Проблема со стабилизатором переменного напряжения

[falkonist]

Уважаемый Алексей,
я припоминаю метод ведения дискуссий по Платону, когда вопрошающий задает вопросы, на которые отвечающий дает ответы: "Да... Да... Да..." Наконец, задается главный вопрос дискуссии, на который уже автоматически дается тот же ответ "Да".
Так вот, в Вашем очень подробном и многословном риплее я нашел две ошибки. Первая формальная - по поводу страниц. В моем бумажном варианте издания книги Алексенко на страницах 167-173 описываются генераторы колебаний различной формы, никакого отношения к компараторам не имеющие. А именно компараторы - на той самой странице 180, котоую я и указал. Если это Ваша ошибка, то не следует такого несоответствия подчеркивать. А поскольку у меня есть бумажное издание, то электронного варианта я естессно, не вкачивал и за подобные несоответствия отвечать не могу. Однако, это ошибка третьестепенная, не будем на ней зацикливаться.
А вот вторая ошибка - уже по сути. В пункте б)

б) частный случай, источник опорного напряжения имеет нулевое значение эдс или источником опорного напряжения является выход компаратора. В этом случае именно напряжение выхода компаратора и делитель напряжения определяет текущие значения напряжения переключения компаратора (рис.2.).

Вы допускаете принципиальную ошибку, когда в качестве опорного принимаете выходное напряжение компаратора.
В действительности в варианте Рис.2.б опорным напряжением является потенциал нулевой шины (0 В), а переключение компаратора происходит при изменении входного напряжения одинаковой магнитуды (абсолютного значения) относительно опорного, т.е. положительной и отрицательной полярности.
В схеме, приведенной мною (не буду повторяться), поскольку на входе действует напряжение одной полярности (с выхода диодного моста), в качестве опорного приходится задавать некоторое положительное напряжение, вокруг которого и происходит переключение компаратора в объеме (вот опять - за это слово можно легко зацепиться!) ширины петли гистерезиса. Однако, чтобы при снижении входного напряжения до нуля (примем это значение приближенным, без расчета до пятого знака) компаратор таки переключился, опорное напряжение должно быть несколько больше петли гистерезиса (почему - расчитайте сами).
Фу! Вроде бы описал (или опИсал? ) все...
Так что мое утверждение все-таки верное и проверенное на практике, вопреки утверждению Вашему. В данном случае в силу вступает "Правило тринадцатого удара" (Если часы пробили тринадцать раз, то это означает не только то, что тринадцатый удар был неверным, но и порождает обоснованное сомнение в верности всех предыдущих двенадцати). Подумайте на этим правилом...
Что же касается практики использования компараторов на ОУ, то я занимался этим в те "времена далекие, теперь почти былинные...", когда первый совдеповский операционник именовался еще К1УТ401(А,Б) и других не было вообще, а некоторые "гуры" еще не проектировались, или же в лучшем случае учились держать ложку (Соколюк А.М. Устройство для синхронизации цифровых измерительных приборов биологическими сигналами // Физиологический журнал АН УССР.- 1979.-Т.18, № 1.- С.93-95.).
Тезка, если у Вас перегорел паяльник и Вы не имеете возможности проверить свои теоретические выкладки, то дайте свой адрес, я вышлю его Вам в комплекте с паяльным набором и комплектом деталей для данной лабораторной работы... Вот только на осциллограф и генератор треугольных/пилообразных сигналов, увольте, разориться будет накладно.

[falkonist]

Вношу коррективу: страницы 167-173 соответствуют 1-му изданию Алексенко с сотоварищи. А на с. 180-186 я ссылался по 2-му изданию (только что сравнил оба издания), о чем не сообщил своевременно, за что приношу свои извинения.
Второе уточнение: "по умолчанию" в Алексенко предполагается, что ОУ питается двухполярным питанием, тогда потенциал общей шины является таким же сигналом, как и любое другое напряжение в пределах +/- напряжения патиния (ничем не лучше и не хуже, как в математике "ноль" являетя такой же цифрой, как и остальные девять).
В схеме же, с которой началась эта ветка форума, питание ОУ однополярное, поэтому делитель, изображенный в моем предыдущем риплее (между плюсом питания и общим проводом) представляет собой по существу формирователь т.н. "искуссвенной средней точки".
Отсюда, думаю, и надо плясать, чтобы разрешить противоречия во мнениях.

[ALEX__A]

Вы допускаете принципиальную ошибку, когда в качестве опорного принимаете выходное напряжение компаратора.
В действительности в варианте Рис.2.б опорным напряжением является потенциал нулевой шины (0 В), а переключение компаратора происходит при изменении входного напряжения одинаковой магнитуды (абсолютного значения) относительно опорного, т.е. положительной и отрицательной полярности.

