мерят пуласациите от товара. Още едно изменение евентуално да се сложи и истински жив кондезатор преди товара. Не толкова голям като на ония, малък но истински. Него няма да го мерим директно, но ако се калибрира спрямо активния филтър индиректно може да се определи и тока през него.. Математематиката няма да е толкова сложна, по-скоро проблемът ще е толеранса на частите... Струва си да се помисли, щото поне тоя активен филтур който обсъждаме е с много малка мощност. Освен ако не се измисли друг филтър де...

За чий ... са радиатора и финтилатора е ясно. Просто отбелязах, че в аджилента е възприет по-консервативния подход, та, ако нкой четящ тази тема реши непременно да бъде модерен и да направи импулсно захранване да не си мисли, че е хванал Господ за шлифера. Това не се отнася за вас.

аз също съм за опростяване на дизайна (2 шунта и мерене до милиампери).
не намирам никакъв смисъл в мерене на микроампери за микросекунди - каква милиардна част (или по-малка) от общия капацитет на батерията е това?

ако много държиш на това мерене, направи го приставка, но не слагай в основния уред. защото се опитваш да направи много спецично наточена брадва точно за твоя случай, а пропускаш голяма част от цялостната картинка.

Miro, такава дебъгваща система за каквато говориш сигурно няма и да "помириша" през оставащия ми живот ... От друга страна трябва да успявам да си върша работата възможно най-добре и професионално, при това с ограничен (да не кажа никакъв) финансов ресурс (предимно мой), та мисленето ми е насочено в такава посока.
Трябваше ми анализатор - по читав от служебния, който да е и с аналогов канал - направих (изкопирах) си един. Трябваше ми начин да "виждам" тоците, хардуеристите търсиха из нетЯ такова оборудване, накрая казаха "те такова животно НЕМА" - и ... седнах и си измислих едно, на което дадох схемата в началото на темата, което почти ми върши идеална работа. Трябваше ми захранване - избираха и купиха едни тесове, дето аз им викам "електрожени" ... Обхвата им на регулиране с потенциометъра "финно" им е 6V ... Баси и финното ... Да не говорим какви са им пулсациите в изхода ... Нямат и компенсация на дропа по жиците, който при мен се оказва критичен и при устройствата с консумация 300мА ... Да не говорим, че нямат ограничение на заданието и мога без да искам да си захраня 3В устройство с 30В ... Няма да споменавам колко тежат и като тръгна по командировки как се носят ... Та седнах и буквално с подръчни средства сериозно модифицирах един трансформаторен мрежов адаптер, като му поставих потенциометър и твърдо му ограничих обхвата на промяна на изходното напрежение. Схемата я направих и с компенсация на дропа по жиците. Нямам токоограничение и др., но поне стана малко и не ми е проблем да го мъкна с мен където трябва. Какво да говоря повече ...

Отдавна възприех подхода на вълка и дебелия му врат ... (що на вълка му бил дебел врата - ми щото сам си вършел работата ...)

Предполагам повечето (да не кажа всички) сте поставени при подобни условия и ограничения, да не говорим за колегите, които се занимават като ХОБИ ... За това отворих и темата.

Дедо, определено ще свалям още "гарда", но не ми се ще.
А относно микроамперите - в моите случаи микроамперовите консумации ядат около 60-70% от батерията, останалите 15-20% са радио-комуникациите ...

Ако не е тайна без филтър ли ще се пробваш?

Щото хем високо вдигнат гард и мерене на микроампери, хем да нямаш никакъв филтър нещо не ми се вързва...

Идеята с "динамичния" филтър която предложи ми хареса и мисля да я използвам по някакъв начин заедно с генератора на товарен ток за мощните транзистори (генератора на ток след транзистора преди шунтовете към отрицателно напрежение, задаващ някакъв минимален товарен ток).
Даже ми се ще генератора на ток да се използва и за "бързо" разреждане на кондензаторите в товара (капацитивен товар) - както е при аджилента например.

Явно нещата ще се разделят на 2 основни режима:

1. Захранване на устройства с консумация до 4А, но НЕ толкова чувствителни към пулсации от 100мВ в изхода вследствие рязка промяна на товара. В случая ще има мерене на микроампери и по възможност няма да има кондензатори след шунтовете.
Тук трябва да може да се "гледат" бързите микроамперови консуматори с минимално изкривяване на профила на консумацията. В този режим не мисля, че можем да минем само с 2 шунта, освен ако не ограничим максималния изходен ток вместо 4А на 400мА примерно (и това би ми свършило работа).

2. Захранване на устройства чувствителни към пулсации, при които няма да се мерят точно или въобще микроампери, а милиампери (единици ако може). В случая ще има включване и някакъв кондензатор в изхода на захранването, който ще обира пиковите консумации от GSM-а примерно. Не знам дали да няма няколко кондензатора, които да се включват паралелно в изхода в зависимост от обхвата. В този случай мисля, че можем да минем само с 2 шунта.

