Wie kann man in dieser Schaltung zwischen Frequenz und Tastverhältnis ausgleichen?

Question

Wie kann man in dieser Schaltung zwischen Frequenz und Tastverhältnis ausgleichen?

ammar

Ich habe diese astabile Schaltung, die Rechteckwellen mit unabhängiger Steuerung von Frequenz und Tastverhältnis erzeugt:

Für diese Schaltung:

$T_{H} = 0,759 C (R_{F} + R_{j})$ $t_H=0.759\,C\,(R_f+R_y)$
$T_{L} = 0,759 C R_{X}$ $t_L=0.759\,C\,R_x$
$P e R ich Ö D = 0,759 C (R_{F} + R_{D})$ $period = 0.759\,C\,(R_f+R_d)$
$F R e Q u e N C j = \frac{1}{P e R ich Ö D} = \frac{1.32}{C (R_{F} + R_{D})}$ $frequency = \frac{1}{period}=\frac{1.32}{C\,(R_f+R_d)}$
$D u T j C j C l e = \frac{T_{H}}{P e R ich Ö D} = \frac{R_{F} + R_{j}}{R_{F} + R_{D}}$ $duty\; cycle =\frac{t_H}{period}=\frac{R_f+R_y}{R_f+R_d}$

Ich möchte, dass das Tastverhältnis -mindestens- von 25% bis 75% reicht und die Frequenz -mindestens- von 1 kHz bis 10 kHz reicht .

Für diese gegebenen Werte:

Rd ist ein Potentiometer, dessen Gesamtwiderstand 50 kOhm beträgt.
Rf ist ein variabler Widerstand, dessen Maximalwert 50 kOhm beträgt.
C = 10 nF.

, hier sind die möglichen Bereiche:

Die maximal mögliche Frequenz:
$F R e Q e N C j_{M A X} = \frac{1.32}{C (R_{F, M ich N} + R_{D})} = \frac{1.32}{10^{- 8} (50 k + 10)} = 2.64 k H z$ $freqency_{max}=\frac{1.32}{C\,(R_{f,min}+R_d)}=\frac{1.32}{10^{-8}(50k+10)}=2.64\,kHz$ wobei 10 Ohm als Mindestwert angenommen wird, der Rf zugeordnet werden kann, und 50 kOhm Rd ist.
Die minimal mögliche Frequenz:
$F R e Q e N C j_{M ich N} = \frac{1.32}{C (R_{F, M A X} + R_{D})} = \frac{1.32}{10^{- 8} (50 k + 50 k)} = 1.32 k H z$ $freqency_{min}=\frac{1.32}{C\,(R_{f,max}+R_d)}=\frac{1.32}{10^{-8}(50k+50k)}=1.32\,kHz$

Sie sehen, dass der Frequenzbereich sehr eng ist.

Wenn Sie andererseits den Arbeitszyklus berechnen und davon ausgehen, dass Rf auf 50 kOhm eingestellt ist:

Die maximal mögliche Einschaltdauer:
$D u T j C j C l e = \frac{R_{F} + R_{j, M A X}}{R_{F} + R_{D}} = \frac{50 k + 50 K}{50 k + 50 k} = 1$ $duty\; cycle =\frac{R_f+R_{y,max}}{R_f+R_d}=\frac{50k+50K}{50k+50k}=1$
Die minimal mögliche Einschaltdauer:
$D u T j C j C l e = \frac{R_{F} + R_{j, M ich N}}{R_{F} + R_{D}} = \frac{50 k + 10}{50 k + 50 k} = 0,5$ $duty\; cycle =\frac{R_f+R_{y,min}}{R_f+R_d}=\frac{50k+10}{50k+50k}=0.5$

Die maximal mögliche Einschaltdauer ist großartig, aber die minimale ist schlecht.

Ich kann den Maximalwert des variablen Widerstands Rf reduzieren, um den Tastgradbereich zu verbessern, aber der Frequenzbereich wird sich nicht merklich verbessern. Wenn zum Beispiel , Rf(max) = 5 kOhmreicht der Arbeitszyklus von 10% to 100%. Aber die Frequenz wird reichen, 2.4 kHz to 2.64 kHzdie nicht akzeptabel ist.

Oder ich kann den gesamten Widerstand des Potentiometers Rd reduzieren, um den Frequenzbereich zu verbessern, aber der Bereich des Arbeitszyklus wird sich nicht merklich verbessern. Wenn beispielsweise Rd auf reduziert wird 5 kOhm, wird die maximale Frequenz 25.9 kHzund die minimale Frequenz wird 2.4 kHz. Aber die Einschaltdauer reicht aus, 90% to 100%die so schlecht ist.

Selbst wenn ich sowohl Rf als auch Rd reduziere oder den Wert von C ändere, komme ich nicht an mein Ziel.

Wie kann ich den erforderlichen Frequenzbereich und Arbeitszyklus erreichen?

Antworten (3)

Wie kann man in dieser Schaltung zwischen Frequenz und Tastverhältnis ausgleichen?

Andi aka · Answer 1

Wie kann ich den erforderlichen Frequenzbereich und Arbeitszyklus erreichen?

Machen Sie sich das Leben nicht schwer, verwenden Sie einen LTC6992: -

Seine Arbeitsfrequenz kann zwischen 3,81 Hertz und 1 MHz variiert werden. Der Arbeitszyklus kann (mit einer Spannung oder einem Potentialteiler) von null bis 100 % gesteuert werden, mit Optionen zur Begrenzung auf 5 % und 95 %).

Es funktioniert mit Versorgungsspannungen von 2,25 V bis 5,5 V.

Danke @Andy aka. Es ist interessant, etwas über den LTC6992 zu wissen, aber ich bevorzuge es, einen Weg zu finden, das Problem zu lösen, ohne die gesamte Schaltung zu ändern. Ich mache ein Universitätsprojekt, und ich denke, es ist besser, es auf nicht "einfache" Weise zu machen.
Mit dem 555 werden Sie keine Ruhe finden - der Ladezyklus verwendet Rf, der Entladezyklus jedoch nicht.

Peter Schmidt · Answer 2

Die klassische 555-Timer-Schaltung kann nicht weniger als 50 % Einschaltdauer erreichen, aber das 555-Timer-Design ist ein Spiel, das seit Jahrzehnten gespielt wird.

Die übliche Methode, um niedrige Arbeitszyklen zu erhalten, besteht darin, eine einzelne Diode über dem unteren Widerstand zu haben ( $R_B$ in der konventionellen Schaltung).

Jetzt $R_B$ ist nur während des Entladezyklus vorhanden und für ideale Komponenten lauten die Zeitgleichungen:

$T_{high} = C \cdot R_A \cdot ln_{(2)}$

$T{low} = C \cdot R_B \cdot ln_{(2)}$

Der Arbeitszyklus $D = \frac {R_A} {R_B}$

Die realen Komponenten, die Sie verwenden werden, haben einen Effekt, aber ich denke, Sie sollten versuchen, sie herauszufinden (die Diodendurchlassspannung ist der primäre Effekt, den Sie herausfinden müssen).

Antonio51 · Answer 3

Versuchen Sie Folgendes: Der Ausgang wird zum Laden und Entladen des Kondensators verwendet.

Wie kann man in dieser Schaltung zwischen Frequenz und Tastverhältnis ausgleichen?

ammar

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Andi aka

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