nedoPC.org

Community of electronics hobbyists established in 2002

...
Atom Feed | View unanswered posts | View active topics It is currently 16 Dec 2018 22:54



Reply to topic  [ 46 posts ]  Go to page Previous  1, 2, 3, 4  Next
Проектирование троичных элементов (3) - пробуем оптопары 
Author Message
Retired

Joined: 03 Aug 2003 23:37
Posts: 1481
Location: Moscow
Reply with quote
Да уж, не быстро :(


02 Nov 2009 16:19
Profile
Admin
User avatar

Joined: 09 Jan 2003 00:22
Posts: 17234
Location: Colorado
Reply with quote
Недавно обнаружил информацию о том, что обычный светодиод может быть использован как фотодиод! Т.е. свою собственную оптопару можно сделать из двух светодиодов - один будет работать на передачу, а другой на приём. Причём вот тут:
http://en.wikipedia.org/wiki/LEDs_as_Ph ... ht_Sensors
написано, что светодиод реагирует на свет своей волны и короче, т.е. зелёный светодиод реагирует на голубой и зелёный, но не реагирует на красный цвет, а вот красный будет реагировать на все цвета. На базе этого можно строить троичные схемы, которые могут одновременно преобразовывать троичный сигнал в двоичный для дальнейшего управления ключами и отображать цветом входной троичный сигнал для визуального контроля.
N: Red -> G=1 R=1
O: Off -> G=0 R=0
P: Green -> G=0 R=1
как можно заметить у нас получился преобразователь троичного сигнала в двоичный, где N превращается в -1.

P.S. с красно-зелёными светодиодами такой фокус не проходит почему-то...


24 Jul 2011 20:11
Profile WWW
Admin
User avatar

Joined: 09 Jan 2003 00:22
Posts: 17234
Location: Colorado
Reply with quote
Shaos wrote:
С этими 6N137 одна проблема - там внутри не фототранзистор стоит, а целый ТТЛ-вентиль...


Что делает из него прекрасный заменитель компаратора для дальнейшего управления CMOS-ключами 4052,4053 или DG403...


24 Jul 2011 21:36
Profile WWW
Admin
User avatar

Joined: 09 Jan 2003 00:22
Posts: 17234
Location: Colorado
Reply with quote
Shaos wrote:
Shaos wrote:
С этими 6N137 одна проблема - там внутри не фототранзистор стоит, а целый ТТЛ-вентиль...


Что делает из него прекрасный заменитель компаратора для дальнейшего управления CMOS-ключами 4052,4053 или DG403...


Собрал на макетке прототипчик (пока без 4052 - вместо него светодиоды):

Image

Получается, что для построения TRI41BOS (сдвоенный троичный селектор с общим входом управления, у которого входной каскад построен на биполярных транзисторах и оптопарах, а далее идёт дешёвый CMOS-мультиплексор) нужно:
1 x 74HC4052 $0.39
2 x 6N137 $0.49*2=$0.98
транзисторы:
1 x 2N3904 $0.03
1 x 2N3906 $0.03
конденсаторы:
3 x 0.1 uF $0.19*3=$0.57
резисторы:
2 x 4.7K $0.03*2=$0.06
2 x 2.2K $0.03*2=$0.06
2 x 470 $0.03*2=$0.06
или всего $2.18, что в 5 раз дешевле компонентов для платы TRIMUX, но и мелочёвки тут всякой побольше, и схема не совсем троичная (мультиплексор управляется двухразрядным двоичным адресом, сигналы которого получаются от оптопар), и скорее всего будет работать медленнее...
P.S. Вообще похоже, что положительную часть из PNP-транзистора и оптопары можно заменить на один диод (либо один транзистор), но тогда схемка будет не симметричная (с другой стороны TRIMUX тоже далеко не симметричный).
P.P.S. А на 4053 таким же образом можно построить одиночный селектор TRI43BOS и тройной селектор TRI47BOS.


