Zastosowanie układu do detekcji napięcia >2V: jak poradzić sobie z 325Vpp?

Thu Oct 21, 2010 10:51 pm   

Witam.
Otóż chcę zmontować sobie układ który zaświeci diodą jeśli na wejściu
podam napięcie większe niż 2 wolty. I teraz nie wiem na czym zrobić
coś takiego.
Na tranzystorze chyba nie mogę bo musiał bym znać napięcie
"uruchamiające diodę" żeby je odpowiednio zmniejszyć do 0.6 V a na
wejście mogę podać zarówno 1V (wtedy dioda nie powinna się zaświecić),
mogę podać 3V a mogę też podać 230V

I teraz jak to rozwiązać? Mógłby mnie ktoś nakierować jakiego elementu
użyć do "porównywania" takich różnych napięć?
Czy wzmacniacz operacyjny zniesie taką dużą różnicę?
Jaki jest najtańszy sposób na zrobienie czegoś takiego?

Chodzi mi o to że dioda ma świecić kiedy napięcie na wejściu tego
mojego "układu" będzie większe niż 2V
a chcę podawać od 0 do 230 (326 Vpp) i troche ten wielki zakres mi
przeszkadza

aa i jeszcze jedno..
napięcia stałe i zmienne będą podawane na wejście. (żeby dioda nie
mrugała zastosuje po prostu kondensator tylko właśnie jaki?)

Diodę chcę zasilać z osobnego stałego źródła

Fri Oct 22, 2010 9:26 am   

Użytkownik "sikor" <sikora507@tlen.pl> napisał w wiadomości
news:7c5b38d5-0e01-4349-a89d-8088fa275602@c16g2000vbp.googlegroups.com...
Witam.
Otóż chcę zmontować sobie układ który zaświeci diodą jeśli na wejściu
podam napięcie większe niż 2 wolty. I teraz nie wiem na czym zrobić
coś takiego.
Na tranzystorze chyba nie mogę bo musiał bym znać napięcie
"uruchamiające diodę" żeby je odpowiednio zmniejszyć do 0.6 V a na
wejście mogę podać zarówno 1V (wtedy dioda nie powinna się zaświecić),
mogę podać 3V a mogę też podać 230V

I teraz jak to rozwiązać? Mógłby mnie ktoś nakierować jakiego elementu
użyć do "porównywania" takich różnych napięć?
Czy wzmacniacz operacyjny zniesie taką dużą różnicę?
Jaki jest najtańszy sposób na zrobienie czegoś takiego?

Chodzi mi o to że dioda ma świecić kiedy napięcie na wejściu tego
mojego "układu" będzie większe niż 2V
a chcę podawać od 0 do 230 (326 Vpp) i troche ten wielki zakres mi
przeszkadza

aa i jeszcze jedno..
napięcia stałe i zmienne będą podawane na wejście. (żeby dioda nie
mrugała zastosuje po prostu kondensator tylko właśnie jaki?)

Diodę chcę zasilać z osobnego stałego źródła

----------
1. Rezystor 120k/1W i dioda Zenera 5V6 i porównywać z 2V
2. Dzielnik przez 20 i porównywać z 0.1V (lub podobnie)
P.G.

Fri Oct 22, 2010 10:23 am   

Rezystor tak jak napisał Piotr, a zamiast zenerki dioda do zasilania
pomocniczego.
Napięcie mierzone zmieni zakres na 0 do Uzasil pomocniczego. Z tym że 2V
wejściowego to będzie 2V mierzonego, wszystko powyżej zasilania pomocniczego
zostanie obcięte.


Uściślij, przemienne czy zmienne?
Jeżeli przemienne to raczej dwa układy, chyba że tolerancja 2V jest mało
krytyczna, to można się pokusić o prostowanie. Przy 300V spadek na diodach
mostka będzie dużo większy niż przy 2V (120k w szereg).

Ewentualnie komparator okienkowy dający 0 dla napięć -2V do 2V, ale wtedy
zasilacz symetryczny

--
Desoft

Fri Oct 22, 2010 11:49 am   

Użytkownik "Desoft" <NICK@interia.pl> napisał w wiadomości
news:i9romp$sgc$1@news.onet.pl...

