nedoPC.org

Electronics hobbyists community established in 2002
Atom Feed | View unanswered posts | View active topics It is currently 28 Mar 2024 07:41



Reply to topic  [ 26 posts ]  Go to page Previous  1, 2
Транзисторы из ТТЛ 
Author Message
Retired
User avatar

Joined: 25 Jul 2011 00:14
Posts: 1331
Location: WWW
Reply with quote
Post 
Quote:
КТ368, кстати, работают близко к правде.
ага, значит. емкости переходов влияют. а какие технологические нормы на 155-ю серию? сколько мкм в смысле

2SC9018>КТ368

КТ342 КТ325


21 Apr 2012 06:13
Profile
Supreme God
User avatar

Joined: 21 Oct 2009 08:08
Posts: 7777
Location: Россия
Reply with quote
Post 
MC68k wrote:
а какие технологические нормы на 155-ю серию? сколько мкм в смысле

Вот честно скажу - никогда на знал... :(

Ну вот хоть одну фразу по делу нашел:
Quote:
Серии 74, 74H, 74L сделаны на транзисторах с граничной частотой 450 МГц (типовое значение), легированных золотом для уменьшения времени рассасывания неосновных носителей при закрывании.
Источник

_________________
iLavr


21 Apr 2012 09:00
Profile
Supreme God
User avatar

Joined: 21 Oct 2009 08:08
Posts: 7777
Location: Россия
Reply with quote
Post 
Lavr wrote:
КТ368, кстати, работают близко к правде.

Вот только переходная характеристика с ними хуже: :(

Image

А с КТ3117 - очень похожа на правдивую:

Image

Только вот время задержки распространения с КТ3117 порядка 80 нс :(


PS. А вот с Дарлингтоном на входе я, похоже, чютка перестарался.
Генератор по схеме:


Image

работает с R1 до 2.2К, что уже в реальных ТТЛ только если оооочень повезёт...
Сопротивление резистора R1 может быть в пределах 330 Ом—1,5 кОм, а емкость конденсатора С1 должна быть не меньше 50 пФ.

_________________
iLavr


21 Apr 2012 10:26
Profile
Supreme God
User avatar

Joined: 21 Oct 2009 08:08
Posts: 7777
Location: Россия
Reply with quote
Post 
Вобщем, я считаю, вопрос этот мы закрыли. Я засунул дискретную модель
ТТЛ-инвертора в контейнер TTL_NOT и смоделировал RC-генератор:

Image

Генератор, несмотря на некоторое несовершенство дискретной модели, четко
возбудился на предполагаемой частоте: F = 1/3RC.

Кто работал с подобными генераторами, отмечают, что погрешность данной формулы
порядка +/- 20%.

Нехарактерная задержка распространения дискретной модели - 80 нс не позволит
использовать её на частотах, близких к 1-2 МГц.

На 1 МГц, впрочем, работает, на этой частоте я задержку и измерял.

Для более точного соответствия реальному инвертору ТТЛ, транзисторы
в модели неплохо бы заменить на экземпляры с граничной частотой порядка
450-500 МГц.

(интересно, что у ТТЛШ этот параметр транзисторов порядка 5 ГГц)

_________________
iLavr


21 Apr 2012 14:18
Profile
Junior

Joined: 25 Sep 2022 09:54
Posts: 4
Reply with quote
Извините, что поднимаю старую тему, но вопрос непосредственно касается...
Не подскажете, а как, собственно, теоретически рассчитать резистор R1 ООС на генераторе? В особенности, если заменить емкость кварцевым резонатором?
Спасибо.

Для исключения недопонимания: зачем там резистор, пределы его номинала для ТТЛ и т.п. понятны, вопрос исключительно в теоретическом обосновании этих пределов.


Attachments:
Gen.JPG
Gen.JPG [ 10.17 KiB | Viewed 3672 times ]
27 Mar 2023 00:32
Profile
Online
Maniac
User avatar

Joined: 14 Oct 2019 18:10
Posts: 272
Location: Tashkent
Reply with quote
ВалИк wrote:
Для исключения недопонимания: зачем там резистор, пределы его номинала для ТТЛ и т.п. понятны, вопрос исключительно в теоретическом обосновании этих пределов.
В аналоговой схемотехнике я практически НОЛЬ. Но, тоже интересуюсь темой.