17 Sep 2011 23:50
Profile WWW
Fanat

Joined: 06 Nov 2013 15:09
Posts: 50
Location: 82.147.177.70
Reply with quote
Ну ежели 10мега то довольно заманчиво.
На двух 6N137 получается довольно простой преобразователь
с трёхуровнего в BCT. Вроде где-то, что-то такое было,
только на низкочастотных аналоговых компараторох


18 Sep 2011 01:21
Profile
Admin
User avatar

Joined: 09 Jan 2003 00:22
Posts: 17234
Location: Colorado
Reply with quote
rvnick wrote:
Ну ежели 10мега то довольно заманчиво.
На двух 6N137 получается довольно простой преобразователь
с трёхуровнего в BCT. Вроде где-то, что-то такое было,
только на низкочастотных аналоговых компараторох


Компараторы были тут:
http://www.nedopc.org/forum/viewtopic.php?t=55
Я их тоже на осциллографе попробую...
P.S. Неудобство оптопар в том, что им обязательно транзистор нужен в качестве входного буфера (точнее инвертора) - иначе нельзя будет много модулей подключать к одному источнику сигнала (я попробовал - при 4 оптопарах в параллель уровня напряжения уже не достаточно для срабатывания всех оптопар), а масштабирование - это необходимая фича для получения небесполезной библиотеки троичных компонентов.


18 Sep 2011 05:29
Profile WWW
Fanat

Joined: 06 Nov 2013 15:09
Posts: 50
Location: 82.147.177.70
Reply with quote
Компараторы где-то ещё были, даже фото, кажется LM339.

А насчёт буфера для светодиода в оптопаре, думается должны найтись какие-то интегральные типа из 45хх серий,возможно даже счетверённые, или что-то типа какие-то видеодрайверы для работы на 75ом кабель. Неплохо было бы поменьше резисторной обвязки.


18 Sep 2011 15:21
Profile
Admin
User avatar

Joined: 09 Jan 2003 00:22
Posts: 17234
Location: Colorado
Reply with quote
rvnick wrote:
Компараторы где-то ещё были, даже фото, кажется LM339.


Полусумматор был на компараторах ещё:

http://www.nedopc.org/forum/viewtopic.php?t=53

rvnick wrote:
А насчёт буфера для светодиода в оптопаре, думается должны найтись какие-то интегральные типа из 45хх серий,возможно даже счетверённые, или что-то типа какие-то видеодрайверы для работы на 75ом кабель. Неплохо было бы поменьше резисторной обвязки.


Ну вот пока так...

P.S. По компараторам ещё тут смотреть: http://www.nedopc.org/forum/viewtopic.php?t=48


18 Sep 2011 18:08
Profile WWW
Admin
User avatar

Joined: 09 Jan 2003 00:22
Posts: 17234
Location: Colorado
Reply with quote
Shaos wrote:
Shaos wrote:
Shaos wrote:
С этими 6N137 одна проблема - там внутри не фототранзистор стоит, а целый ТТЛ-вентиль...


Что делает из него прекрасный заменитель компаратора для дальнейшего управления CMOS-ключами 4052,4053 или DG403...


Собрал на макетке прототипчик (пока без 4052 - вместо него светодиоды):

Image

Получается, что для построения TRI41BOS (сдвоенный троичный селектор с общим входом управления, у которого входной каскад построен на биполярных транзисторах и оптопарах, а далее идёт дешёвый CMOS-мультиплексор) нужно:
1 x 74HC4052 $0.39
2 x 6N137 $0.49*2=$0.98
транзисторы:
1 x 2N3904 $0.03
1 x 2N3906 $0.03
конденсаторы:
3 x 0.1 uF $0.19*3=$0.57
резисторы:
2 x 4.7K $0.03*2=$0.06
2 x 2.2K $0.03*2=$0.06
2 x 470 $0.03*2=$0.06
или всего $2.18, что в 5 раз дешевле компонентов для платы TRIMUX, но и мелочёвки тут всякой побольше, и схема не совсем троичная (мультиплексор управляется двухразрядным двоичным адресом, сигналы которого получаются от оптопар), и скорее всего будет работать медленнее...
P.S. Вообще похоже, что положительную часть из PNP-транзистора и оптопары можно заменить на один диод (либо один транзистор), но тогда схемка будет не симметричная (с другой стороны TRIMUX тоже далеко не симметричный).
P.P.S. А на 4053 таким же образом можно построить одиночный селектор TRI43BOS и тройной селектор TRI47BOS.


