Zesilovač pulzních kmitů

idea: zesilovac_tvarovac.png

vycházel jsem z toho jak píšeš - zadávat kmitočty do programu na pc, výstup ze zvukovky. zadáním v programu zároveň můžeš volit i určité kmitočty, které bys jinak dodržel stabilní těžko.

signál ze zvukové karty bude nevím jak velký, s jakým průběhem, proto je tam vstupní komparátor, citlivost je nastavená odpory r2/r1, hystereze r4/r3.

protože chceš nějaké elektrody přikládat na pokusný objekt - a signálová zem pc je přímo spojena s uzeměním/nulákem rozvodné sítě, pacient by ti za tak kvalitní uzemnění asi nepoděkoval. z krajních pinů usb výstupu je proto napájena jen vstupní část převodníku, mezi zbytkem desky je vložen optočlen.

kvůli předpokládanému napájení 9v jde použít jen řada cmos4000. aby utáhla indikační ledky (typ nízkou spotřebou 2ma) je použit budič 4049. zatížitelnost cmosů jde zvýšit paralelním zapojením hradel, dvě snad stačí. je použíto můstkové zapojení - při střídě signálu 1:1 nemá stejnosměrnou složku, nebo klidový stav kdy skrz testované morče neteče nic.

výstup na pacienta je na svorkách označených "pokusné morče" mezi out a out_neg, pro zrušení můstku stačí zapojit jeden výstup přímo proti zemi=gnd. pro optické ověření funkce je na výstupu dvoubarevná ledka pro obě polarity.
gnd není nikde spojena se stranou pc - elektrické oddělení naznačeno čárkovanou čarou.

poslední částí obvodu, která se mi vůbec nelíbí, je indikátor podpětí. je použita reference i oz s nízkou spotřebou. fetový tl061 má špatné výstupní vlastnosti (poměrně velký úbytek), proto předpokládám jako indikační led "7v5" nějaký modrý svítivější typ (dnes asi za 6kč) taky s vyšším úbytkem. hlídání podpětí má nechutně mnoho součástek, ale neznám vhodný šváb pro tuto funkci a nechtělo se mi hledat.

pokud by i na straně 9v napájení měla být regulace napájení, doporučuju hledat nějaký nízkopříkonový low-drop regulátor.

sorry za pozdní reakci, tento týden nebyl čas.

No teda lední brtníku, díky moc! To jsi mě opravdu překvapil, nečekal jsem, že to bude mít nakonec nějaký kladný výstup a že dokonce tomu budeš věnovat tolik času aby jsi nakreslil a hodil na web vzorné schéma . Jsem chlope tvým dlužníkem

Ještě jednou díky moc, že jsi si našel čas.

Ještě takový dotaz, jestli jsem to správně pochopil, napájení z USB slouží pouze pro napájení zesilovače a v případě, že ze zvukovky nepolezou potřebné obdelníkové pulzy se o to postará druhá část obvodu. Co se regulace síly signálu na výstupu 0_NEG a OUT týče, to zřejmě budu moci provádět softwarově v PC (posuvník hlasitosti) nebo to nemá vliv a výsledný signál bude vždy stejné úrovně?

Craft

usb fak slouží jen k napájení vstupní části před optočlenem

výsledný signál bude vždy stejné úrovně...
jak jsem psal - protože netuším jaký přesný tvar má signál ze zvukovky, rovnou to převádím komparátorem N1 na obdélník, s max. amplitudou. pak to přeleze oddělovací optočlen a logická hradla N2 to jen vytvarují, zas na maximální amplitudu z 9v.

aby šla úroveň řídit už na zvukové kartě, muselo by jít o lineární optočlen s pevným zesílením (třeba hcpl7800), a místo obyčejných výstupních cmosů by na výstupu musel být skutečný zesilovač - s malým odběrem a dost slušnou rychlostí přeběhu - to se trochu vylučuje.

jednodušší je ručně řídit výstupní napětí změnou napájení 9v - nějaký regulátor s malým úbytkem a taky s malou spotřebou (hledat mezi low dropout typy)

taky by šel jiný luxus - že by pc opět přes optické oddělení posílal data pro nastavení tvaru signálu a výstupní amplitudy do rychlého sériového d/a převodníku (s malou spotřebou , zapojeného místo N2.
no, furt to vidím spíš na ten poťák.

a páteček chlastáček se blíží, možná se tu večer v nestřízlivém stavu stavím.

Aha už to chápu . To s tou zvukovkou mě jenom tak napodlo, protože jsem v obvodu neviděl žádnou manuální regulaci pro výstup. Poťák je naprosto dostačující řešení, to mi plně vyhovuje, takže by stačilo pouze lineární potenciometr zapojit do obvodu? Pokud ano, kde přesně?

Tak ať šmakuje

Edit: U L1 je myšleno opravdu 10mH jako mili nebo mikro? Občas někdo používá m i pro mikro, jak jsem se mohl ne jednou ve schematech přesvědčit. Existuje totiž jak ve verzi 10mH, tak 10uH, jak jsem zjistil.

