Evo, smislio sam jedan generator trougla i četvrtke, koji sa dobrim op-amps može pokriti vrlo širok raspon frekvencija, sa konstantnom amplitudom izlaza.
Sa lošijim op-amps može pokriti sigurno ceo audio opseg i van toga, pod uslovom da je taj lošiji bar MC3327x, TL074...
Generator ima komplementarne izlaze, tj. diferencijalne izlaze i za trougao i za četvrtku.
Ako je izveden u punom kvalitetu (4 op-amps), sa punom opcijom buffera i invertora za komplementarni izlaz četvrtke i sa OPA4192, toj spravi neće zavisiti amplituda izlaznog napona od opterećenja izlaza, a stabilnost frekvencije će prvenstveno zavisiti od Ct i Rt i kvaliteta Vreff.
Posebno ako se uklone zaštitni otpornici na izlazima, (R9,R10,R11,R12) koji su 220R, koji se mogu ukloniti ako se koristi OPA4192 jer on ima internu zaštitu od kratkog spoja.
U tom slučaju izlazi imaju tipičnu close-loop izlaznu impendansu OPA4192 koja je tada reda delova oma.
U punom kvalitetu izvođenja je amplituda izlaza strogo definisana sa veličinama referentnih napona +Vreff i -Vreff, koji se mogu postaviti u rasponu od +-2V5 do +-7V5 (max Vdd-Vss je 15V za CMOS 555).
CMOS verzija 555 je istovetne funkcije kao i NE555, osim što je u CMOS tehnologiji sa drastično manjom potrošnjom i ulaznim strujama, kao i tipičnim railom izlaza od Vdd do Vss kada je vrlo mala struja izlaza.
Iz tog razloga je u boljoj verziji izvođenja stavljen buffer na izlaz LCM555(TS555), jer će onda njegov izlaz raditi bukvalno od Vdd do Vss.
To će nam garantovati vrlo konstantnu struju kroz Rt, za oba polariteta i sve temperature rada, što svakako zavisi i od kvaliteta Vreff izvora.
Sami +-Vreff se u sasvim dovoljnom kvalitetu mogu napraviti "skidanjem" napona sa glavnih Vcc i Vee, pomoću standadnog shunt stabilizatora TL431A, koji ni malo nije loš sa svojih 0.4% i 50ppm, pogotovo za svoju cenu.
Bez opcije, tj. sa dualnim op-amp i bez drugog, komplementarnog izlaza četvrke, može se i dalje dobiti diferencijalni izlaz trougla, a direktno sa izlaza TS555 četvrtka, ali u toj verziji će frekvencija nešto malo zavisiti od struje izlaza TS555, tj. što je ta struja veća - to će frekvencija biti niža (radi se možda o par posto pada).
Dakle, sa smanjenjem Rt, struja izlaza TS55 će rasti i neće frkvencija idealno biti srazmerna Rt. U slučaju da trošimo sa izlaza za četvrtku (koji je u tom slučaju samo jedan) onda će frekvencija trougla i četvrtke malo opasti povećanjem opterećenja izlaza četvrtke, što je prirodna posledica pada napona na internim izlaznim mosfetima na TS555, srećom vrlo simetrično za razliku od bipolarnog NE555.
U izvedbi punog kvaliteta, ko se odluči za OPA2192, neće mu baš biti specijalna prepreka i OPA4192, te to najtoplije preporučujem.
Sa tom najboljom izvedbom, tj. sa 4 x op-amp OPA4192, sprava će izuzetno linearno i precizno raditi i na gornjem opsegu frekvencija koji su iznad 10KHz i čak do preko 200KHz.
To ne mogu raditi op-amps sa slew rate ispod 15V/uS.
Ujedno, OPA4192 (baza je OPA192) je op-amp izuzetnog kvaliteta i sjajnih performansi maltene u svim zonama upotrebe.