На подобных схемах (много раз их собирал) используется RS-триггер.

А вот резистор, на сколько лично я могу понимать, необходим для нарушения устойчивости, так как он замыкает первый логический инвертор на себя. А номинал резистора вычисляется, наверное, по порогу: У кварцевого резонатора имеется, наверное (разряженный конденсатор имеет сопротивление), своё сопротивление в переходных моментах колебаний. Тем самым, в переходных моментах сопротивление кварцевого резонатора увеличивается и RS-триггер теряет устойчивость, так как уровень со второго элемента уже через кварц возвращается мутный, а ближайший подходящий уровень (инверсный) - через сопротивление и уже достаточный для переключения.


27 Mar 2023 06:17
Profile WWW
Doomed

Joined: 25 Aug 2009 07:02
Posts: 459
Location: Москва
Reply with quote
ВалИк wrote:
В особенности, если заменить емкость кварцевым резонатором?

В данном случае заменить емкость кварцем - плохое решение, потому что исходная схема представляет из себя релаксатор, и конденсатор работает в режиме перезаряда туда-сюда через R и источник тока на входе первого логического элемента. Причем R есть всегда, а источник тока то есть, то нет. Кварц это узкополосный RLC контур, и работает с гармоническими сигналами, то есть, схема его окружения должна быть линейной.
Допускаю, что кварц в данном случае все же может стабилизировать частоту, но режим работы схемы такой, что первый элемент работает в (условно) линейном режиме, второй же - в ключевом, а через кварц обратно на вход проходит с нужной амплитудой и фазой соответствующая гармоника того безобразия, что получается на выходе второго логического элемента.

Как рассчитывать? Необходимое условие - при данном значении R, с разорванной обратной связью, напряжение на входе второго элемента не должно вводить его в ограничение по выходу. Переходная характеристика в помощь. Дальше - обычный расчет по балансу фаз и амплитуд с учетом Ку и эквивалентной схемы резонатора. Потом, при развитии генерации, второй элемент попадает в нелинейный режим, тут уж как повезет, и на смеси гармоник может заработать.


27 Mar 2023 13:02
Profile
Junior

Joined: 25 Sep 2022 09:54
Posts: 4
Reply with quote
Alikberov wrote:
А номинал резистора вычисляется, наверное, по порогу: У кварцевого резонатора имеется, наверное (разряженный конденсатор имеет сопротивление), своё сопротивление в переходных моментах колебаний.

Как работает генератор в динамическом режиме, более-менее ясно. Ясно так же, что в динамическом режиме в последовательном резонансе импеданс резонатора будет минимален и он даже указан в документации на кварцы (примерно 50 Ом), но нам-то нужно рассчитать обратную связь по постоянному току. Впрочем, я был бы рад, если Вы скажете, как рассчитать это сопротивление из динамических соотношений.
Mixa64 wrote:
В данном случае заменить емкость кварцем - плохое решение, потому что исходная схема представляет из себя релаксатор.

Безусловно, Вы совершенно правы, решение плохое. Да и сам генератор, собственно, дрянной, о чем говорят даже корифеи (Cystal Oscillator Circuits, Robert J. Matthys, 1983, стр.162-163). И хотя Вы ошибаетесь в том, что второй инвертор находится в ключевом режиме (напряжение на выходе первого инвертора удерживает второй в линейной области характеристики) это, в данном случае, не имеет значение и отвлекает от сути вопроса. Для исключения этого аспекта введем второй резистор ОС на второй инвертор. Вопрос остался – как рассчитать резистор ООС?

К сожалению, недопонимание все-таки возникло – я не прошу помощи в расчете самого генератора, я спрашиваю – как рассчитать резистор ООС.
>Необходимое условие - при данном значении R (при каком «данном»? то, которое указано на схеме? я и прошу показать его расчет), с разорванной обратной связью (какой связью? ООС через резистор? или ПОС через резонатор?), напряжение на входе второго элемента не должно вводить его в ограничение по выходу (оно его и не вводит, как я уже ответил).
Mixa64 wrote:
Дальше - обычный расчет по балансу фаз и амплитуд с учетом Ку и эквивалентной схемы резонатора.