Jeśli przekroczenie 2V zawsze spowoduje zaświecenie LEDa zasilanego z tego
napięcia pomocniczego to jak najbardziej.
Ale jakby potem wyszło, że ma być akurat odwrotnie to można się zdziwić skąd
na zasilaniu mamy 50V.
P.G.

Fri Oct 22, 2010 1:07 pm   

Użytkownik "sikor" <sikora507@tlen.pl> napisał w wiadomości
news:915e97f2-54e5-40b4-9479-9c32f2020cda@l14g2000yqb.googlegroups.com...

Ok dzięki wielkie. Zrobię tak żeby maksymalne napięcie jakie mogę
wprowadzić do mojego układu było minimalnie mniejsze od największego
jakie mogę podać na wzmacniacz operacyjny na wejście nieodwracające.
----
Tu wygląda że decydujesz się na dzielnik.

Zasilanie symetryczne tego wzmacniacza chciałem zrobić z 3 baterii AA
1v5 przez dzielnik napięcia (2 takie same rezystory, po środku masa
wirtualna) Przez stabilizator napięcia na 2v na wejście odwracające
doprowadzał bym właśnie to stabilizowane napięcie.
----
Tu, że jednak nie, bo porównujesz z 2V.

Teoretycznie:
wzmacniacz zasilany +2,25v i -2,25v
na wejściu odwracającym - napięcie z baterii +2,25v przez stabilizator
na 2v
----
Niektóre stabilizatory LowDrop biorą spory prąd - popłynie do wirtualnej
masy.

na wejściu nieodwracającym - nieznane napięcie (nie większe niz 230v
zmiennego)
----
Tu wygląda, że chcesz pełne 230V podać na wejście nieodwracające.

Ale teraz właśnie nie wiem jak to będzie z masą.
Wzmacniacz zasilany symetrycznie przez dzielnik z masą wirtualną i na
jedno z wejść też używana jest ta masa.
Drugie wejście - nieznane napięcie ale no właśnie względem czego?
----
Względem tej masy.

Mogę takie zasilanie symetryczne zastosować?
----
Możesz, ale musisz wiedzieć co robisz, a na razie nie wygląda.
P.G.

Fri Oct 22, 2010 2:24 pm   

Użytkownik "Desoft" <NICK@interia.pl> napisał w wiadomości
news:i9romp$sgc$1@news.onet.pl...


po to, żeby zaświecić diodką? Bez przesady, wystarczy nieco większy
kondensator w filtrze. Tak naprawdę nawet prostowanie jest niepotrzebne -
wystarczy układ zasilić pojedynczym napięciem.

BTW, słyszę tu o jakiejś bateryjce, ale gdyby dobrze pokombinować, układ
mógłby się zasilać z mierzonego napięcia, o ile dopuszczalne jest
pobieranie tych kilku mA prądu.

e.

Fri Oct 22, 2010 2:46 pm   

On 22 Paź, 13:49, Piotr Gałka <piotr.ga...@CUTTHISmicromade.pl> wrote:

Ok dzięki wielkie. Zrobię tak żeby maksymalne napięcie jakie mogę
wprowadzić do mojego układu było minimalnie mniejsze od największego
jakie mogę podać na wzmacniacz operacyjny na wejście nieodwracające..
Zasilanie symetryczne tego wzmacniacza chciałem zrobić z 3 baterii AA
1v5 przez dzielnik napięcia (2 takie same rezystory, po środku masa
wirtualna) Przez stabilizator napięcia na 2v na wejście odwracające
doprowadzał bym właśnie to stabilizowane napięcie.

Teoretycznie:
wzmacniacz zasilany +2,25v i -2,25v
na wejściu odwracającym - napięcie z baterii +2,25v przez stabilizator
na 2v
na wejściu nieodwracającym - nieznane napięcie (nie większe niz 230v
zmiennego)

Ale teraz właśnie nie wiem jak to będzie z masą.
Wzmacniacz zasilany symetrycznie przez dzielnik z masą wirtualną i na
jedno z wejść też używana jest ta masa.
Drugie wejście - nieznane napięcie ale no właśnie względem czego?
Mogę takie zasilanie symetryczne zastosować?