Да, Ваше утверждение верно для частного случая, а следовательно не всегда применимо.

В схеме, приведенной мною (не буду повторяться), поскольку на входе действует напряжение одной полярности (с выхода диодного моста), в качестве опорного приходится задавать некоторое положительное напряжение, вокруг которого и происходит переключение компаратора в объеме (вот опять - за это слово можно легко зацепиться!) ширины петли гистерезиса. Однако, чтобы при снижении входного напряжения до нуля (примем это значение приближенным, без расчета до пятого знака) компаратор таки переключился, опорное напряжение должно быть несколько больше петли гистерезиса (почему - расчитайте сами).

Напряжение питания в предоставленной автором темы схеме однополярное. В реальных ОУ напряжения высокого и низкого уровня всегда по модулю (термин «магнитуда» применяется в основном в сейсмологии, характеризует общую энергию волн и не используется в радиоэлектронике) меньше напряжения питания ОУ. Поэтому, напряжение переключения, из низкого уровня выходного напряжения в высокий, будет несколько выше нуля, т.о. переключение компаратора произойдет.
Рассмотрим идеальную ситуацию - напряжение низкого уровня на выходе компаратора будет равно нулю, тогда, строго говоря, компаратор не переключится, однако для его переключения потребуется подача незначительного (КУС компаратора 50000 + эффект ПОС) отрицательного напряжения. Указанная величина гораздо меньше удвоенного значения напряжения питания.

Таким образом, классический случай работы, в приведенном Вами источнике информации, применительно к компараторам, работающим с однополярным или несимметричным источником питания, будет описываться несколько иначе. Так в приведенной мною схеме (рис.1), при равенстве R1 и R2, однополярном напряжении питания, например 10В. (выходные уровни примем равными напряжению питания, что не очень корректно), опорное напряжении 1 В., уровни напряжений переключения составят 0,5В. и 5,5В. Т.о. работа компаратора, в общем случае, не всегда симметрична относительно уровня опорного напряжения.

Использование для описания работы компаратора понятий опорное напряжение и ширина петли гистерезиса не очень удачно. Более универсальным вариантом описания работы будет использование понятий, уровни переключения, ширина петли гистерезиса и уровни выходных напряжений, поскольку данные понятия могут использоваться для описания несимметричного режима работы компаратора.

Соглашусь с Вашим утверждением, что для стабильной работы компаратора, в приведенной автором темы схеме, необходимо формирования опорного напряжения несколько выше нулевого уровня, однако опорное напряжение может быть меньше 1/2 ширины петли гистерезиса.

Дополнение 1. На рисунке приведена графическая зависимость режима переключения описанного выше компаратора, а также эквивалентная схема и расчетное соотношение для вычисления уровней переключения компаратора.

С уважением, Алексей.

-- Прилагается рисунок: --

[falkonist]

Уважаесый тезка,
Мой глубокий Вам респект за умение замутить простой и ясный вопрос из трех сосен до состояния непроходимой буреломной чащи .
Помню, в далекие 80-е годы еще прошлого века, в журнале "Изобретатель и рационализатор" читывал в "Записках эксперта", о заявке с примерно такой формулой изобретения (привожу по памяти): "Способ диспергирования гидридов кислорода, помещенных в цилиндрическую емкость, открытую с одной стороны, и с полусферическим днищем с другой стороны, путем механического воздействия на них штоком с торцом полусферической формы, отличающийся тем, что ... (вот цели не помню) воздействие производят возвратно-поступательными, колебательными и вращательными движениями, а радиус днища емкости превышает радиус торца штока".
А теперь догадайтесь с трех раз, что в этой формуле описыватся?
Если не догадались, даю ответ: описан способ "толочь воду в ступе" :P .
Как говаривал мудрый Чизхолм, в своем 3-м законе, "Если ясность вашего изложения исключает возможность ложного толкования, вас все равно поймут неправильно". Мне кажется, что я достаточно доступно изложил свое мнение, потому, поскольку я не женщина, и не рвусь оставить за собой "последнее слово", в дальнейшем буду отвечать только на конкретные непонятки просматривающих тему.
Дискуссию с ALEX__A'ом на этом прекращаю, ибо бесконечно пережевывать изложенное в классических монографиях человеку, который их не читал, поскольку выше всех этих авторов-старперов - выше моих сил.
Извините...