Сложность пайки можно оценить по количеству припаиваемых ног - у тримукса к примеру это 2*16+4*2+2*5+3=53, а у вышеописанного TRI41BOS - 16+2*8+2*3+3*2+6*2+12=68 или на 28% больше, т.е. паять его примерно на треть дольше...

P.S. Для экспериментов купил оптопары в соике - по 2 на корпус, причём с логическими выходами без открытого коллектора, т.е. будет на один 8-ногий корпус и на 2 резистора меньше.


19 Sep 2011 23:11
Profile WWW
Fanat

Joined: 06 Nov 2013 15:09
Posts: 50
Location: 82.147.177.70
Reply with quote
Получается что-то вроде какой-то концепции.Оптопары,компараторы и что-то ещё подобное,
это как бы преобразование трёхуровневой логики в BCT,
а 4052 и 4053 это BCT-приводы для управления ключами
в трёхуровневой логике. Интересно было бы прикинуть
например полный сумматор на ключах из 4052,4053 и
сравнить его с тем как сделано в CPE Report - Ternary Computing Testbed - RC6a. Думается получилось бы попроще.


20 Sep 2011 03:25
Profile
Admin
User avatar

Joined: 09 Jan 2003 00:22
Posts: 17234
Location: Colorado
Reply with quote
Наконец-то нашёл время протестировать с 4052 - причём половина которой подключена как троичный буфер, а другая половина - как троичный инвертор:

Image

В ручном режиме всё работает - при 5-вольтовом питании пороги срабатывания 4.0 вольт и -3.8 вольта, однако при подаче синусиоды с высокой частотой и отображении результата на осциллографе выяснилось несколько неприятных моментов: во-первых, вопреки ожиданиям схема оказалась несимметричной - отрицательная полуволна даёт более узкую полоску, во-вторых, при повышении частоты до 50 кГц и выше эта полоска схлопывается (когда время зарядки ёмкости канала ниже длительности импульса) - приходится увеличивать амплитуду входной синусоиды (которая и без того была 5 вольт), чтобы хоть что-то появилось. Кроме того 4052 потребовал двух конденсаторов по питанию (один на положительное питание, второй на отрицательное) - т.к. без конденсаторов на сигналах видны помехи.

P.S. Проблемы наблюдаются уже на выходе транзистора отрицательной полуволны - пока не пойму в чём дело - транзисторы менял не помогает, резисторами тоже играл туда-сюда - разница небольшая...

P.P.S. Плюс этой схемы в том, что совершенно бесплатно (т.е. без какой бы то ни было обвязки) можно прицепить красно-зелёный светодиод между общим контактом светодиодов из оптопар и землёй - для отображения значения входного сигнала управления!


09 Oct 2011 06:38
Profile WWW
Admin
User avatar

Joined: 09 Jan 2003 00:22
Posts: 17234
Location: Colorado
Reply with quote
Вот собственно проблемный кусок схемы:
Image

Транзисторы выполняют роль инвертирующих буферов - в результате на выходе оптопар "неинвертированный" сигнал наличия того или иного повышенного напряжения (+5В для верхней и -5В для нижней).