Cena mu baš i nije mala (nešto ispod 6 eura na Mouser), ali gospodo, to je jedna paklica boljih cigareta ili dobra veća čokolada, a instrument je stvar koja traje.
Sa OPAx192 Rt potenciometar može biti od 0 do jedan Megaom, čim se može smanjiti broj kondenzatora u preklapanju opsega.
Opseg se može promeniti veličinom Ct, koji može kod OPAx192 biti najmanje 1n (još u vek daleko iznad parazitnih kapacitivnosti okolo).
Maksimalna veličina Ct nije ograničena te generator može raditi i sa jako dugaćkim vremenima, odnosno ispod 1Hz ili čak i mnogo niže, ali smatram da je prilično besmisleno ići preko 1uF.
Ct bi bilo najbolje da bude polipropilenski (KP ili MKP) jer je njima krajnje nizak remanentni naboj, što garantuje izvrsnu linearnost trougla. Izvrsnu linearnost trougla takođe garantuju i low bias struje OPAx192, visok OLG, odličan CMRR i visoka linearnost tog op-amp.
U svakom slučaju se sprava odmah može izvesti sa vrlo zadovoljavajućim rezultatima čak i sa TL431, TL074 i TS555, koji su vrlo jevtini i svuda dostupni, a kasnije, ko želi može staviti bolji 4 x op-amp jer su oni maltene svi pin kompatibilni...
Evo šeme sklopa:
Tr_Sq_Gen.pdf (Size: 11,66 KB / Downloads: 64)
Pozdrav,
Macola
P.S.
Šema je odmah spremna i za simulaciju u LT Spice IV.
Izvori napajanja su zbog brzog postizanja kondicionih uslova postavljeni kao pulsni gneratori od 0-Vx sa porastom za 1uS.
Iz istog razloga su postavljeni OP27 kao op-amps, čiji je model jako kvalitetno napravljen, te ga rado koristim kao bolji op-amp u simulatoru.
Ostalo potrebno je u napomenama na šemi.
Takođe i Vreff izvore nisam nacrtao u realnoj izvedbi, ali smatram da bilo ko ume sastaviti shunt regulatore sa TL431.
Sa lošijim op-amps može pokriti sigurno ceo audio opseg i van toga, pod uslovom da je taj lošiji bar MC3327x, TL074...
Generator ima komplementarne izlaze, tj. diferencijalne izlaze i za trougao i za četvrtku.
Ako je izveden u punom kvalitetu (4 op-amps), sa punom opcijom buffera i invertora za komplementarni izlaz četvrtke i sa OPA4192, toj spravi neće zavisiti amplituda izlaznog napona od opterećenja izlaza, a stabilnost frekvencije će prvenstveno zavisiti od Ct i Rt i kvaliteta Vreff.
Posebno ako se uklone zaštitni otpornici na izlazima, (R9,R10,R11,R12) koji su 220R, koji se mogu ukloniti ako se koristi OPA4192 jer on ima internu zaštitu od kratkog spoja.
U tom slučaju izlazi imaju tipičnu close-loop izlaznu impendansu OPA4192 koja je tada reda delova oma.
U punom kvalitetu izvođenja je amplituda izlaza strogo definisana sa veličinama referentnih napona +Vreff i -Vreff, koji se mogu postaviti u rasponu od +-2V5 do +-7V5 (max Vdd-Vss je 15V za CMOS 555).
CMOS verzija 555 je istovetne funkcije kao i NE555, osim što je u CMOS tehnologiji sa drastično manjom potrošnjom i ulaznim strujama, kao i tipičnim railom izlaza od Vdd do Vss kada je vrlo mala struja izlaza.
Iz tog razloga je u boljoj verziji izvođenja stavljen buffer na izlaz LCM555(TS555), jer će onda njegov izlaz raditi bukvalno od Vdd do Vss.
To će nam garantovati vrlo konstantnu struju kroz Rt, za oba polariteta i sve temperature rada, što svakako zavisi i od kvaliteta Vreff izvora.
