Самовозбуждение компаратора?

Svat-SV · 13.07.2015, 23:10

Нужен совет знающих людей.
Собрал датчик качания. Вот схема первоисточник (журнал Радио №10 1996):

Вот модификация схемы:
http://s012.radikal.ru/i319/1507/5a/371bce01cbaa.jpg
Вот моя готовая схема:
http://i004.radikal.ru/1507/63/6f8f1e71647e.jpg
Микроамперметр и плату поместил в металлический корпус (экран). Уже на стадии наладки, при питании схемы от блока питания, стали проявляться странности. Итак, переменным резистором выставил такую чувствительность, чтобы светодиод был погашен (на выходе компаратора высокий уровень), при покачивании датчика на выходе появлялся низкий уровень и мигает светодиод. Это нормальная работа схемы, но при отключении и последующем включении БП иногда светодиод постоянно светился (постоянно низкий уровень?) и не было реакции на переменник.
Далее установил датчик на авто. При выставлении переменником высокой чувствительности через 2-5 минут происходит ложное срабатывание. Чуть загрубил датчик, ложные срабатывания происходят теперь через 1-2 часа. Причем, если снять сигнал (динамик сигнализации замолкает), то через несколько секунд сигналка опять орет, т.е. датчик как-будто сработан. Через некоторое время всё приходит в норму до следующего ложного срабатывания.
Складывается такое впечатление, что имеется эффект самовозбуждения и компаратор срабатывает, возможно даже от собственных шумов.
Какие меры я вижу применительно к моей схеме:
1. поставить конденсатор на выходе (С2 в схеме первоисточнике);
2. увеличить резистор R4 до 10 кОм;
3. ввести ПОС (гистерезис), добавив резистор килоом на 500;
4. убрать резистор R5 и светодиод, они мне в принципе не нужны.
Хотелось бы узнать, какие ещё меры можно предпринять для исключения ложных срабатываний и какие из мер, озвученных мной являются приоритетными, а какие не обязательными.

vidask · 13.07.2015, 23:29

Похоже на помехи из питания. Ставьте последовательно в цепь +12В резистор ом на 50-100 . А также попробуйте шунтировать R1 и R2 конденсаторами по 0,1 мкФ. Возможны импульсные помехи , полезно между пинами питания компаратора поставить зенер на вольт 18-20 .
Меры , предложенные Вами, вряд ли помогут.

ПС . Проверьте качество подстроечника. Особенно плохи советские потенциометры открытого типа , предназначенные для ширпотреба- СП-27, СП-38 и им подобные.
Также возможно, что регулирование однооборотным потенциометром слишком грубое. Какой потенциометр Вы поставили?

Falconist · 13.07.2015, 23:39

Что стоит на входе сигнализации (после анодов VD1VD2? У Вас получается точно такая же схема по типу ОК, как и на выходе самого компаратора. Нужен подтягивающий резистор к питанию. Может "гулять" ток утечки диодов при изменении температуры.

Какова амплитуда сигнала с головки?

Вариант на сдвоенном компараторе (работающий): http://forum.cxem.net/index.php?show...&#entry1835945 То, что для звука не принципиально. Сигнал точно такой же апериодический.

Svat-SV · 14.07.2015, 00:39

Цитата:

Какой потенциометр Вы поставили?

Типа СП0. Остальное можно в принципе попробовать. Но непонятно, почему глюки происходят как от питания с БП так и от бортсети авто.

Цитата:

Что стоит на входе сигнализации

Без понятия. Датчик подключил параллельно датчику удара, поэтому и поставил диоды для развязки двух датчиков.

Цитата:

Какова амплитуда сигнала с головки?

Если честно, не знаю.