Стал играть с номиналами. Уменьшил R5 и R6 до 1K - стало чуть лучше (граничная частота стала чуть выше). Поменял R1 и R2 на 100 кОм - опять таки стало лучше. Далее странность - когда прикасался пальцами к R1 и R2 (причём к обоим одновременно) - сигнал на повышенной частоте внезапно просыпался! Стал ставить конденсаторы параллельно R1 и R2 - большая ёмкость убирала среднюю составляющую вовсе, а слишком маленькая - не давала вообще никакого эффекта. В результате остановился на 22 пФ - И О ЧУДО - схема стала работать вплоть до предельной частоты моего генератора 2.4 МГц (с задержкой около 100 нс - четверть периода для такой частоты)! Одно НО - при уменьшении частоты стал наблюдаться кратковременный самовозбуд на спадах (визуально получается гребёнка из нескольких импульсов где-то в районе 9 МГц) - рассовывание конденсаторов то тут то там проблему не решают :(

P.S. Возможно дело в самой бредборде!
http://www.electro-tech-online.com/gene ... ey-rf.html
(пора покупать анализатор спектра)

P.P.S. Вобщем решил пока с конденсаторами не заморачиваться - закажу в производство неизменённую схему, разве что добавлю второй конденсатор на отрицательное питание 4052 и опциональный красно-зелёный светодиод для индикации состояния схемы.

P.P.P.S. Заказал 32 платки без зелёнки. Полную схему опубликую когда получу и протестирую хотя бы одну платку...


09 Oct 2011 15:02
Profile WWW
Fanat

Joined: 06 Nov 2013 15:09
Posts: 50
Location: 82.147.177.70
Reply with quote
Имеется ввиду R5,R6 - 1K это через которые сигнал поступает
на базы транзисторов. А R1,R2 - 100 кОм это подключенные
параллельно переходам база-эмиттер?

Самовозбуждение можно попытаться побороть если R5,R6 - 1K
делать составными из двух последовательных резисторов, а
корректирующий конденсатор подключить параллельно одному из
них. Ну типа 330 ом + 680 ом, и 22 пф параллельно 680 ом.
Номиналы естественно надо подбирать.

Ещё 470ом надо попробовать уменьшать. Коллектор-эмиттер
насыщенного транэистор порядка 0,7в., на светодиоде в оптопаре порядка 1,5-2,0в.,на падение напряжения остаётся
2,3-2,8в. ориентировочно, при токе светодиода примерно 10ма,
резистор может быть порядка 220ом. Если ещё будет дополнительный светодиод для индикации, то учитывая, что и на нём тоже будет падать примерно 1,5-2,0в., резистор надо
будет подбирать порядка десятки омов.


10 Oct 2011 02:24
Profile
Admin
User avatar

Joined: 09 Jan 2003 00:22
Posts: 17234
Location: Colorado
Reply with quote
А да - R5/R6 не попали в поле зрения :)
Это резисторы подтягивающие к +5В выходы оптопар с открытым коллектором
P.S. Если речь зашла о десятках омов, то может быть резистор убрать совсем? Вот что я хочу туда воткнуть:
https://www.jameco.com/webapp/wcs/store ... ctId=34711
Пишут 2.6V максимум


10 Oct 2011 08:12
Profile WWW
Fanat

Joined: 06 Nov 2013 15:09
Posts: 50
Location: 82.147.177.70
Reply with quote
Shaos wrote:
А да - R5/R6 не попали в поле зрения :)
Это резисторы подтягивающие к +5В выходы оптопар с открытым коллектором
P.S. Если речь зашла о десятках омов, то может быть резистор убрать совсем? Вот что я хочу туда воткнуть:
https://www.jameco.com/webapp/wcs/store ... ctId=34711
Пишут 2.6V максимум


Совсем без резисторов нельзя, если коллектор-эмиттер случайно короткое, то
два последовательных леда напрямую к 5,0вольт,могут погореть.


11 Oct 2011 12:24
Profile
Display posts from previous:  Sort by  
Reply to topic   [ 46 posts ]  Go to page Previous  1, 2, 3, 4  Next

Who is online

Users browsing this forum: Google [Bot] and 2 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.