Fri Oct 22, 2010 3:47 pm   

Użytkownik "sikor" <sikora507@tlen.pl> napisał w wiadomości
news:c1e5193f-814e-47c7-a448-d0de5c544000@a36g2000yqc.googlegroups.com...

www.design-s.pl/schemat.png


I teraz moje pytanie:
Co na tym schemacie jest źle? (bo na bank coś jest)
----
Jakbyś zapytał co jest dobrze to byłoby bardzo trudno odpowiedzieć ;-)

Wstęp:

Czy chcesz wykrywać tylko napięcie większe od 2V czy też mniejsze od -2V ?
Masa wirtualna z rezystorów jest "słabiutka" - nie można w nią wpuszczać
prądów LEDów.
Jaki wzmacniacz planujesz użyć ?
Jaki stabilizator 2V ?
Jakie wartości rezystorów ?
I najważniejsze:
Co ci po takim ostrzeżeniu ?
Jak karta wytrzyma to widzisz na ekranie obcięcie, a jak nie wytrzyma to
zanim zareagujesz na twoje ostrzeganie już jest po ptokach.

Sorry nie mam czasu na rozwinięcie.
P.G.

Fri Oct 22, 2010 5:05 pm   

Przepraszam wszystkich za lekkie zagmatwanie.
Może prosty schemacik wyjaśni moje założenia.

www.design-s.pl/schemat.png

Ma to być przystawka do karty dźwiękowej służącej jako oscyloskop.
Karta dźwiękowa obcina wszystko powyżej 2Vpp i nie wiem jakie
maksymalne napięcie mogę na nią podać i wolę nie sprawdzać
Także z sinusoidy powyżej 2Vpp robi sie prostokąt i chcę zrobić system
"ostrzegawczy".

Ma to działać tak że napięcie wejściowe będę dzielił (będzie 6
zakresów np dzielenie przez 5 10 20 40 80 170).
To co pokaże mi się na "oscyloskopie" będę mnożył przez co wcześniej
podzieliłem i będę znał rzeczywiste napięcie i będę widział dodatkowo
przebiegi :)

I teraz moje pytanie:
Co na tym schemacie jest źle? (bo na bank coś jest)
Nie wiem czy przy tym zasilaniu symetrycznym ta wirtualna masa nie
będzie się "kłuciła" z sygnałem podanym na wejściu.
(Np czy względem podanego sygnału moja wirtualna masa nie będzie
widziana jako 2,25V)
Czy stabilizator będzie pobierał cały czas prąd z baterii ?

Fri Oct 22, 2010 5:31 pm   

No dobra... zrobię zwykły dzielnik bez lampek.
A całe "urządzenie" nie miało być bezpośrednio podłączone pod kartę
także jeśli by było większe napięcie niż 2v to bym zauważył przed
podłączeniem.
I tak dzięki że wam się chciało pisać nie to co na elektrodzie

Normalnie to przed układem pomiarowym (kartą) daje się układ ograniczania
napięcia.
Np. diodę zenera. Niestety na 2V nic nie znajdziesz, dioda 3V9 też ma "złą"
charakterystykę.
Ledy też się nie nadają w takiej roli (ogranicznika). Może spróbuj dać dwie
zenerki 4V7 na wejście karty i sprawdź czy nie zniekształcają sygnału
wejściowego do tych 2V.

--
Desoft

Fri Oct 22, 2010 6:19 pm   

On 22 Paź, 17:47, Piotr Gałka <piotr.ga...@CUTTHISmicromade.pl> wrote:

No dobra... zrobię zwykły dzielnik bez lampek.
A całe "urządzenie" nie miało być bezpośrednio podłączone pod kartę
także jeśli by było większe napięcie niż 2v to bym zauważył przed
podłączeniem.
I tak dzięki że wam się chciało pisać nie to co na elektrodzie

Sat Oct 23, 2010 8:27 am   

Użytkownik "sikor" <sikora507@tlen.pl> napisał w wiadomości
news:0065d34d-d5d5-4aa9-a76b-a0a3df01d73d@l20g2000yqm.googlegroups.com...
On 22 Paź, 17:47, Piotr Gałka <piotr.ga...@CUTTHISmicromade.pl> wrote:

No dobra... zrobię zwykły dzielnik bez lampek.
A całe "urządzenie" nie miało być bezpośrednio podłączone pod kartę
także jeśli by było większe napięcie niż 2v to bym zauważył przed
podłączeniem.
I tak dzięki że wam się chciało pisać nie to co na elektrodzie
----------
Jak ktoś jest miły to czasem można poświęcić mu trochę swojego cennego czasu
zatem....