Sami +-Vreff se u sasvim dovoljnom kvalitetu mogu napraviti "skidanjem" napona sa glavnih Vcc i Vee, pomoću standadnog shunt stabilizatora TL431A, koji ni malo nije loš sa svojih 0.4% i 50ppm, pogotovo za svoju cenu.
Bez opcije, tj. sa dualnim op-amp i bez drugog, komplementarnog izlaza četvrke, može se i dalje dobiti diferencijalni izlaz trougla, a direktno sa izlaza TS555 četvrtka, ali u toj verziji će frekvencija nešto malo zavisiti od struje izlaza TS555, tj. što je ta struja veća - to će frekvencija biti niža (radi se možda o par posto pada).
Dakle, sa smanjenjem Rt, struja izlaza TS55 će rasti i neće frkvencija idealno biti srazmerna Rt. U slučaju da trošimo sa izlaza za četvrtku (koji je u tom slučaju samo jedan) onda će frekvencija trougla i četvrtke malo opasti povećanjem opterećenja izlaza četvrtke, što je prirodna posledica pada napona na internim izlaznim mosfetima na TS555, srećom vrlo simetrično za razliku od bipolarnog NE555.
U izvedbi punog kvaliteta, ko se odluči za OPA2192, neće mu baš biti specijalna prepreka i OPA4192, te to najtoplije preporučujem.
Sa tom najboljom izvedbom, tj. sa 4 x op-amp OPA4192, sprava će izuzetno linearno i precizno raditi i na gornjem opsegu frekvencija koji su iznad 10KHz i čak do preko 200KHz.
To ne mogu raditi op-amps sa slew rate ispod 15V/uS.
Ujedno, OPA4192 (baza je OPA192) je op-amp izuzetnog kvaliteta i sjajnih performansi maltene u svim zonama upotrebe.
Cena mu baš i nije mala (nešto ispod 6 eura na Mouser), ali gospodo, to je jedna paklica boljih cigareta ili dobra veća čokolada, a instrument je stvar koja traje.
Sa OPAx192 Rt potenciometar može biti od 0 do jedan Megaom, čim se može smanjiti broj kondenzatora u preklapanju opsega.
Opseg se može promeniti veličinom Ct, koji može kod OPAx192 biti najmanje 1n (još u vek daleko iznad parazitnih kapacitivnosti okolo).
Maksimalna veličina Ct nije ograničena te generator može raditi i sa jako dugaćkim vremenima, odnosno ispod 1Hz ili čak i mnogo niže, ali smatram da je prilično besmisleno ići preko 1uF.
Ct bi bilo najbolje da bude polipropilenski (KP ili MKP) jer je njima krajnje nizak remanentni naboj, što garantuje izvrsnu linearnost trougla. Izvrsnu linearnost trougla takođe garantuju i low bias struje OPAx192, visok OLG, odličan CMRR i visoka linearnost tog op-amp.
U svakom slučaju se sprava odmah može izvesti sa vrlo zadovoljavajućim rezultatima čak i sa TL431, TL074 i TS555, koji su vrlo jevtini i svuda dostupni, a kasnije, ko želi može staviti bolji 4 x op-amp jer su oni maltene svi pin kompatibilni...
Evo šeme sklopa:
Tr_Sq_Gen.pdf (Size: 11,66 KB / Downloads: 64)
Pozdrav,
Macola
P.S.
Šema je odmah spremna i za simulaciju u LT Spice IV.
Izvori napajanja su zbog brzog postizanja kondicionih uslova postavljeni kao pulsni gneratori od 0-Vx sa porastom za 1uS.
Iz istog razloga su postavljeni OP27 kao op-amps, čiji je model jako kvalitetno napravljen, te ga rado koristim kao bolji op-amp u simulatoru.
Ostalo potrebno je u napomenama na šemi.
Takođe i Vreff izvore nisam nacrtao u realnoj izvedbi, ali smatram da bilo ko ume sastaviti shunt regulatore sa TL431.