LM385Z - použít typ LM385Z-2.5 nebo LM385Z1-2 nebo je to jedno?

Craft

už jsem se probral do civilizace: http://brtnik.bloguje.cz/img/zesilovac_tvarovac2.pn g

cívka v radiálním provedení d9mm se dělá i 10milihenry - kdo ví co za binec lozí po 5v z pc...

šílený obvod s referencí jsem vyhodil, je místo něj mírně znásilněný hlídač N3 s mc34064 (je normálně asi na 4.6v)

přibyl napěťový regulátor s malým úbytkem a nízkou spotřebou lp2951 - pro regulaci napájení = amplitudy

a jdu zas na 1-2 , měj se :)

Super, koukám, že už to má i potřebnou regulaci. Ještě k těm ledkám, ledka pro indikaci stavu baterie má být radši nízkoodběrová 2mA nebo bude stačit nějaký standard? A přiznám se, že mi ještě není dostatěčně jasné proč je tam ona dvoubarevná ledka, je jedno s jakým odběrem? Předpokládám, že má za úkol signalizovat případný zkrat elektrod, doufám, že to CD4049 přežije, protože tohle se opravdu nedá vyloučit . Ještě jakého max. napětí jsem schopen získat na výstupu, tj. na elektrodách? Předpokládám, že tam budou v obvodu nějaké ztráty, takže to tipuju kolem 7-8V.
Díky za tvou trpělivost

Craft

obecně: "nízkopříkonové" ledky svítí už při 2ma, mívají barevné pouzdro a rozptylují světlo ve větším úhlu
"supersvítivé" led bývají průhledné (pletou se na stole), svítí v úzkém úhlu, taky sice nějak fungují při 2ma ale jsou navrženy pro vyšší proud. sem bych všude dal radši nízkopříkonové led.

2-barevná ledka na výstupu jen proto, ať je vidět že to nevisí v jednom stavu ale že to kmitá. samotné dvoubarevné led se nedělají s bůhvíjakou účinností, možná bude viditelnější antiparalelně zapojit 2 samostatné diody.

výstup - ten stabilizátor umí celkem malý úbytek (stovky mv), pak záleží na odporu kanálu cmosu vůči zátěži - testovanému morčeti :)
kdyby byl na výstupu zkrat, cmos díky odporu kanálu něco vydrží. regulátor má ochranu cca 150ma, ale pro jistotu dej 4049 do patice. omezení pro menší proud by možná šlo dosáhnout snímáním výstupního proudu na odporu pnp tranzistorem, s kolektorem do vstupu 3 (shutdown), ale mohlo by to zároveň rozkmitat celý regulátor - pokud by to nebylo nutné zatím bych se do takových úprav nepouštěl.

Díky za vysvětlení a tvou trpělivost, teď už je mi to vše naprosto jasné, tak jak to je, je pro mě naprosto dostačující i co se funkce LED týče. Zítra nakoupím v GESu potřebné součástky a vrhnu se na to

Zatím moc díky, kdyby náhodou vyvstal v něčem problém, tak dám vědět.

Craft

Ahoj brtníku, tak jsem dával do kupy součástky a v GESu jsem s těma švábama vůbec neuspěl. Nakonec se mi podařilo objednat LP2951CM přes GME a v Praze nějaké mají skladem. Nicméně MC34064 je bez šance, to je nějaký asijský exot, že je problém jej splašit i u těchto firem? Nenašel by se nějaký ekvivalent?

Craft

ze stránek GMe:
MC34064P5 obj.č. 339-009
podpěťový detektor pro mikrokontroléry či jiné aplikace, Utreshold=4,6V0,01V, Reset aktivní v L, vlastní spotřeba < 500A, pouzdro TO92

Orientační stavy na maloobchodních prodejnách   
Praha - Sokolovská 32 	5
Brno - Koliště 9 	4
Ostrava - 28.října 254 	0
Plzeň - Dominikánská 8 	5

Jednotková cena s DPH 10.50/ks

edit: kdyby to nešlo sehnat, FKtechnics má v katalogu podpěťové senzory TL7705, pouzdro asi dip8, obj.č. 1501518-14, otázka je zda jsou na skladě.

edit2: rs-components.com dodává MC33064P5 pod obj.č. 323-5035, a MC34064P5 jako 301-5083.
u nás je zastupuje alfatronic.

Díky za info. Tak jsem si říkal, že GME má snad natolik schopné lidi aby věděli co mají v ČR skladem a proto jsem se ani nedíval do eshopu a koukám, že to nebude zas tak slavné, protože dle katalogu je očividně mají skladem na 3 ze 4 prodejen, přesně jak uvádíš. Má dneska vůbec cenu chodit do kamenných obchodů, asi tak max. vyzvednout objednávku .
Už jsem si to objednal přes eshop GME, snad to zvládnou aspoň poslat dle objednávky. Pokud ani to ne, zkusím ty ostatní typy.

Ještě jednou díky.