Ja bym pomyślał o przedwzmacniaczu na jednym wzmacniaczu operacyjnym w
układzie wzmacniacza odwracającego.
Opiszę słownie, jak chcesz to narysuj - się zweryfikuje.
Zasilanie - bateria 4V5.
Masa wirtualna - tak jak ją zrobiłeś.
Wejście nieodwracające wzmacniacza do tej masy wirtualnej.
Wyjście wzmacniacza przez np. 10k do wejścia odwracającego. Gdyby przy 10k
wystąpiło zauważalne ograniczenia pasma można go zmniejszyć, ale on decyduje
o rezystancji wejściowej wzmacniacza obciążającej obserwowany sygnał.
Masa wirtualna połączona z masą karty dźwiękowej.
Wyjście wzmacniacza przez jakiś rezystor (może 100 ohm) do wejścia karty.
Masa źródła sygnału połączona z masą wirtualną (pamiętać, że połączona z
masą karty dźwiękowej i dalej z kołkiem uziemiającym gniazdka, ale tak ma
praktycznie każdy oscyloskop).
Mierzony sygnał podany przez R na wejście odwracające wzmacniacza. R=10k to
wzmocnienie=1 (zakres -2V do 2V), R=100k to 0.1 (zakres -20V do 20V) itd.

I teraz to, co chciałeś osiągnąć:
1. Zabezpieczenie przed zbyt dużym napięciem na wejściu:
Między wejście odwracające i nieodwracające wzmacniacza włączone
przeciwsobnie dwie diody przełączające - ja bym wstawił podwójną BAV99 bo
najłatwiej mi się montuje elementy SMD (nawet na płytce prototypowej da się
tak położyć, aby wyszło co trzeba, a nic potem nie odstaje). W tym układzie
można zabezpieczyć zwykłymi diodami, gdyż w czasie normalnej pracy napięcie
na nich wyniesie 0V. A jak sprzężenie zwrotne nie da rady zrobić zera (za
duży sygnał na wejściu) to obetną do bezpiecznego poziomu.
2. Ograniczenie napięcia na wejściu karty.
To załatwia zasilanie wzmacniacza z +-2,25V. Wzmacniacz musi być
rail-to-rail na wyjściu. Na wejściu nie musi być i chyba lepiej żeby nie
był. Nie może to być jakiś wzmacniacz mikromocowy bo pasmo będzie
nieodpowiednie.

Wadą tego rozwiązania jest stosunkowo niska rezystancja wejściowa. Można by
ją zwiększyć dając na wejściu wtórnik na wzmacniaczu operacyjnym, ale
przywraca to problem jego zabezpieczenia przy napięciach wahających się
między -2 a +2 w sposób nie wprowadzający nieliniowości. Można zostawić bez
zabezpieczenia - najwyżej padnie (się wymieni - to nie cała karta).

Pełniejsze rozwiązanie problemu polega na obniżeniu (dzielnikiem) sygnału
wejściowego zawsze do poziomu powiedzmy -200mV do +200mV. Taki sygnał można
ograniczyć dwiema przeciwsobnie wstawionymi diodami (przy 200mV jeszcze
chyba ich nie widać, w razie co dać po dwie w każdej gałęzi) i potem
wzmocnić x10 (wzmacniacz nieodwracający - duża impedancja wejściowa) aby
uzyskać poziom -2V do 2V.
Aby uzyskać wysoką impedancję na wejściu dzielnik (dla zakresu -2V do +2V)
to np. 900k + 100k, ale skompensowany odpowiednimi pojemnościami (w
pierwszym podejściu dałbym 10pF (|| do 900k) i 90pF (|| do 100k) Te
kondensatory z pewnością będą wymagały dobrania aby uwzględnić pojemności
diod, montażu itd.
Dla każdego zakresu pomiarowego potrzebny jest inny dzielnik (można by
próbować nie ruszać tego 900k a do tego 100k dołączać coś równolegle).
Zamiast przełącznika może lepiej zrobić sobie kilka identycznych przystawek
różniących się jedynie dzielnikiem.
P.G.