Я бы не применял слово «обычный» по отношению к именно этому генератору, но даже здесь не буду спорить, пусть будет «обычный». Но это опять же не имеет отношения к вопросу - пусть, по умолчанию, баланс фаз и амплитуд соблюдается. Эквивалентная схема кварца общеизвестна. Пусть, для конкретики, Ку инвертора равно 10. Как нам это поможет в расчете резистора ООС?


Attachments:
GEN2.JPG
GEN2.JPG [ 12.55 KiB | Viewed 3596 times ]
28 Mar 2023 01:10
Profile
Junior

Joined: 25 Sep 2022 09:54
Posts: 4
Reply with quote
Постоянно задавать вопросы невежливо. Поэтому я попробую поделиться своими, а точнее, чужими мыслями.

Для рассчета резистора ООС у нас , как я понимаю, два пути.
1. Рассматривать инвертор, как усилитель и рассчитать ООС из теории ОУ.
Ку= Uвых/Uc= -Rоос/Rс
Наш корифей, Шило, так и делает:
Quote:
Как основу для автогенератора с повышенной стабильностью удобно выбрать инвертирующий усилительный каскад с отрицательной обратной связью через резистор Rос. Здесь коэффициент усиления Ку= Uвых/Uc= -Rоос/Rс. Надо учитывать, что собственное усиление цифрового инвертора Ку не превышает 20, что очень далеко от усиления идеального операционного усилителя… Аналогичные инверторы применены в кварцевом автогенераторе с пьезоэлектрическим резонатором ZQ1. (В.Л.Шило, Популярные цифровые микросхемы, 1989, стр.51-53)

Однако Шило пишет о такой вот схеме (см. вложение), где четко указано входное сопротивление сигнала. Естественно, тогда общий коэффициент Куо = 2* (510/220). А как поступить нам?
Кроме того, я готов расписаться в своей тупости, однако то что «аналогичные инверторы» Шило применил во втором генераторе это понятно, но сами генераторы далеко не аналогичны. Ибо, как правильно заметил г-н Миха64, первый релаксационный и конденсатор здесь выполняет роль «релаксанта», а во втором карцевый резонатор – узкополостный фильтр.

2. Пойти по пути автора этого топика, рассчитав аналоговую модель логического элемента и применив формулу: f=1/3RC. Это позволит учесть существенные входные токи ТТЛ элемента, потому как в постоянном токе для ТТЛ, не выполняется условие Uвх=Uвых=Uпор на линейной характеристике, и через резистор в ТТЛ, в отличие от МОП, течет ток, создавая свое падение напряжения. Господин Масленников (Масленников В.В. Сборник задач по курсу Общая электротехника и электроника, 2006, стр.80-81, зад.9.5) деликатно обошел этот вопрос, рассчитав наш генератор, но только на МОП элементах :) При этом, кстати, не особо парился, задавшись номиналом резистора обратной связи просто «от фонаря».
Однако я сильно сомневаюсь в этом пути, так как все это, опять же, справедливо только для релаксационного генератора.

Был бы рад любым мыслям по этому поводу у уважаемого сообщества...


Attachments:
GEN3.JPG
GEN3.JPG [ 33.27 KiB | Viewed 3596 times ]
28 Mar 2023 01:18
Profile
Doomed