индюк · 14.07.2015, 01:13

обратную положительную связь введи
для этого с выхода на +вход подать резистор 100-1000 килоом (подобрать) - получится надежный гистерезис который вобщем то обязателен в компараторах как раз для убирания дребезга
а именно дребезг у вас и идет
да и на выходе 10ком - много. я бы 2 ком поставил

kualx · 14.07.2015, 01:44

Svat-SV, Замечания по Вашей схеме.
1- подтягивающий резистор между общей точкой VD1,VD2 и + питания обязателен ( как указал Falconist);
2- для чувствительных схем необходима фильтрация по питанию (как указал vidask), плюс цепочку R1, R2 желательно запитать от стабилитрона, зашунтированного емкостью;
3- примененная Вами схема балансировки отличается от классической из даташита (отсутствует резистор 3 кОм между подвижным концом потенциометра и + питания);
4- отсутствует цепь гистерезиса (указано Вами);
5- вместо подачи "порогового" напряжения на один из входов компаратора, Вы пытаетесь порог реализовать цепью балансировки компаратора, на самом деле наоборот разбалансируя его. На самом деле подачу порогового напряжения можно реализовать поставив небольшой переменный резистор (подвижный контакт которого соединен с одним из неподвижных) между миллиамперметром c R2 и нижним концом R1, а 2-ю ногу компаратора оставить соединенной с нижним концом R1.
Таким образом, чем больше Вы добавите сопротивление переменного резистора, тем больше Вы сместите вниз "-" вход компаратора, тем больше будет порог;
6- Вы не указали амплитуду сигнала с датчика, если она одного порядка с напряжением смещения (7,5 мВ мах) плюс напряжение гистерезиса (если Вы его введете), то, возможно сигнал придется предварительно усилить. Если амплитуда сигнала больше напряжения смещения в несколько раз, цепь балансировки лишняя.
7- приведенная Вами схема чувствительна в одной плоскости (и возможно только в одну сторону), полная схема должна содержать как минимум 2 микроамперметра, установленных ортогонально, плюс схему суммирования по модулю, чтобы на "-" входе при любом возмущении появлялся положительный сигнал.
P.S.
-Цепь гистерезиса устранит множественные срабатывания при возмущениях, близких по амплитуде к к порогу, но не устранит сам факт срабатывания.
-для поиска виновного при "ложных" срабатываниях можно в уже настроенной схеме временно заменить микроамперметр эквивалентной схемой, например катушкой индуктивности и сопротивлением, и проверить схему.
Удачи

Falconist · 14.07.2015, 08:52

В данной схеме компаратор играет роль усилителя-ограничителя. Поэтому гистерезис может быть вреден из-за возможности защелкивания при работе с малыми входными сигналами. В своем посте № 3 я давал ссылку на похожее импульсное устройство. При его обсуждении (в другой теме) тоже выдвигались претензии об отсутствии гистерезиса в первом каскаде. После разъяснения, аналогично приведенному выше, они были сняты. Во втором каскаде гистерезис таки да, необходим. Но и работает он не с милливольтными сигналами, а с достаточно высокоамплитудными.

Теперь по поводу настройки. Очевидно, что у Svat-SV нет осциллографа, который был бы крайне нужен. Попробуем обойтись без него. Надо сымитировать входной сигнал с головки. Для этого подошел бы генератор импульсов любой формы и частоты (в пределах разумной, не МГц, конечно), но с точно регулируемой амплитудой. Подключив его на вход и меняя амплитуду выходного сигнала, точно определить порог срабатывания схемы. Без этого какие-то выводы делать - что на кофейной гуще гадать.

Ну, и то, что kualx рекомендовал в п.п.1, 2, 3, 7 реализовать не мешало бы. По поводу гистерезиса я уже отметил: вводить крайне осторожно и, скорее всего, он не нужен. Пороговым устройством является сама сигнализация. Поступил на вход импульс - она сработала и заверещала.

pambaru · 14.07.2015, 09:43

Сообщение от Svat-SV

но при отключении и последующем включении БП иногда светодиод постоянно светился

Ну дык в состоянии покоя на входах компаратора одинаковый уровень. Перейти может в любое состояние, в зависимости от напряжения смещения, которое может плавать.
Надо дать какое-то начальное пороговое смещение. А в разрыв цепи микроамперметра поставить кондер, развязав по постоянке (микрофарад на 100, чтобы НЧ колебания хорошо ловило).