Sat Oct 23, 2010 11:47 am   

Użytkownik "sikor" <sikora507@tlen.pl> napisał w wiadomości
news:37af0277-4e9b-481d-a95c-fd8c3d07d403@j18g2000yqd.googlegroups.com...
Wielkie dzięki za taką obszerną wypowiedź
Spróbuję dokładnie przeanalizować to co napisałeś i narysować schemat
z tego co zrozumiałem. Jednak zanim to zrobię będę musiał
przestudiować kilka rzeczy o których napisałeś a wcześniej o nich nie
wiedziałem np ograniczenie do 200 mv przez diody.
--------
Diody ograniczą w okolicach 600..700mV, ale ich wpływ na sygnał pojawi się
już wcześniej szczególnie jeśli źródło sygnału ma impedancję rzędu 100k.
Przy sygnale 400mV na pewno już będzie widać przycinanie szczytów przez
diody. Czy już przy 200mV to się zauważy - nie wiem (można by sprawdzić
Spicem, lub policzyć trochę logarytmów, ale nie chce mi się). Dlatego
założyłem, że gdyby się zauważało to dać po dwie w szereg - wtedy na każdą
wypadnie 100mV - prawie na pewno wpływ będzie niezauważalny, a ograniczenie
do 1V4 jest bezpieczne dla wzmacniacza.

"Masa źródła sygnału połączona z masą wirtualną (pamiętać, że
połączona z
masą karty dźwiękowej i dalej z kołkiem uziemiającym gniazdka, ale tak
ma
praktycznie każdy oscyloskop)."

Właśnie z tą masą wirtualną to najmniej sobie ją wyobrażam. Jeśli
kartę podłączam do laptopa zasilanego z baterii albo mam gniazdko bez
bolca uziemiającego
----
To są dwie różne sytuacje.
1. Zasilanie bateryjne - super - nie musisz się przejmować, czy masa
badanego układu jest na tym samym potencjale co masa laptopa. Po połączeniu
masy się wyrównają i nic się nie stanie (ale jeśli ta "masa" byłaby na fazie
to cały laptop będzie na fazie - nic mu nie grozi, ale jego dotykanie jest
niewskazane).
2. PC-et zasilany z gniazda bez kołka. W zasilaczu PC-ta jest filtr
przeciwzakłóceniowy, który spowoduje, że jego masa ustawi się w połowie
między dwoma pinami gniazda czyli na AC115V. To ustawienie nie jest zbyt
silne, ale przesunięcie tej masy do poziomu masy badanego układu wymaga
prądów rzędu chyba 50Hz 2mA. Jeśli badany układ ma masę połączoną z kołkiem
to przez połączenia mas badany układ-przedwzmacniacz-karta popłynie ten
prąd. Spowoduje prawdopodobnie nieznaczne zakłócenie pomiaru. Znacznie
groźniejsze jest to, że w momencie łączenia ten prąd może wynieść bardzo
dużo - bo trzeba natychmiast wyrównać te masy przeładowując dość spore
kondensatory tego filtra. Jakby najpierw połączyć nie masy tylko linie
sygnałowe to ten prąd nie popłynie przez druty masy tylko przez elementy
karty i przedwzmacniacza - mogą tego nie przeżyć.

to jeśli podam sygnał z innego źródła to czy on
nie będzie miał jakiejś "swojej masy" o innym potencjale niż ta moja
wirtualna.
------
Masa źródła musi być połączona z masą wirtualną bo inaczej pomiar nie ma
poziomu odniesienia.
A jak połączone to potencjały będą te same.