И в двата варианта ще има компенсация на дропа по кабелите, друг е въпроса колко бързо ще успяваме да го компенсираме.

Мина ми през акъла, ама не е добра идея... Тоя филтър е правен, за да тушира шума на регулатора. Обикновено регулаторите се справят сами с 99% от заданието, но остава 1% грешка. Та целта на тоя филтър е да компенсира тая грешка.
Със сигурност е добра идея да има такъв филтър между регулатора и шунтовете. Аз предложих и втори филтър след шунтовете плюс мерене на тока в тоя филтър. Но за там тоя филтър не е достатъчно мощен и трябва да се обмисли още.

А пък връзка с отрицателното е опасна, защото вместо да изчистиш шума на положителното напрежение може да прехвърлиш шума от отрицателното горе ако ме разбираш какво искам да кажа



хм... и другите да кажат, ама в кръга на шегата може да кръстиш режимите "трън" и "глог"

За прехвърлянето на шума от отрицателното напрежение в изхода на регулатора си прав. Но от друга страна ако искаме филтъра да работи при изход на регулатора 0.01V приемрно, трябва да го захраним с отрицателно напрежение спрямо маса.

Замислих се за варианта на агилент-а - шунт в изхода на регулатора и токов траф последователно на филътрния кондензатор в изхода. За да измерим реалната консумация трябва да "сумиране" измерените тоци от шунта и токовия траф.
Идеята ми е дали не можем да ги сумираме хардуерно преди усилвателите?

Идеята ми е на изхода на токовия траф да получим напрежение пропорционално на тока през кондензатора, което напрежение да се "добави" към това върху шунта и след това да е диференциалния усилвател за измерване на шунта.

Да регулаторът трябва да е така... Всъщност има и вариант, ако входното се ограничи да не пада под примерно 5V, така ще има достатъчно напрежение за работата на регулатора, но това е друга бира и вероятно ще изникнат други проблеми, не знам...
Иначе вариантите в твоята схема за филтъра са или да го забравиш при толкова ниски напрежения (аз не знам кой ползва под 1V) или да се погрижиш за отрицателните шумове, аз само ти казах за проблема, не съм мислил за решения


То въпросът е дали да ползват токови трафове изобщо, щото това само по себе си е проблем...
Ако ще се ползват, може да се помисли и как, щото има и други схеми, точно за ripple blocking, говоря за активни филтри...
Аз все си мисля, че трябва повечко да се помисли върху филтрите... щото има и други варианти с кондензатори...


Не, не... ако целта ти е скопа, няма никакъв смисъл от тия магарии...
За скоп или за мерене, най-добре да не ги смесваш. Може да искараш 3 сигнала, двата шунта плюс тока във филтъра. Ако толкова искаш да ги виждаш накуп, мисля че повечето осцилоскопи си имат сумиране, изваждане и т.н..

Емо, ето ти малко материал за размисъл...

Мързи ме да чертая, да се надявам че ще се разбере и така.
Значи имаме регулатор, на изхода му кондензатор, колкото да е стабилен, следва опционално онова филтъче, за да се изчисти шума и след него още един кондензатор за красота... Тоя кондензатор е важен!!!!

Дотук трябва да сме получили доста чисто заханване, по-чисто от това здраве... От тук нататък следват двата шунта за мерене. Няма повече кондензатори, както ти го искаш само мерим...
Единият шунт е ясен, мери в милиампери... ако е 12-бит ще показва от 1 до 4000 mA. Да кажем, че като стойност пада върху него е от 25uV до 100mV. Малко по-прецизно ще трябва да се усили, но това е подробност.
Другият шунт е тоя с "ценера". Ти си избираш обхвата дали ще е до 4мА или до 40mA. Но да кажем, че пада върху него ще се клампира на 100mV, т.е. като усилване ще имаш същото като другия шунт. Само от стойността на съпротивлението се определя обхвата дали да е от 1uА-4mA или 10uA-40mA.
Ако много държиш да имаш много обхвати може с мосфети да избираш едно от няколко или комбинация. Според мен няма нужда, ама ти си решаваш. При всички случаи обаче ценерът е един. Ако ще бараш нещо, барай си съпротивленията...

Дотук имаш мерене... нали тъй? Остана само load response-a...
Ми най-простото което ми идва на акъла е да се постараеш повечко с "ценера"... Можеш ли?
Значи той окъсява високоомния шунт(ве)... и така трябва да е, обаче управлението му може да не взема само пада върху тоя шунт, ами и пада на постоянния шунт. С други думи управлението е такова, че сборът от падовете да не е повече от 100mV.
Ако се постараеш да ги стабилизараш бързо и качествено тия 100mV нямаш проблем с load response-a. Щото ти тия 100mV ще ги достигнеш още при излизане от първия диапазон да кажем 4mA. Oт там нагоре все едно имаш ценер между кондензатора преди шунтовете и изхода. Нямаш променлив пад!
Ако върху кондензатора напрежението е стабилно и ако ти дъжиш здраво 100-те mV то изходът не би трябвало да кляка. Даже ако респонса ти не от нула, а почва от 10-на милиампера (а то при GSM-те е така), то тия 100mV вече ги имаш компенсирани от регулатора. С други думи регулатора няма нужда да си корегира изхода, а само да го поддържа да не кляка...
Но пък през цялото време може да си продължиш да си мериш в основната скала, щото тя си бачка...