Joined: 25 Aug 2009 07:02
Posts: 459
Location: Москва
Reply with quote
Расчет ведется в рамках модели поведения. Модель не универсальна, она определяется не только схемой, но и условиями, в которых схема собирается работать. Для примера схему выберем первоначальную. В качестве условия работы поставим ограничение такое, чтобы при разорванной обратной связи (без кварца) усилитель находился в линейном режиме хотя бы для малого сигнала. Далее - линейность трактуется именно как малосигнальная. DD1.1 в линейный режим вводится резистором R. Его значение (возможный диапазон значений) выбирается исходя из переходной характеристики DD1.1, с учетом входного тока и нагрузочной способности. Диапазон будет от 0 до какого-то значения, которое еще не такое большое, чтобы входной ток ТТЛ элемента и связанное с ним падение напряжения на R вынудило выход упереться в состояние лог. 0.
Следующее условие - чтобы DD1.2 тоже был в линейном режиме. Автоматически оно не выполняется, потому что на его входе напряжение должно попасть в маленькое окно переходной характеристики, которое прилично выше напряжения лог.0. При нулевом R напряжения вход и выход DD1.1, вход DD1.2 будут находиться в точке пересечения переходной характеристики и прямой Uвых = Uвх, обозначим его U0. При увеличении R напряжение на входе DD1.2 будет уменьшаться, но условие линейности рабочей точки DD1.2 не позволяет ему уменьшиться на величину большую, чем некоторое ΔU [определить графически, см. переходную характеристику, или определить аналитически, исходя из модели переходной характеристики]. В той крайней допустимой точке из входа DD1.1 будет вытекать некоторый ток [определить по входной ВАХ для Uвх, которое на выходе дает U0 - ΔU ] . Этот ток определит максимальное значение Rmax. Большее значение R уведет DD1.2 с линейного участка (вскользь об этом уже упоминал). Практическую величину R нужно выбирать меньше, чем Rmax, чтобы рабочую точку хоть как-то увести с края переходной характеристики. Но оно не должно быть слишком маленьким, чтобы не нарушилось условие баланса амплитуд. В первом приближении Ку DD1.1 это R/Rкв , Ку DD1.2 определяется по наклону переходной характеристики в рабочей точке (не забываем, что р.т. с краю, там Ку переменный), произведение этих Ку должно быть больше 1. При таких условиях загенерит. Дальше, при разгоне, DD1.2 перейдет в несимметричный ключевой режим.


28 Mar 2023 11:52
Profile
Supreme God
User avatar

Joined: 21 Oct 2009 08:08
Posts: 7777
Location: Россия
Reply with quote
Post Re:
Lavr wrote:
Image

Но на мой взгляд 2N2369 здесь явный перебор:
Quote:
2N2369: граничная частота которого равна 500 МГц,
h21э макс = 120,
максимальный ток коллектора 0.2 А.

А в общем-то совсем даже не перебор, а даже недобор некоторый:
Quote:
Интегральные транзисторы в полупроводниковых микросхемах обладают следующими параметрами: коэффициент передачи тока базы порядка 200; граничная частота до 500 МГц; емкость коллектора до 0,5 пФ; пробивное напряжение для коллекторного перехода до 50 В, для эмиттерного до 8 В;
Источник, я думаю, заслуживает доверия: Элементы интегральных микросхем
поскольку это явно откуда-то списано...

Параметр h21, действительно, нужен порядка 200 и больше, иначе генераторы не заводятся.
Для этого я и включал транзисторы на входе по схеме Дарлингтона.

Собственно, к похожим параметрам я в этом топике и сам пришел, но впервые вижу эти параметры,
указанные, так сказать, прямым текстом...

Но сегодня просто везёт! :wink: Ещё один источник эти параметры подтверждает:
Quote:
Типичные параметры интегральных n-p-n транзисторов:
Коэффициент усиления по току: 200-400.
Максимально допустимое напряжение коллектор – база: 30 - 50 В.
Максимально допустимое напряжение эмиттер – база: 8 -10 В.
Предельная частота: 500 – 700 МГц.

_________________
iLavr


13 Apr 2023 17:05
Profile
Display posts from previous:  Sort by  
Reply to topic   [ 26 posts ]  Go to page Previous  1, 2

Who is online

Users browsing this forum: No registered users and 16 guests


You cannot post new topics in this forum
You cannot reply to topics in this forum
You cannot edit your posts in this forum
You cannot delete your posts in this forum
You cannot post attachments in this forum

Search for:
Jump to:  
Powered by phpBB® Forum Software © phpBB Group
Designed by ST Software.