Nie wiem może właśnie to podłączenie z masą karty
dźwiękowej załatwi sprawę, ale ciężko mi to sobie wyobrazić jak ta
masa będzie chodzić w tym układzie.
-----
Wyobraź to sobie inaczej. Ta masa wirtualna to po prostu masa (bo przecież
połączona i z masą źródła i z masą karty). A dwa rezystory łączące ją z
baterią powodują, że ta bateria ustawia się symetrycznie względem masy. W
ten dzielnik nie wpływają praktycznie żadne inne prądy z obwodów
wejściowych. Prąd ograniczenia za dużego napięcia płynący przez diody nie
wpłynie do tych oporników bo jego celem jest powrót do źródła sygnału. Jeśli
prądy obu rezystorów są takie same to spadki na nich są takie same i bateria
musi być symetrycznie (nie ma biedaczka innego wyjścia).
Jedynym prądem naruszającym symetrię tego dzielnika będzie prąd wyjściowy
wzmacniacza, który przez rezystancję wejściową karty będzie wracał przez
środek tego dzielnika do baterii (prąd jednego rezystora wzrośnie, drugiego
zmaleje tak, aby różnica była taka jak prąd przepływający przez wejście
karty). To spowoduje przesunięcie się baterii względem masy. Znając
rezystancję wejściową karty można by tak dobrać te rezystory, aby w
przypadku pełnego wysterowania karty sygnałem 2V następowało takie
przesunięcie baterii, że zasilanie akurat tej strony z której pobierany jest
w tej chwili sygnał spadnie z 2,25 do 2V. Tak samo będzie w drugą stronę no
i mamy ograniczenie do 2V, a nie 2,25V.
Nie mam pojęcia, czy Rwe karty to 1k czy może 50k.
Rezystory dzielnika powinny być wyraźnie mniejsze od tej rezystancji. Aby
nie marnować prądu baterii można zrobić tak:
Z baterii dzielnik na dużych rezystorach - rzędu 100k.
Jego środek na wejście + wzmacniacza połączonego jako wtórnik i zasilanego z
+ i - baterii. Wyjście tego wzmacniacza to masa wirtualna. Taka masa jest
dużo "silniejsza". Wracający z wejścia karty prąd nie płynie już przez
dzielnik - zajmuje się nim ten wzmacniacz i odpowiednio przekazuje od razu
do przeciwległego bieguna baterii nie naruszając symetrii zasilania.

Ale tak jak mówiłem wcześniej. Przeanalizuję sobie to co napisałeś na
spokojnie to może wszystko mi się wyjaśni.
----
No to ci dałem jeszcze materiału do przemyśleń. Liczę na to, że będziesz
przemyśliwał, przemyśliwał,... aż zrozumiesz bo inaczej to się namęczyłem
bez idei.
Jak umiesz angielski to są dostępne super książki o wzmacniaczach
operacyjnych. Na pewno była taka u Analog Devices, (ale nie wiem czy dało
się trafić z ich strony) i była też inna u Texas Instruments. Mnóstwo wiedzy
(nie do przerobienia) jest też w kartach katalogowych i notach
aplikacyjnych.
P.G.

Sat Oct 23, 2010 12:42 pm   

Wielkie dzięki za taką obszerną wypowiedź
Spróbuję dokładnie przeanalizować to co napisałeś i narysować schemat
z tego co zrozumiałem. Jednak zanim to zrobię będę musiał
przestudiować kilka rzeczy o których napisałeś a wcześniej o nich nie
wiedziałem np ograniczenie do 200 mv przez diody.

"Masa źródła sygnału połączona z masą wirtualną (pamiętać, że
połączona z
masą karty dźwiękowej i dalej z kołkiem uziemiającym gniazdka, ale tak
ma
praktycznie każdy oscyloskop)."

Właśnie z tą masą wirtualną to najmniej sobie ją wyobrażam. Jeśli
kartę podłączam do laptopa zasilanego z baterii albo mam gniazdko bez
bolca uziemiającego to jeśli podam sygnał z innego źródła to czy on
nie będzie miał jakiejś "swojej masy" o innym potencjale niż ta moja
wirtualna. Nie wiem może właśnie to podłączenie z masą karty
dźwiękowej załatwi sprawę, ale ciężko mi to sobie wyobrazić jak ta
masa będzie chodzić w tym układzie.
Ale tak jak mówiłem wcześniej. Przeanalizuję sobie to co napisałeś na
spokojnie to może wszystko mi się wyjaśni.
W każdym razie dzięki wielkie za taką pomoc! Nie spodziewałem się
Miłego dnia życzę!