Мисля, че по-просто от това решение няма... дано ти хареса

Миро, схванах идеята. ТО нещо подобно съм начертал и аз на последната постната схена. Това, което не се бях сетил и ти предлагаш е "ценера" да окъсява САМО високоомния/те шунт, но да мери пада сумарно и върху двата шунта. Идеята ми изхлежда работеща и по-добра от тази, която съм начертал на схемата.

Значи ти разчиташ, че кондензатора в изхода на регулатора, който е преди шунтовете ще осигури пиковия ток от GSM-a, като дропа максимално ще е 100мВ.
Това добре, но имаме проблем с компенсирането на дропа по кабелите.
Ако кабелите са със съпротивление 0.1 ома (кабел + контактно съпротивление по куплунгите, което е близо то реалното предполагам), то при ток 3А ще имаме само от тук едни 0.3В дроп при товара + дропа 0.1 върху шунтовете и ценера и ... не става.
Та само на кондензатора май няма да можем да разчитаме ... Предполагам, че за това в агилент-а последователно на кондензатора имат резистор, така че регулатора да може "бързо" да повдигне напрежението в изхода си БЕЗ да успее бързо да дозареди кондензатора, за да компенсира дропа по жиците. Е те за този момент още нямам решение, което да ми хареса.

Някакви идеи?

Компенсацията на дропа по кабелите създава и друг проблем.
При реално свързване на захранването към товара, масата на скопа следва да е закачена в точка към масата от страната на товара, а не от страната на масата на захранването. Това означава, че изходите на захранването към скоп за мониториране на консумацията на товара трябва също да се "коригират" (повдигнат) с дропа по кабела между масата на захранването и товара...

Отделно мисля върху вариант с индивидуални усилватели за всеки от шунтовете с усилване 10, след което общ (или пак индивидуален) усилвател с усилване 5, за да докарам усилването до 50. За момента имам много утечни" токове (входни токове на диференциалните усилватели, които са само с 1 ОУ (без повторители преди резисторите) ) ... Май тази част по постоянен сигнал ще трябва да я симулирам със спайса, за да не пропусна отчитането на някой ток ... Та не знам дали в един момент няма да преглътна утечките в мултиплексора и да се върна към варианта с него ...

stefan63, не го бях видял този "монитор". Изглежда относително високочестотен и може да свърши работа, но за момента смених идеята и мисля за шунтове в "ниската" страна ...

Не съвсем... Кондензаторът на изхода на регулатора е нужен, за да няма дроп в тая точка. Дропът върху шунтовете е фиксиран и не се променя при промяна на изходния ток. Така ако върху кондензатора имаш стабилно напрежение и на изхода ще имаш стабилно изместено с константни 100mV или там колкото си настроиш ценера.

Може би тук някой по-добър може да ти обясни за плюсовете и минусите от кондензаторите...
Аз не съм толкова добър да го кажа с точните термини, но винаги когато имам регулатор гледам на изхода да има "подходящ" капацитет. Има си региони на стабилност. Ако капацитетът е наистина голям, както при аджилента и е с ниско ESR има опасност регулаторът ти да почне да "бръмчи". Получават се разни трептящи кръгове... Та тоя резистор за който се чудиш си имаше име, целта му е да изяде енергията от трептящия кръг и той да спре да трепти..
Малко тъй ти го обяснявам, ама сори...
От друга страна пък ако нямаш никакъв капацитет на изхода на един регулатор (или е прекалено малък) си много незащитен от към ВЧ. Всяка по-рязка промяна в тока ти прави дроп, който няма какво да го удърже да не стане голям. Просто всеки регулатор си има някакво време на реакция. От момента в който почне да се появява грешка в изхода, докато я измериш, усилиш и докато се натуткаш минава някакво време. Не забравяй, че дори всичко да бачкаше на светлинна скорост, светлината изминава 30см за 1нс. А ти не работиш със светлинна скорост, имаш и много закъснения в компонентите, така че от момента на появяване на грешката докато изработиш компенсация минава бая време... И ако няма кой да ти удържи изхода, той си кляка, после ще му направиш и пререгулация и изобщо картинката без кондензатори е много грозна....

Така че - не, очаквам кондензатора да захрани gsm-a. Очаквам да даде достатъчно време на регулатора да се натутка и да не се получава голямо клякане в тая точка. С други думи очаквам under и over шутовете да са минимални в тая точка.

Между другото може пак да помислиш дали шунтовете да са в масата или в плюса...