Craft

Ahoj brtníku,
tak jsem se konečne dostal k dostavbě zapojení, dle tvého návrhu a zatím nemohu najít chybu v praktickém zapojení.
viz. http://img293.imageshack.us/img293/9725/brtnikschem avh5.jpg

Určitě zůstane na CNY17-3 vývod č.6 (base) nezapojen? Dále se mi nezdá, že u CD4049 nebude zapojen pin 1 (VCC) ani 2 (VSS), případně 13 a 16 (NC), viz. datasheet pro CD4049UB http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/268 82/TI/CD4049.html
Rovněž u LM2903 pin 4 (Vcc-) a 8 (Vcc+) http://www.ortodoxism.ro/datasheets/SGSThomsonMicro electronics/mXuzyx.pdf
Tady mi to nějak hlava nebere, to se přiznám.

Díky za případné upřesnění.

Craft

Odpovím ti za brtníka, báze se u optočlenů nezapojuje, zapojení napájecích vývodů se u integrovaných obvodů nezakresluje.

Viděl bych to asi tak: U CD4049 se musí zapojit napájení, což je Vcc-vývod 1 na OUT obvodu LP2951CM a Vbb-vývod 8 na GND z baterky 9V. Piny NC se nezapojují (Not Connected). Báze u optronu se nezapojuje a u LM2903 by měl být zapojený pin 8 na +5V (kladný pól kondíku C1) a pin 4 na zem (U0, z USB).

aha, sorry, já to bral automaticky že si to připojíš. pokud člověk přebírá značku z knihovny, většinou se napájení nekreslí a jen se ve vlastnostech nadefinuje kde to je připojené - ale u více zdrojů s tím může být zmatek.

LM23903: 8 na +5V, 4 na U0
CNY17: 6 se nechává v luftu, někdy kvůli lepším hranám jde přes cca 10k odpor připojit na GND. ale díky komparátoru před ním by to nemělo být nutné.
CD4049: 1 na +9V, 8 na GND
země U0 a GND nejsou spojené.

datasheety bez registrace u spammerů jsou www.datasheetcatalog.com nebo www.datasheets.org.uk
nějaký další dotaz můžeš klidně přes zdejší poštu.

edit: kolezi byli hbitější

Ahoj brtníku rovněž děkuji,za pěkné schéma zesilovač/tvarovač. Chtěl bych vědět zda na výstupu jsou pravoúhlé kmity nahoře nebo dole (neznám přesný název )měly by být nahoře a naprosto bez stejnosměrné složky, jinak by se poškodila krev (ale při 9 V to snad nehrozí).Pokud jsou dole, šlo by použít místo CD4049 typ CD4050, který nepřevrací vstup podle datasheetu a jak to mám zapojit.Ještě jednou díky za tvůj čas a radu.

jestli máš kontakt na crafta, rozumnější by bylo probrat to s ním. on o té teorii kolem toho ví víc, já jen zkoušel malovat co by mělo fungovat.

co si vzpomínám, schéma se časem zesložitilo nejdřív kvůli požadavku na přeladitelnost v mnohem větším kmitočtovém rozsahu, přitom se stále předpokládalo generování signálu na PC (stabilita, okamžitá kontrola, výběr hodnot). protože však pc je zařízení spojené s elektrickou sítí, v obvodu vždy musí být zařazeno optické oddělení (kvůli oddělení potenciálů).
pokud jsou koncová hradla 4049 správně buzena, je výstupní signál obdélníkový. tuším že jsem zrovna v některém z prvních schémat špatně naznačil regulaci napětí na výstupní straně, z optočlenu díky tomu nevycházel obdélník a tím pádem místo kolmých hran vycházel ven deformovaný paskvil se zákmity.

to že nebude na výstupu žádná stejnosměrná složka, v původním zapojení m.j. řešily výstupní hradla zapojená v protifázi - z výstupu na jednu elektrodu vedlo invertující hradlo na další elektrodu. správně by se měl odepínat klidový stav, jenže jako mnohem zásadnější se ukázalo něco jiného:

pro správnou funkci neměl mít výstupní signál střídu 1:1, ale jen povahu velmi tenkých impulsů. to se nakonec pro původní ideu (ovládací program využívá zvukovou kartu, přeladění přes více pásem, stálé dodržení této úzké střídy v celém kmitočtovém rozsahu) ukázalo jako zásadní problém, který zapojení hodně zkomplikoval.

já jsem měl loni poměrně nedostatek času pro ověření té konstrukce a víceméně to díky tomu skončilo, craft nakonec volil jiné řešení.

správnou cestou je mít tento generátor naprogramovaný v jednochipu, výstupní střídu přitom odvozovat třeba z děličky, čekacích stavů, tabulky hodnot, nebo určovat výpočtem. nevím co je nejefektivnější, nejsem ani programátor, ani nerozumím procesorům.

Brtníku děkuji za vysvětlení,pokusím se spojit s craftem, ale chtěl bych postavit něco takhle jednoduchého bez procesoru stačí mi střída 1:1 hlavně aby kmity byly pravouhlé v horní poloze a bez zákmitu. Tak děkuju a měj se hezky:)

Aha, tak tady byla ona chybka, už je mi to jasné, díky všem za info a za odkazy na datasheety.

Craft