DanilinSA · 14.07.2015, 10:28

В принципе компаратор находится в покое с одинаковым напряжением на входах. Естественно он находится в неопределенном состоянии. И может перекидываться как от помехи, так и самостоятельно. И не факт что цепями балансировки получится нормальный гистерезис сделать.

И вообще - у подобных схем выходным сигналом является не факт появления логической 1 ( или 0), а смена состояний в единицу времени. Т.е. сигнал с этой схемы напрямую в сигналку подавать нельзя. Устройство должно анализирует ситуацию не по факту смены состояния выхода, а по числу сформированных импульсов в единицу времени. Если датчик за короткое время выработает большое число импульсов (своеобразный дребезг) - это тревога, иначе - ложное срабатывание.

Смотри схемы с вибрационными датчиками охраны. Там как правило это реализовано. Иначе куча ложных срабатываний. Что и имеем у тебя.

http://www.chipinfo.ru/literature/ra...01/p43-44.html

kualx · 14.07.2015, 15:41

Svat-SV, показываю фрагмент схемы предлагаемого изменения схемы из моего поста №6:

Сообщение от kualx

5- вместо подачи "порогового" напряжения на один из входов компаратора, Вы пытаетесь порог реализовать цепью балансировки компаратора, на самом деле наоборот разбалансируя его. На самом деле подачу порогового напряжения можно реализовать поставив небольшой переменный резистор (подвижный контакт которого соединен с одним из неподвижных) между миллиамперметром c R2 и нижним концом R1, а 2-ю ногу компаратора оставить соединенной с нижним концом R1.
Таким образом, чем больше Вы добавите сопротивление переменного резистора, тем больше Вы сместите вниз "-" вход компаратора, тем больше будет порог

https://kazus.ru/forums/attachment.p...1&d=1436872472
Svat-SV, поскольку от Вас нет информации об уровне сигнала, провел некоторые эксперименты с имеющимися у меня головками.
1 - микроамперметр М2003 на ток 100мкА (см. на фото),
2 - стрелочный индикатор М476/2 (см. на фото),
3 - стрелочный индикатор М68502 (см. на фото).
Все головки шунтировались конденсатором 0,1 мкФ и контролировались осциллографом С1-117 (шуп 1:1, 1МОм).
При плавном покачивании приборов по и против часовой стрелки на +/_ 10 градусов наблюдался сигнал амплитудой 5-10 мВ с полярностью, зависящей от направления возмущения и полярности подключения щупа. Причем на пике сигнала иногда наблюдались осцилляции периодом 5мс, амплитудой 2-5 мВ (помните о свойствах катушки - ток в ней не может поменяться мгновенно, поэтому напряжение меняет свой знак).
Чем большее возмущение, тем больший размах осцилляций.
Выводы.
1 - при использовании приборов, аналогичным моим, необходим предусилитель, например инструментальный INA118, AD620, или на каком нибудь хорошем счетверенном операционнике;
2 - скорее всего необходима фильтрация сигнала (НЧ иВЧ), схема устранения одиночных импульсов срабатывания;
3 - поскольку знак сигнала, выдаваемого датчиком, связан с полярностью подключения к нему и направлением воздействия, необходим, как минимум, двухполупериодный детектор, или два компаратора, для фиксации возмущения по и против часовой стрелки.
4 - датчик нечувствителен к возмущениям перпендикулярным к плоскости перемещения стрелки, поэтому введение 2-го, ориентированного ортоганально, датчика с соответствующими цепями, желательно.
Удачи
https://kazus.ru/forums/attachment.p...1&d=1436874089