[Vovan_a]

Хохма во всем этом заключается в том, что полтора года напряжение в сети постоянно вечером опускалось до 163 В. Днем было почти нормально - 200 В. Наконец-то я решился собрать стабилизатор. Так вот, после того как я собрал этот стабилизатор и он заработал как надо, уже неделю напряжение в сети круглосуточно 220 В! Не знаю, может быть заменили трансформатор. Вот такие дела. :P

[ALEX__A]

Хохма во всем этом заключается в том, что полтора года напряжение в сети постоянно вечером опускалось до 163 В. Днем было почти нормально - 200 В. Наконец-то я решился собрать стабилизатор. Так вот, после того как я собрал этот стабилизатор и он заработал как надо, уже неделю напряжение в сети круглосуточно 220 В! Не знаю, может быть заменили трансформатор. Вот такие дела. :P

Да, вероятно, Вам поменяли трансформатор. У меня была аналогичная ситуация. После 18 часов, особенно зимой, напряжение падало до 160 В. При этом в осциллографе прямая линия развертки менялась на синусоидальную.
Через полтора года все встало на свои места - 220...230 В.

С уважением, Алексей.

[mike18]

Сообщение от Vovan_a

Хохма во всем этом заключается в том, что полтора года напряжение в сети постоянно вечером опускалось до 163 В. Днем было почти нормально - 200 В. Наконец-то я решился собрать стабилизатор. Так вот, после того как я собрал этот стабилизатор и он заработал как надо, уже неделю напряжение в сети круглосуточно 220 В! Не знаю, может быть заменили трансформатор. Вот такие дела. :P

Да, вероятно, Вам поменяли трансформатор. У меня была аналогичная ситуация. После 18 часов, особенно зимой, напряжение падало до 160 В. При этом в осциллографе прямая линия развертки менялась на синусоидальную.
Через полтора года все встало на свои места - 220...230 В.

С уважением, Алексей.

Не знаю насчёт трансформатора, но если в подъезде нейтраль отгорит, то как раз у кого-то 160 В, а у кого-то все 280 или того хуже... из-за перекоса фаз при неравномерной нагрузке. В таких случаях по соседям с мультиметром нужно походить для уточнения диагноза.

[ALEX__A]

Не знаю насчёт трансформатора, но если в подъезде нейтраль отгорит, то как раз у кого-то 160 В, а у кого-то все 280 или того хуже... из-за перекоса фаз при неравномерной нагрузке. В таких случаях по соседям с мультиметром нужно походить для уточнения диагноза.

Если в подъезде будет обрыв нейтрали, то какое фактическое напряжение будет у потребителя зависит от распределения фазных нагрузок. Может быть все, что угодно.

Следует отметить и то, что в цепи трехфазного переменного тока, каждую фазу считают независимой от других, только при малом (бесконечно малом) сопротивлении нулевого провода. На практике это условие выполнялось бы, использовались три нулевых провода. Конечно, принимаются меры к его уменьшению, но всеже перекос фаз, может возникать и в данной трехфазной схеме с глухозаземленной нейтралью. Помимо этого, в сети эксплуатируются и двух фазные потребители, что дополнительно создает несимметрию. Более того, у трансформатора есть максимальная мощность и при всем желании он не сможет её превысить. Поэтому зачастую на одной фазе мы имеем 160В, а на соседней 230 и это при исправной нейтрали.

С уважением, Алексей.

[buremot]

Может быть все, что угодно.

У нашей соседки в 16-этажном доме на 5 этаже арматура в стене до красна грелась. ДЕЗовцы раздолбили стену и я видел эту арматуру, толщиной около 1.5 сантиметров и раскаленную до красна. Целые консилиумы изо всех инстанций приезжали, смотрели на красный пруток, с палец тощиной, чесали репу и уезжали. Осознать причину происходящего так никто и не смог!!! Перепилили болгаркой и уехали. Я потом померял напряжение - всего около 3 вольт, но какой эффект!

P.S. я сначала думал, что радиация, ну не может просто так стена сама собой так сильно греться.

[mike18]

Сообщение от ALEX__A

Может быть все, что угодно.

У нашей соседке в 16-этажном доме на 5 этаже арматура стене до красна грелась. ДЕЗовцы раздолбили стену и я видел эту арматуру, толщиной около 1.5 сантиметров и раскаленную до красна. Целые косилиумы изо всех инстаций приезжали, смотрели на красный пруток, с палец тощиной, чесали репу и уезжали. Осознать причину происходящего так никто и не смог!!! Перепилили болгаркой и уехали. Я потом померял напряжение - всего около 3 вольт, но какой эффект!

Вероятно, после перепиливания стало сильнее греться где-то в другом месте .